ระบบนิเวศ

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบนิเวศ

สาระสำคัญ

             สิ่งแวดล้อมที่อยู่รอบตัวเราประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต สิ่งมีชีวิตมีการพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกันและสมพันธ์กับสิ่งที่ไม่มีชีวิต มีการใช้พลังงานและแลกเปลี่ยนสารอาหารซึ่งดำเนินไปภายใต้ความสมดุลของธรรมชาติเรียกว่า ระบบนิเวศ แต่ถ้าระบบนิเวศขาดความสมดุลหรือถูกทำลาย ย่อมเกิดผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของสรรพสิ่งในระบบ ทำให้มนุษย์เห็นความสำคัญของระบบนิเวศและรู้จักการนำสิ่งแวดล้อมมาใช้ให้เกิดประโยชน์และช่วยแก้ไข้ปัญหา ความเสื่อมโทรมของระบบนิเวศ

ความหมายของระบบนิเวศ

              ระบบนิเวศ(ecosystem) หมายถึง ระบบความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ร่วมกันในบริเวณนั้น และความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตกับสภาพแวดล้อมของแหล่งที่อยู่ ได้แก่ ดิน น้ำ แสง ในระบบนิเวศจะมีการถ่ายทอดพลังงานระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆ และมีการหมุนเวียนสารต่างๆจากสิ่งแวดล้อมสู่สิ่งมีชีวิตและจากสิ่งมีชีวิตสู่สิ่งแวดล้อม

ประเภทของระบบนิเวศ

               ระบบนิเวศมีอยู่ทุกหนทุกแห่งทั่วโลก มีมากมายหลายระบบ แต่ละระบบมีขนาดเล็กใหญ่
สลับซับซ้อนแตกต่างกัน โลกของเราจัดเป็นระบบนิเวศที่ใหญ่ที่สุด เรียกว่า โลกของสิ่งมีชีวิต(biosphere)
ซึ่งเป็นที่รวมระบบนิเวศหลากหลายระบบ

ส่วนที่จัดเป็นระบบนิเวศเล็ก ๆ เช่น ทุ่งหญ้า หนองน้ำ สระน้ำ ริมรั้ว ใต้ขอนไม้ผุ
ระบบนิเวศแบ่งได้เป็น 2 ระบบใหญ่ ๆ คือ

1. ระบบนิเวศตามธรรมชาติ

ได้แก่ ระบบนิเวศบนบก เช่น ป่าไม้ ทุ่งหญ้า ทะเลทราย
ระบบนิเวศแหล่งน้ำ แบ่งเป็นระบบนิเวศน้ำจืด เช่น แม่น้ำ ลำคลอง หนอง บึง
ระบบนิเวศน้ำเค็ม เช่น ทะเล มหาสมุทร
ระบบนิเวศน้ำกร่อย เช่น บริเวณปากแม่น้ำ

2. ระบบนิเวศที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น ระบบนิเวศชุมชนเมือง แหล่งเกษตรกรรม นิคมอุตสาหกรรม หรือแม้กระทั่ง
ตู้ปลา อ่างเลี้ยงปลา ก็จัดเป็นระบบนิเวศที่มนุษย์สร้างขึ้น

องค์ประกอบของระบบนิเวศ

ระบบนิเวศบนโลกถึงแม้จะมีความหลากหลาย แต่ก็มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน คือ ประกอบไปด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ
1. ส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิต (abiotic component ) ประกอบด้วย
อนินทรียสาร ได้แก่ ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน น้ำ และคาร์บอน
อินทรียสาร ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน ฯลฯ
สภาพแวดล้อมทางกายภาพ ได้แก่ อุณหภูมิ แสง ความเป็นกรด เป็นด่าง ความเค็มและความชื้น
2. ส่วนประกอบที่มีชีวิต (biotic component) ได้แก่
ผู้ผลิต (producer)
ผู้บริโภค (consumer)
ผู้ย่อยสลาย (decomposer)

