ความหมายของระบบนิเวศ (Ecosystem)

ความหมายของระบบนิเวศ (Ecosystem)

                   ระบบนิเวศเป็นหน่วยที่สำคัญที่สุดในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต   และสิ่งแวดล้อม  เพราะประกอบไปด้วยสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด  มีการแลกเปลี่ยนสสาร แร่ธาตุ และพลังงานกับสิ่งแวดล้อม  โดยผ่านห่วงโซ่อาหาร (food chain)  มีลำดับของการกินเป็นทอด ๆ ทำให้สสารและแร่ธาตุมีการหมุนเวียนไปใช้ในระบบจนเกิดเป็นวัฏจักร  ทำให้มีการถ่ายทอดพลังงานไปตามลำดับขั้นเป็นช่วง ๆในห่วงโซ่อาหารได้  การจำแนกองค์ประกอบของระบบนิเวศ ส่วนใหญ่จะจำแนกได้เป็นสององค์ประกอบใหญ่ ๆ คือ องค์ประกอบที่มีชีวิตและองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต

ภาพ แบบจำลองระบบนิเวศขนาดเล็กแสดงให้เห็นถึงกระบวนการสำคัญ: การไหลของพลังงาน (energy) และ การหมุนเวียนสารเคมี (chemical cycling)

อ้างอิงถึง  http://psc.pbru.ac.th/lesson/index-ecosystem.html

องค์ประกอบของระบบนิเวศ

 องค์ประกอบของระบบนิเวศ

                 การจำแนกองค์ประกอบของระบบนิเวศแยกตามหน้าที่ในระบบ ได้แก่พวกที่สร้างอาหารได้เอง (autotroph) และสิ่งมีชีวิตได้รับอาหารจากสิ่งมีชีวิตอื่น (heterotroph) อย่างไรก็ตามการจำแนกองค์ประกอบของระบบนิเวศโดยทั่วไปมักประกอบไปด้วยองค์ประกอบที่มีชีวิต (biotic) และองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (abiotic)

                       1. องค์ประกอบที่มีชีวิต (biotic component) ได้แก่

                                   1.1 ผู้ผลิต (producer or autotrophic) ได้แก่สิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้ จากสารอนินทรีย์ส่วนมากจะเป็นพืชที่มีคลอโรฟิลล์

                                   1.2 ผู้บริโภค (consumer) ได้แก่สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ (heterotroph) ส่วนใหญ่เป็นสัตว์ที่กินสิ่งมีชีวิตอื่นเป็นอาหาร เนื่องจากสัตว์เหล่านี้มีขนาดใหญ่จึงเรียกว่า แมโครคอนซูมเมอร์ (macroconsumer)

                                  

                                   1.3 ผู้ย่อยสลายซาก (decomposer, saprotroph, osmotroph หรือ microconsumer) ได้แก่สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่สร้างอาหารเองไม่ได้ เช่น แบคทีเรีย เห็ด รา (fungi) และแอกทีโนมัยซีท (actinomycete) ทำหน้าที่ย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วในรูปของสารประกอบโมเลกุลใหญ่ให้กลายเป็นสารประกอบโมเลกุลเล็กในรูปของสารอาหาร (nutrients) เพื่อให้ผู้ผลิตนำไปใช้ได้ใหม่อีก

 

ภาพที่  แผนผังการหมุนเวียนของสารเคมีธรณีชีวภาพ (biogeochemical)

                    2.องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (abiotic component) ได้แก่

                                    2.1  สารอนินทรีย์ (inorganic substances) ประกอบด้วยแร่ธาตุและสารอนินทรีย์ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในเซลล์สิ่งมีชีวิต เช่น คาร์บอน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำเป็นต้น สารเหล่านี้มีการหมุนเวียนใช้ในระบบนิเวศ เรียกว่า วัฏจักรของสารเคมีธรณีชีวะ (biogeochemical cycle) 

                                    2.2 สารอินทรีย์ (organic compound) ได้แก่สารอินทรีย์ที่จำเป็นต่อชีวิต เช่นโปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และซากสิ่งมีชีวิตเน่าเปื่อยทับถมกันในดิน (humus) เป็นต้น

                                    2.3 สภาพภูมิอากาศ (climate regime) ได้แก่ปัจจัยทางกายภาพที่มีอิทธิพลต่อสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ แสง ความชื้น อากาศ และพื้นผิวที่อยู่อาศัย (substrate) ซึ่งรวมเรียกว่า ปัจจัยจำกัด (limiting factors)

