ระบบนิเวศน์

        สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะอาศัยอยู่ในธรรมชาติรอบตัวเราและอยู่รวมกันเป็นกลุ่มๆ เรา เรียกว่า กลุ่มของสิ่งมีชีวิต เกิดเป็นสังคมของสิ่งมี ชีวิตกระจัดกระจายอยู่ใแหล่งที่ อยู่อาศัยที่แตกต่างกัน เช่น ในป่าไม้ ในทะเล ในแม่น้ำลำคลอง หนอง บึง เป็นต้น 

       กลุ่มของสิ่งมีชีวิตในแหล่งที่อยู่จะมีความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมที่อยู่รอบๆ เสมอ ความ สัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตที่อยู่ร่วมกัน และ ความสัมพันธ์กับแหล่งที่ อยู่ ซึ่งถือว่าเป็นระบบนิเวศในระบบนิเวศ จะมีปัจจัยที่สำคัญของสิ่ง แวดล้อม 2 ประการ คือ สิ่งแวดล้อมทางกายภาพ และ สิ่งแวดล้อม ทางชีวภาพ จะมีการถ่าย ทอดพลังงานระหว่างสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆ และมีการหมุนเวียนสาร ต่างๆจากสิ่งมีชีวิตสู่สิ่งแวดล้อมและจาก สิ่งแวดล้อมสู่สิ่งมีชีวิต ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของสิ่งหนึ่งสิ่งใด เช่น การทำลายป่าไม้ การขุดแร่ การทำเหมืองแร่ ย่อมจะส่งผลกระทบ ถึงสิ่งอื่นๆ ในระบบด้วยเสมอ

ความหมายของสิ่งแวดล้อม

       สิ่งแวดล้อม (environment) คือสิ่งต่างๆที่อยู่รอบตัวเรา ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ คือ
1. สิ่งแวดล้อมทางชีวภาพ หรือสิ่งมีชีวิต ได้แก่ มนุษย์ สัตว์ พืช และสิ่งมีชีวิตเล็กๆ
2. สิ่งแวดล้อมทางกายภาพ หรือสิ่งไม่มีชีวิต แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
     2.1 สิ่งแวดล้อมทางกายภาพที่มีอยู่ในธรรมชาติ ได้แก่ ดิน น้ำ อากาศ แสงแดด แร่ธาตุ เป็นต้น
     2.2 สิ่งแวดล้อมที่มนุษย์สร้างขึ้น ได้แก่ อาคารบ้านเรือน วัด โรงเรียน ถนน สะพาน สิ่งก่อสร้างอื่นๆ ขนบธรรมเนียม ประเพณี วัฒนธรรม เป็นต้น

ความหมายของระบบนิเวศ

      ระบบนิเวศ(ecosystem) คือ ระบบความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิต ในแหล่งที่อยู่แหล่งใดแหล่งหนึ่งซึ่งมีความสัมพันธ์กัน ความสัมพันธ์ กันนี้จะมี 2 ลักษณะ คือ
      1. ความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อยู่อาศัยรวมกันในแหล่งที่ อยู่นั้น จัดเป็นความสัมพันธ์ทางชีวภาพ
      2. ความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมของแหล่งที่อยู่ ซึ่งเป็นสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ ได้แก่ ดิน น้ำ อากาศ แร่ธาตุ แสง สว่าง เป็นต้น
      ความสัมพันธ์ทั้ง 2 ลักษณะดังกล่าว จะเกิดขึ้นพร้อมๆ กัน ในระบบ นิเวศทุกระบบต้องพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน สิ่งมีชีวิตไม่สามารถอยู่ อย่างโดดเดี่ยวได้ หากสิ่งแวดล้อมอย่างใดอย่างหนึ่งถูกรบกวนก็จะ ส่งผลกระทบถึงการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น และจะส่งผลถึง กันและกันทั้งระบบ

ประเภทของระบบนิเวศ

       โลกเป็นระบบนิเวศที่ใหญ่ที่สุด เรียกว่า โลกของสิ่งมีชีวิต หรือชีวภาค (biosphere) และสิ่ง แวดล้อมในโลกของเราแต่ละบริเวณจะมีความแตกต่างกันไปตามสภาพทางภูมิศาสตร์ และ สภาพภูมิอากาศ ก่อให้เกิดระบบนิเวศที่หลากหลายแตกต่างกันไปมีมากมายหลายระบบ ขนาด ใหญ่บ้าง เล็กบ้างมีความสลับซับซ้อนแตกต่างกันไป ซึ่งเราสามารถจำแนกระบบนิเวศออกเป็น 2 ระบบใหญ่ คือ
       1. ระบบนิเวศตามธรรมชาติ เป็นระบบนิเวศที่เกิดขึ้นเองและมีอยู่ในธรรมชาติ ได้แก่
ระบบนิเวศน้ำเค็ม เช่น ระบบนิเวศทะเล มหาสมุทร เป็นต้น
ระบบนิเวศน้ำจืด เช่น ระบบนิเวศแม่น้ำ ลำคลอง หนอง บึง เป็นต้น
ระบบนิเวศบนบก เช่น ระบบนิเวศป่าไม้ ทุ่งหญ้า ทะเลทราย เป็นต้น
       2. ระบบนิเวศที่มนุษย์สร้างขึ้น เป็นระบบนิเวศที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น ระบบนิเวศเมือง ระบบนิเวศแหล่งเกษตร ระบบนิเวศแหล่งอุตสาหกรรม เป็นต้น

ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ

       ในระบบนิเวศสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมมีความสัมพันธ์ต่อกัน เช่น ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ เช่น ดิน น้ำ แสงสว่าง อากาศ แร่ธาตุ ความชื้น อุณหภูมิ เป็นต้น การเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมทางกายภาพดังกล่าว จะส่งผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต และการเปลี่ยนแปลงของสิ่งมีชีวิต ก็จะส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเช่นกัน ระบบนิเวศที่มีความสมดุลระหว่างสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตจะก่อให้เกิดสมดุลในธรรมชาติ

ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ

สิ่งแวดล้อมทางกายภาพ
        องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตทุกอย่างที่มีอยู่ในธรรมชาติ เช่น แสงสว่างอุณหภูมิ แร่ธาตุ ความชื้น อากาศและก๊าซต่างๆ ความเป็นกรด-เบสของดินและน้ำ ความเค็ม กระแสลม กระแสน้ำ จะมีความเกี่ยวข้องสัมพันธ์ซึ่งกันและกันในระบบนิเวศ และจะมีอิทธิพลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ ดังนี้

แสงสว่าง
        แสงจากดวงอาทิตย์เป็นพลังงานที่มีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลก ปริมาณแสงในธรรมชาติแต่ละแห่งจะแตกต่างกันทำให้สิ่งมีชีวิตในแต่ละแห่งแตกต่างกันไป พืชต้องการแสงจากดวงอาทิตย์มากกว่าสัตว์ พืชใช้แสงเป็นพลังงานในกระบวนการสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างสารอาหาร สารอาหารสร้างขึ้นจะถ่ายทอดไปยังสัตว์ในห่วงโซ่อาหาร ความต้องการแสงของสิ่งมีชีวิตจะมีความแตกต่างกันทำให้พืชที่มีแสงสว่างส่องถึง จะมีความหนาแน่นมากกว่าบริเวณที่มีแสงส่องถึงน้อย พืชแต่ละชนิดต้องการแสงในปริมาณแตกต่างกันแสงจะมีอิทธิพลต่อการดำรงชีวิตของสัตว์ด้วยเช่นกัน สัตว์บางชนิดต้องการแสงน้อย มักอาศัยอยู่ในร่มเงาหรือในที่มืด เช่น ตัวอ่อนของแมลงในทะเลทรายซึ่งมีแสงมากในเวลากลางวัน สัตว์จะหลบซอนตัวและจะออกหากินในเวลากลางคืน ในทะเลลึกจะมีแสงสว่างน้อยมากหรือไม่มีเลย สัตว์จะมีอวัยวะที่ทำหน้าที่กำเนิดแสงได้เองเป็นต้น

อุณหภูมิ
        สิ่งมีชีวิตจะเลือกแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีอุณหภูมิเหมาะสมกับตัวเอง โดยปกติอุณหภูมิที่เหมาะสมประมาณ 10-30 องศาเซลเซียส อุณหภูมิบนพื้นดินจะมีการเปลี่ยนแปลงมากกว่าในน้ำ จึงทำให้สิ่งมีชีวิตบนพื้นดินมีการปรับตัวในหลายลักษณะ เช่น การอพยพหนีหนาวของนกนางแอ่นจากประเทศจีนมาหากินในประเทศไทยในช่วงฤดูหนาว การจำศีลของกบเพื่อหนีร้อนหรือหนีหนาว

แร่ธาตุและก๊าซ
         พืชและสัตว์นำแร่ธาตุและก๊าซต่างๆ ไปใช้ในการสร้างอาหารและโครงสร้างของร่างกาย ความต้องการแร่ธาตุและก๊าซของสิ่งมีชีวิตจะมีความแตกต่างกัน พืชต้องการออกซิเจนต่ำกว่าสัตว์เพราะสัตว์มีการเคลื่อนไหวกว่าพืช พืชต้องการก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงกว่าสัตว์เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง เป็นต้นก๊าซและแร่ธาตุที่สำคัญ ได้แก่ ออกซิเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม แมกนีเซียม ฯลฯ ซึ่งจะมีอยู่ในระบบนิเวศในปริมาณที่แตกต่างกัน ในดินจะมีแร่ธาตุที่จำเป็นต่อพืชพวกไนโตรเจนฟอสฟอรัส โพแทสเซียมในปริมาณสูง และปริมาณของแร่ธาตุดังกล่าวจะแตกต่างกันไปตามสภาพพื้นที่ด้วย จึงทำให้ลักษณะเฉพาะของพืชและสัตว์มีความแตกต่างกันด้วย