ผู้ผลิต (producer) คือ สิ่งมีชีวิตที่สามารถนำพลังงานจากแสงอาทิตย์มาสังเคราะห์อาหารขึ้นได้เองด้วยแร่ธาตุและสสารที่มีอยู่ตามธรรมชาติ ได้แก่ พืชสีเขียว แพลงค์ตอนพืช และแบคทีเรียบางชนิด
ผู้บริโภค (consumer) คือ สิ่งมีชีวิตที่กินสิ่งมีชีวิตอื่นๆเป็นอาหาร แบ่งได้เป็น
- สิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็นอาหาร (herbivore) เช่น วัว ควาย กระต่าย
และปลาที่กินพืชเล็กๆ ฯลฯ
- สิ่งมีชีวิตที่กินสัตว์อื่นเป็นอาหาร (carnivore) เช่น เสือ สุนัข กบ สุนัขจิ้งจอก ฯลฯ
- สิ่งมีชีวิตที่กินทั้งพืช และสัตว์ ซึ่งเป็นลำดับการกินสูงสุด (omnivore) เช่น มนุษย์
ผู้ย่อยสลาย (decomposer) เป็นพวกย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตให้เป็นสารอินทรีย์ได้

ความสัมพันธ์ของระบบนิเวศ มี 2 ลีกษณะคือ

1. ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสภาพแวดล้อมทางกายภาพ ได้แก่ แสง , อุณหภูมิ , น้ำ , อากาศ ,ดินและแร่ธาตุในดิน

แสง เป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น

1. ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

2. การหุบและบานของดอกและใบของพืชหลายชนิด เช่น ใบไมยราบ ใบกระถิน

3. มีอิทธิพลต่อเวลาการออกอาหารของสัตว์

อุณหภูมิ เป็นปัจัยสำคัญที่มีอิธิพลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตหลายประการ เช่น

1. อุณหภูมิมีผลต่อการหุบและบานของดอกไม้บางชนิด เช่น ดอกบัวจะบานตอนกลางวันและจะหุบในตอนกลางคืน

2. อุณหภูมิมีผลต่อพฤติกรรมบางประการของสัตว์ เช่น การจำศีลมนฤดูหนาวของหมีขั้วโลก

3. อุณหภูมิมีผลต่อลักษณะและรูปร่างของสิ่งมีชีวิต เช่น สัตว์ในเขตหนาวจะมีขนาดตัวที่ใหญ่กว่าสัตว์ในเขตร้อน หรือสัตว์บางชนิดที่อยู่ในเขตหนาวจะมีขนหนากว่าสัตว์ในเขตร้อน

น้ำ เป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต เช่น

1. น้ำเป็นวัตถุดิบในการบวนการสังเคราะห์ด้วยแวงของพืช และน้ำยังเป็นตัวทำละลายที่สำคัญที่ทำให้แร่ธาตุต่างๆที่มีอยู่ในดินละลายและซึมสู่พื้นดินเพื่อให้พืชสามารถนำไปใช้ได้

2. น้ำเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการงอกของเมล็ด

3. น้ำเป็นส่วนประกอบในเซลล์ร่างกายของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

4. น้ำเป็นสื่อกลางในการช่วยขับของเสียออกจากร่างการของสิ่งมีชีวิต

ดินและแร่ธาตุในดิน เป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการดำรงชีวิต

1. ดินเป็นแล่งที่อยู่ของพืช อีกทั้งยังให้แร่ธาตุที่จำเป็นในการดำรงชีวิต

2. ดินช่วยในการกักเก็บน้ำและอากาศ

3. ดินเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดบนโลก

อากาศเป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต เช่น

1. อากาศมีแก๊สออกซิเจน ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิด

2. อากาศมีแก๊สออกซิเจน ที่ผสมอยู่ช่วยในการเผาไหม้

3. ความสัมพันธ์ระหว่างสางมีชีวิตที่อาศัยอยู่ร่วมกันในระบบนิเวศ

2.ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในสายใยอาหารมีหลายรูปแบบ ได้แก่