                         กระบวนการหลักสองอย่างของระบบนิเวศคือ การไหลของพลังงานและการหมุนเวียนของสารเคมี การไหลของพลังงาน (energy flow) เป็นการส่งผ่านของพลังงานในองค์ประกอบของระบบนิเวศ ส่วนการหมุนเวียนสารเคมี (chemical cycling) เป็นการใช้ประโยชน์และนำกลับมาใช้ใหม่ของแร่ธาตุภายในระบบนิเวศ อาทิเช่น คาร์บอน และ ไนโตรเจน  

                        พลังงานที่ส่งมาถึงระบบนิเวศทั้งหลายอยู่ในรูปของแสงอาทิตย์ พืชและผู้ผลิตอื่นๆจะทำการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมีในรูปของอาหารที่ให้พลังงานเช่นแป้งหรือคาร์โบไฮเดรต พลังงานจะไหลต่อไปยังสัตว์โดยการกินพืช และผู้ผลิตอื่นๆ  ผู้ย่อยสลายสารที่สำคัญได้แก่ แบคทีเรียและฟังไจ (fungi)ในดินโดยได้รับพลังงานจากการย่อยสลายซากพืชและซากสัตว์รวมทั้งสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ที่ตายลงไป ในการใช้พลังงานเคมีเพื่อทำงาน สิ่งมีชีวิตจะปล่อยพลังงานความร้อนไปสู่บริเวณรอบๆตัว ดังนั้นพลังงานความร้อนนี้จึงไม่หวนกลับมาในระบบนิเวศได้อีก ในทางกลับกันการไหลของพลังงานผ่านระบบนิเวศ  สารเคมีต่างๆสามารถนำกลับมาใช้ได้อีกระหว่าง สังคมของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต  พืชและผู้ผลิตล้วนต้องการธาตุคาร์บอน  ไนโตรเจน และแร่ธาตุอื่นๆในรูปอนินทรียสารจากอากาศ และดิน

                        การสังเคราะห์ด้วยแสง(photosynthesis)ได้รวมเอาธาตุเหล่านี้เข้าไว้ในสารประกอบอินทรีย์ อาทิเช่น คาร์โบไฮเดรต และโปรตีน  สัตว์ต่างๆได้รับธาตุเหล่านี้โดยการกินสารอินทรีย์  เมแทบบอลิซึม (metabolism) ของทุกชีวิตเปลี่ยนสารเคมีบางส่วนกลับไปเป็นสารไม่มีชีวิตในสิ่งแวดล้อมในรูปของสารอนินทรีย์ การหายใจระดับเซลล์(respiration) เป็นการทำให้โมเลกุลของอินทรียสารแตกสลายออกเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ การหมุนเวียนของสารสำเร็จลงได้ด้วยจุลินทรีย์ที่ย่อยอินทรียสารที่ตายลงและของเสียเช่นอุจจาระ และเศษใบไม้    ผู้ย่อยสลายเหล่านี้จะกักเก็บเอาธาตุต่างๆไว้ในดิน ในน้ำ และในอากาศ ในรูปของ สารอนินทรีย์ ซึ่งพืชและผู้ผลิตสามารถนำมาสร้างเป็นสารอินทรีย์ได้อีกครั้ง หมุนเวียนกันไปเป็นวัฏจักร

 

อ้างอิงถึง  http://psc.pbru.ac.th/lesson/index-ecosystem.html

ประเภทของระบบนิเวศ

ประเภทของระบบนิเวศ

ถ้าใช้แหล่งที่อยู่เป็นเกณฑ์ในการจำแนก สามารถจำแนกประเภทของระบบนิเวศอย่างกว้างๆ ได้ดังนี้

อ้างอิงถึง http://www.maceducation.com/e-knowledge/2432209100/04.htm

โครงสร้างของระบบนิเวศ (ecosystem structure)

โครงสร้างของระบบนิเวศ (ecosystem structure) ประกอบด้วยส่วนที่มีชีวิตและส่วนที่ไม่มีชีวิต
 ส่วนที่มีชีวิต ได้แก่ พืชและสัตว์ ซึ่งจัดแบ่งตามลำดับขั้นในการบริโภค (trophic level) ได้ 3 ระดับ คือ
- ผู้ผลิต (producers) ได้แก่ พืชประเภทต่างๆ รวมถึงแบคทีเรียบางชนิดที่สร้างอาหารเองได้ (autotrophy)
- ผู้บริโภค (consumers) คือ สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารได้เอง (heterotrophy) ต้องดำรงชีวิตด้วยการกินสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ซึ่งอาจแบ่งออกได้เป็น 3 รูปแบบ คือ สัตว์กินพืช (herbivores) สัตว์กินสัตว์ (carnivores) สัตว์กินทั้งพืชและสัตว์ (omnivores)
- ผู้ย่อยสลาย (decomposers) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ได้อาหารจากสิ่งมีชีวิตที่ตายไปแล้ว โดยการย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นด้วยน้ำย่อยแล้วจึงดูดซึมส่วนที่ย่อยสลายแล้วเหล่านั้นไปเป็นอาหาร ตัวอย่างของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ เช่น รา แบคทีเรีย จุลินทรีย์ ผู้ย่อยสลายอินทรียสารบางชนิดมีประโยชน์ เช่น การใช้แบคทีเรียบางชนิดในการผลิตน้ำส้มสายชูหรือนมเปรี้ยว เป็นต้น แต่ผู้ย่อยสลายอินทรียสารบางชนิดก็ให้โทษต่อสิ่งมีชีวิตอื่น เช่น ทำให้อาหารเน่าเสีย เห็ดราบางชนิดมีโทษถึงชีวิตเมื่อบริโภคเข้าไป