ความเป็นกรด-เบสของดินและน้ำ
         สิ่งมีชีวิตจะอาศัยอยู่ในดินและแหล่งน้ำที่มีความเป็นกรด-เบส ของดินและน้ำที่เหมาะสม จึงจะสามารถเจริญเติบโตและดำรงชีวิตอยู่ได้ตามปกติ ความเป็นกรด-เบสของดินและน้ำจะขึ้นอยู่กับปริมาณของแร่ธาตุที่ละลายปะปนอยู่

ความชื้น
        ปริมาณของไอน้ำที่อยู่ในอากาศ จะเปลี่ยนแปลงไปตามพื้นที่ ฤดูกาล เช่น ในเขตร้อนปริมาณความชื้นจะสูง เนื่องจากมีฝนตกอย่างสม่ำเสมอ ในเขตหนาวจะมีความชื้นน้อย ความชื้นจะมีผลโดยตรงต่อสมดุลของน้ำในร่างกายของสิ่งมีชีวิต ทำให้ปริมาณ ชนิด และการกระจายของสิ่งมีชีวิตในเขตร้อนมีความหลากหลายมากกว่าในเขตหนาว

ความเค็ม
        ความเค็มของดินและน้ำ เป็นปัจจัยทางกายภาพที่มีผลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต ทั้งพืชและสัตว์ พืชบางชนิดไม่สามารถที่จะเจริญเติบโตได้ในดินเค็มแต่บางชนิดสามารถเจริญเติบโตได้ดี เช่น ผักบุ้งทะเล ในปัจจุบันพื้นที่ชายทะเลบางพื้นที่ประสบปัญหาเรื่องดินเค็ม อันเนื่องมาจากการทำนากุ้ง การทำนาเกลือ

กระแสน้ำ 
        กระแสน้ำเป็นปัจจัยทางกายภาพที่มีผลต่อการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตในน้ำ ความเข้มข้น ของก๊าซ และอาหารที่ละลายหรือลอยอยู่ในน้ำ พฤติกรรม จำนวนของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในแหล่งน้ำ ความเข้มข้นของก๊าซ และอาหารที่ละลายหรือลอยอยู่ในน้ำ พฤติกรรม จำนวนของสิ่งมีชีวิตอยู่ในแหล่งน้ำนิ่งและน้ำไหลจะแตกต่างกัน

กระแสลม
        กระแสลมจะมีความสำคัญต่อการเจริญพันธุ์ของพืช จะช่วยในการถ่าย ละอองเรณู และการแพร่กระจายของเมล็ดพันธุ์