2.1ภาวะล่าเหยื่อ ( Predation ) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตโดยฝ่ายหนึ่งจับอีกฝ่ายหนึ่งเป็นอาหาร เรียกว่า ผู้ล่า (predator) ส่วนฝ่ายที่ถูกจับเป็นอาหารหรือถูกล่า เรียกว่า เหยื่อ ( prey) เช่น -กบกับแมลง :กบเป็นผู้ล่า แมลงเป็นผู้ถูกล่า และเหยี่ยวกับหนู:เหยี่ยวเป็นผู้ล่าส่วนหนูเป็นผู้ถูกล่า

2.2ภาวะพึ่งพา ( Mutualism ) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดโดยต่างก็ไ ด้รับประโยชน์ซึ่งกันและกัน หากแยกกันอยู่จะไม่สามารถดำรงชีวิตต่อไปได้ เช่น 
- ไลเคนส์ ( Lichens) : สาหร่ายอยู่ร่วมกับสาหร่าย สาหร่ายได้รับความชื้นและแร่ธาตุจากรา ราได้รับอาหารและออกซิเจนจากสาหร่าย

2.3ภาวะการได้ประโยชน์ ( Protocooperation ) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต2 ชนิด โดยก็ได้รับประโยชน์ซึ่งกันและกัน แม้แยกกันอยู่ก็สามารถดำรงชีวิตได้ตามปกติ เช่น - แมลงกับดอกไม้ : แมลงได้รับน้ำหวานจากดอกไม้ ส่วนดอกไม้ได้แมลงช่วยผสมเกสรทำให้แพร่พันธุ์ได้ดีขึ้น

2.4ภาวะอิงอาศัยหรือภาวะเกื้อกูล ( Commensalism ) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต2 ชนิด โดยฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์ อีกฝ่ายหนึ่งไม่ได้และไม่เสียประโยชน์ เช่น 
- ปลาฉลามกับเหาฉลาม : เหาฉลามเกาะติดกับปลาฉลาม ได้เศษอาหารจากปลาฉลามโดยปลาฉลามก็ไม่ได้และไม่เสียประโยชน์อะไร 
- พืชอิงอาศัย ( epiphyte) บนต้นไม้ใหญ่ : พืชอิงอาศัย เช่น ชายผ้าสีดาหรือกล้วยไม้เกาะอยู่บนต้นไม้ใหญ่ ได้รับความชุ่มชื้น ที่อยู่อาศัยและแสงสว่างที่เหมาะสมโดยต้นไม้ใหญ่ไม่ได้และไม่เสียประโยชน์ใดๆ 
- นก ต่อ แตน ผึ้ง ทำรังบนต้นไม้ : สัตว์เหล่านี้ได้ที่อยู่อาศัย หลบภัยจากศัตรูธรรมชาติโดยต้นไม้ไม่ได้และไม่เสียประโยชน์อะไร

2.5ภาวะปรสิต ( Parasitism ) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด โดยฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์ เรียกว่า ปรสิต ( parasite) อีกฝ่ายหนึ่งเสียประโยชน์เรียกว่าผู้ถูกอาศัย( host) เช่น 
- เห็บ เหา ไร หมัด บนร่างกายสัตว์ : ปรสิตภายนอก ( ectoparasite) เหล่านี้ดูดเลือดจากร่างกายสัตว์จึงเป็นฝ่ายได้ประโยชน์ ส่วนสัตว์เป็นฝ่ายเสียประโยชน์ 
- พยาธิ ในร่างกายสัตว์ :ปรสิตภายใน (endoparasite) จะดูดสารอาหารจากร่างกายสัตว์จึงเป็นฝ่ายได้ประโยชน์ส่วนสัตว์เป็นฝ่ายเสียประโยชน์

2.6ภาวะมีการย่อยสลาย (Saprphytism) เป็นความสัมพันธ์ที่กลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้ย่อยสลายอินทรียสารได้แก่ แบคทีเรีย ,เห็ด , รา จะสร้างสารออกมาย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตบางส่วนของสารที่ย่อยแล้ว จะดูดกลับไกใช้ในการดำรงชีวิต

การหมุนเวียงของสารในระบบนิเวศ

             โดยทั่วไปในสภาวะแวดล้อมจะมีแร่ธาตุและสารต่าง ๆ เป็นองค์ประกอบอยู่แล้วตามธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตไม่เพียงแต่ใช้ แร่ธาตุและสารจากธรรมชาติ แต่กิจกรรมการดำรงชีวิตก็มีการปล่อย สารบางอย่างกลับคืนสู่ธรรมชาติด้วย วนเวียนกันเป็นวัฏจักร