ทั้งผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยสลายอินทรียสารที่อยู่ในระบบนิเวศมีความสัมพันธ์กันดังแผนภาพ

แผนภาพแสดงความสัมพันธ์ในการบริโภคในระบบนิเวศ

ส่วนที่ไม่มีชีวิต แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
- อนินทรียสาร เช่น คาร์บอน (C) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ไนโตรเจน (N) ฟอสฟอรัส (P) โพแทสเซียม (K) น้ำ (H2O) และออกซิเจน (O) เป็นต้น
- อินทรียสาร เช่น โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต เป็นต้น
- สภาพแวดล้อมทางกายภาพ เช่น แสง อุณหภูมิ ความชื้น ความเป็นกรด-เบส ความขุ่น เป็นต้น

อ้างอิงถึง  http://www.maceducation.com/e-knowledge/2432209100/04.htm

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วยกัน

 ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วยกัน
ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วยกันมีอยู่หลากหลายรูปแบบดังนี้

 ภาวะพึ่งพากัน (mutualism) ทั้งสองฝ่ายที่มาอยู่ร่วมกันต่างให้ประโยชน์ซึ่งกันและกัน เช่น แบคทีเรียไรโซเบียมที่รากต้นถั่วช่วยตรึงไนโตรเจนจากอากาศสะสมไว้ที่รากต้นถั่ว เป็นต้น

 ภาวะได้ประโยชน์ร่วมกัน (protocooperation) คล้ายภาวะพึ่งพากัน แต่ทั้งคู่ไม่ได้ดำรงชีวิตร่วมกันตลอดเวลา เช่น ดอกไม้กับแมลง โดยดอกไม้ได้ประโยชน์จากแมลงที่มาช่วยผสมเกสรให้ และแมลงก็ได้น้ำหวานจากดอกไม้เป็นอาหาร

 ภาวะเกื้อกูลกันหรือภาวะอิงอาศัย (commensalism) โดยฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์ส่วนอีกฝ่ายหนึ่งไม่ได้ประโยชน์แต่ก็ไม่เสียประโยชน์ เช่น กล้วยไม้เกาะบนต้นไม้ จะเห็นได้ว่ากล้วยไม้ได้ประโยชน์จากต้นไม้แต่ต้นไม้ไม่ได้ประโยชน์แต่ก็ไม่เสียประโยชน์อะไร

 ภาวะล่าเหยื่อ (predation) ฝ่ายได้ประโยชน์เรียกว่า ผู้ล่า (predator) ส่วนฝ่ายที่เสียประโยชน์เรียกว่า เหยื่อ (prey) เช่น แมวกับนก แมวจะเป็นผู้ล่าเหยื่ออย่างนก เป็นต้น

 ภาวะมีปรสิต (parasitism) ฝ่ายได้ประโยชน์เรียกว่า ปรสิต (parasite) เช่น กาฝากที่เกาะบนต้นไม้ใหญ่ กาฝากเป็นปรสิตที่ทำให้ต้นไม้ใหญ่หรือ ผู้ให้อาศัย (host) เสียประโยชน์

ภาวะการแข่งขันกัน (competition) เป็นภาวะที่ต้องแก่งแย่งทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดด้วยกันเอง จึงทำให้ทุกฝ่ายที่แก่งแย่งกันเกิดการเสียประโยชน์ทุกฝ่าย
ภาวะเป็นกลาง (neutralism) คือ ภาวะที่มีสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ อาศัยอยู่ในบริเวณเดียวกัน สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดต่างดำรงชีวิตกันอย่างไม่เกี่ยวข้องกัน เช่น ตั๊กแตนในนาข้าวกับไส้เดือนดิน เป็นต้น

อ้างอิงถึง  http://www.maceducation.com/e-knowledge/2432209100/04.htm