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมทางชีวภาพ

        สิ่งมีชีวิตหลายชนิดอาศัยอยู่รวมกันเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตและมีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกัน ทั้งในลักษณะพึ่งพาอาศัยกันในรูปแบบต่างๆ เช่น การเอื้อประโยชน์ต่อกัน การแก่งแย่งแข่งขันกัน เป็นศัตรูต่อกันและที่สำคัญที่สุด คือเป็นอาหารซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดการถ่ายทอดพลังงานแก่กันในระบบนิเวศ โดยผ่านการกินกันเป็นทอดๆ ตามลำดับเรียกว่าห่วงโซ่อาหาร (food chain) ห่วงโซ่อาหารอาจจะสัมพันธ์กันอย่างสลับซับซ้อนในรูปของสายใยอาหาร (food web) ถ้าพิจารณาความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบบต่างๆ จะมีความสัมพันธ์กันอย่างหลากหลาย เราแบ่งชนิดความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศได้ หลายรูปแบบดังนี้
       1. ความสัมพันธ์ด้านอาหาร แบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม คือ
                1.1 ผู้ผลิต (producer) คือ สิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารได้เอง ทำหน้าที่เป็นแหล่งอาหารทั้งทางตรงและทางอ้อมในระบบนิเวศ เช่น กลุ่มพืช สามารถสร้างอาหารได้เองโดยกระบวนการสังเคราะห์
                1.2 ผู้บริโภค (consumer)
คือ สิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองไม่ได้ สิ่งมีชีวิตพวกนี้จะกินสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เป็นอาหาร เป็นผู้บริโภคนั่นเอง เช่น สัตว์ต่างๆ ซึ่งเราแบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม คือ ผู้บริโภคพืชเป็นอาหาร ได้แก่ วัว ควาย ม้า ช้าง ฯลฯ ผู้บริโภคสัตว์เป็นอาหาร เช่น เสือ สิงโต เหยี่ยว งู ฯลฯ ผู้บริโภคทั้งพืชและสัตว์เป็นอาหาร เช่น คน สุนัข นก แมว และผู้บริโภคซากพืช ซากสัตว์เป็นอาหาร เช่น ไส้เดือน นกแร้ง ปลวก ฯลฯ
                1.3 ผู้ย่อยอินทรีย์สาร (decomposer)
เป็นสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองไม่ได้ จะบริโภคอาหารโดยการย่อยสลายสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่ตายลงเป็นอาหาร ได้แก่ พวกจุลินทรีย์ เป็นต้น
        2. ความสัมพันธ์กันตามภาวะการล่าเหยื่อ (predation) เป็นความสัมพันธ์พื้นฐานในการหาอาหารของสิ่งมีชีวิต คือ
                2.1 ผู้ล่า (predator) เป็นฝ่ายที่ได้รับประโยชน์ จะมีขนาดใหญ่กว่า แข็งแรงกว่าอีกฝ่ายที่เสียประโยชน์
                2.2 เหยื่อ (prey) เป็นฝ่ายที่เสียประโยชน์เพราะถูกกินเป็นอาหาร จะมีขนาดเล็กกว่าอ่อนแอกว่า เช่น สิงโตล่ากวาง แมวจับหนู เหยี่ยวล่ากระต่าย นกกินหนอน งูกินนก เหยี่ยวกินงู เป็นต้น
       3. ความสัมพันธ์ด้านผลประโยชน์
                3.1 ภาวะปรสิต (parasitism)
เป็นความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่ฝ่ายหนึ่งได้รับประโยชน์ อีกฝ่ายเสียประโยชน์ โดยฝ่ายที่ได้รับประโยชน์จะอาศัยอยู่ในร่างกายของผู้เสียประโยชน์ เรียกว่าสิ่งมีชีวิตที่ได้รับประโยชน์ว่า ปรสิต (parasite) และเรียกสิ่งมีชีวิตที่เสียประโยชน์ว่า ผู้ถูกอาศัย (host) โดยปรสิตจะแย่งอาหารหรือกินบางส่วนของร่างกายผู้ถูกอาศัย เช่น กาฝากบนต้นไม้ กาฝากเป็นปรสิตได้รับอาหารจากต้นไม้ที่อยู่อาศัย ฝ่ายต้นไม้จะเสียประโยชน์เพราะถูกแย่งอาหารไป
               3.2 ภาวะอิงอาศัย (commensalism)
เป็นความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่ฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์ แต่อีกฝ่ายหนึ่งเสียประโยชน์ เช่น เฟิร์น กล้วยไม้ พลูด่าง ที่เกาะบนเปลือกต้นไม้ จะใช้ต้นไม้เป็นแหล่งที่อยู่และให้ความชื้นโดยไม่เบียดเบียนอาหารจากต้นไม้เลย
              3.3 ภาวะการได้ประโยชน์ร่วมกัน (protocooperation)
เป็นความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดที่อาศัยอยู่ร่วมกันตางฝ่ายได้ประโยชน์ร่วมกัน แต่เมื่อแยกออกจากกันแต่ละฝ่ายสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้โดยลำพัง เช่น ผีเสื้อกับดอกไม้ นกเอี้ยงบนหลังควาย มดดำกับเพลี้ย ซีแอนนีโมนีที่เกาะอยู่บนหลังปูเสฉวน เป็นต้น
              3.4 ภาวะพึ่งพากัน (mutualism)
เป็นความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่ทั้งสองฝ่ายต่างพึ่งพาอาศัยอยู่ด้วยกัน ต่างฝ่ายต่างได้รับประโยชน์ร่วมกัน หากแยกออกจากกันไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ เช่น แบคทีเรียไรโซเบียมที่อาศัยอยู่ที่ปมรากพืชตระกูลถั่ว โดยแบคทีเรียไรโซเบียมจะจับไนโตรเจนจากอากาศแล้วเปลี่ยนเป็นสารประกอบไนเตรด ส่วนแบคทีเรียได้พลังงานจากการสลายสารอาหารที่อยู่ในรากพืช รากับสาหร่ายที่อยู่รวมกันเป็นไลเคน โดยสาหร่ายสร้างอาหารได้เองแต่ต้องอาศัยความชื้นจากเชื้อรา ส่วนราก็อาศัยดูดอาหารที่สาหร่ายสร้างขึ้นและให้ความชื้นกับสาหร่าย
              3.5 ภาวะมีการย่อยสลาย (saprophuistm)
เป็นความสัมพันธ์ที่สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งได้รับประโยชน์จากซากของสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง ได้แก่ จุลินทรีย์ เช่น แบคทเรีย รา และเห็ด