การหมุนเวียงน้ำในระบบนิเวศ

          น้ำเป็นสิ่งจำเป็นต่อชีวิตอย่างยิ่ง น้ำเป็นตัวกลางของกระบวนการต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิต จากการวิเคราะห์องค์ประกอบของเซลล์ของสิ่งมีชีวิต พบว่ามีน้ำเป็นองค์ประกอบในปริมาณมาก บางชนิดมีน้ำเป็นองค์ประกอบในเซลล์ถึงร้อยละ 95 สิ่งมีชีวิตจำนวนมากอาศัยน้ำเป็นแหล่งที่อยู่ เพราะผิวโลกเราประกอบด้วยพื้นน้ำถึง 3 ใน 4 ส่วน

การหมุนวียงไนโตรเจนในระบบนิเวศ

           ไนโตรเจนเป็นแร่ธาตุสำคัญที่พืชต้องการในปริมาณมาก พืชจะใช้ไนโตรเจนในรูปของ สารประกอบพวกเกลือแอมโมเนีย เกลือไนไตร เกลือไนเตรต เพื่อสร้างสารประกอบอื่น ๆ ในเซลล์ ส่วนสัตว์จะได้รับสารดังกล่าว โดยถ่ายทอดมาในสายใยอาหาร สิ่งมีชีวิตในดิน พวกจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรียไรโซเบียม ในปมรากพืชตระกูลถั่ว แบคทีเรียที่ดำรงชีพอิสระ ในดิน และสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินบางชนิด สามารถตรึงไนโตรเจนจากบรรยากาศ แล้วเปลี่ยนเป็นสารประกอบของไนโตรเจนที่พืชสามารถนำไปใช้ได้ ในขณะเดียวกันก็มี จุลินทรีย์บางชนิดที่เป็นผู้ย่อยสลายอินทรีย์สารย่อยสลายซากพืชและสัตว์ที่ตายลง กลาย เป็นไนโตรเจนอิสระกลับคืนสู่บรรยากาศ และได้สารประกอบไนโตรเจนในดินที่พืชสามารถ นำไปใช้ได้ นอกจากนี้ไนโตรเจนอีกส่วนหนึ่งจะกลับคืนสู่บรรยากาศ โดยสัตว์ขับถ่ายสาร ประกอบไนโตรเจนในรูปของแอมโมเนีย พืชบางชนิด เช่น - หม้อข้าวหม้อแกงลิง หยาดน้ำค้าง กาบหอยแครง ได้รับสารประกอบไนโตรเจนแตกต่าง จากพืชอื่น โดยมีส่วนของใบเปลี่ยนแปลงไปคลายกับดักแมลง เมื่อแมลงตกลงไปจะมี เอนไซม์ย่อยเนื้อเยื่อแมลง ได้เป็นสารประกอบไนโตรเจนที่เข้าสู่เซลล์พืชได้

การหมุนเวียงคาร์บอนในระบบนิเวศ

            คาร์บอนเป็นองค์ประกอบสำคัญอย่างหนึ่งของสารที่พบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศถูกพืชนำมาเปลี่ยนแปลงเป็นสารอินทรีย์ที่มีคาร์บอน เป็นองค์ประกอบในพืชโดยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง สัตว์ได้รับสารที่มีคาร์บอน เป็นองค์ประกอบโดยการกินอาหาร สำหรับกลุ่มผู้ย่อยสลายอินทรีย์สาร ก็ได้รับสาร คาร์บอนจากกระบวนการย่อยสลาย สิ่งมีชีวิตทุกชนิดปล่อยคาร์บอนกลับคืนสู่บรรยากาศ โดยการหายใจออกในรูปของคาร์บอน ไดออกไซด์ ซึ่งพืชก็นำมาใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ ด้วยแสงอีก ในระบบนิเวศ จึงมีการหมุนเวียนคาร์บอนตลอดเวลา

ที่มา: http://wiki.stjohn.ac.th