ระบบนิเวศ

                การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตจะมีความเกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมทั้งทางตรงและทางอ้อมอาจเป็นความสัมพันธ์ทางบวกหรือทางลบ จะเห็นได้ว่าไม่มีสิ่งมีชีวิตชนิดใดสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้โดยลำพังโดยไม่ต้องพึ่งพาสิ่งแวดล้อม ดังนั้นถ้าสิ่งแวดล้อมเกิดการเปลี่ยนแปลงย่อมส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตที่อาศัยในสิ่งแวดล้อมนั้นด้วย  เช่น  การดำรงชีวิตของพืช  สัตว์ และสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำอื่นๆ จะต้องมีการพึ่งพาอาศัยกันและมีความเกี่ยวข้องสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต เช่น แร่ธาตุ แสงแดด มีการใช้พลังงานและแลกเปลี่ยนสารอาหารซึ่งกันและกันเป็นวัฏจักรที่ดำเนินไปเป็นระบบภายใต้ความสมดุลของธรรมชาติ ดังนั้นหากระบบมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นและส่งผลกระทบเกี่ยวเนื่องไปทั้งระบบ และทำให้เกิดปัญหากับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ระบบดังกล่าวเรียกว่า “ระบบนิเวศ” ซึ่งหมายถึง ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตทั้งหมดกับสิ่งแวดล้อมที่ดำรงอยู่

นิยามและความหมาย

                ระบบนิเวศ หมายถึง ระบบความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมในหน่วยพื้นที่หนึ่ง

                จากข้อความดังกล่าวประกอบด้วยประเด็นสำคัญ  4  ประเด็น  คือ

                1. หน่วยพื้นที่ หมายถึง ระบบนิเวศจะถูกจำกัดขอบเขตหรือขนาด  ดังนั้นจะเล็กหรือใหญ่อย่างไรก็ได้  แต่ขอให้มีอาณาบริเวณอย่างเด่นชัด  เช่น  สระน้ำ  อ่างเก็บน้ำ  ป่าไม้  เมือง   ชนบท  เป็นต้น

                2. สิ่งมีชีวิต หมายถึง องค์ประกอบหรือโครงสร้างทั้งหมดที่เป็นสิ่งมีชีวิตภายในหน่วยพื้นที่นั้น

                3. สิ่งแวดล้อม หมายถึง องค์ประกอบทั้งหลายในหน่วยพื้นที่นั้น  ทั้งที่เป็นสิ่งมีชีวิตและสิ่งที่ไม่มีชีวิต เช่น ต้นไม้  สัตว์  ดิน  น้ำ  อากาศ  สารอาหาร เป็นต้น

                4. ระบบความสัมพันธ์  หมายถึง  ระบบความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตหนึ่งกับสิ่งไม่มีชีวิตและสิ่งมีชีวิตอื่นในหน่วยพื้นที่นั้น  นั่นคือสิ่งต่าง ๆ ภายในพื้นที่นั้นต่างก็มีบทบาทและหน้าที่ของตนเองอย่างชัดเจน  ทำให้สามารถสร้างความสัมพันธ์ที่จะอยู่ร่วมกันได้  ระบบความสัมพันธ์นี้จะมีกฏเกณฑ์ที่แน่นอนจนสุดท้ายก็จะแสดงเอกลักษณ์ของระบบนั้น ๆ  เช่น ระบบนิเวศลำน้ำน่าน    ระบบนิเวศป่าดิบเขา  ระบบนิเวศหนองน้ำ  เป็นต้น

                ระบบนิเวศหนึ่งๆ เป็นระบบนิเวศ ระบบเปิด เพราะมีความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมอื่นนอกหน่วยพื้นที่ของตนเอง  มีการได้สสาร  พลังงาน แร่ธาตุ  ตลอดจนสิ่งมีชีวิตจากที่อื่นเข้าไปในระบบ  และขณะเดียวกันต้องมีการนำสิ่งเหล่านี้ออกไปจากระบบ  ทั้งนี้เพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อมภายนอก เช่น ระบบนิเวศหนองน้ำได้สารอาหารมาจากการที่น้ำฝนชะล้างเศษดิน ซากพืชหรือซากสัตว์ไหลลงสู่หนองน้ำนั้น  ขณะเดียวกันก็สูญเสียสารอาหารไปจากระบบอาจจะเป็นสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำออกไปตายที่อื่น  สัตว์น้ำถูกจับเป็นอาหารของสัตว์อื่น เช่น นก  มนุษย์ เสือปลา  เป็นต้น  

ระบบนิเวศนบนโลกนี้มีความหลากหลายตามตำแหน่งที่ตั้งซึ่งมีองค์ประกอบทางกายภาพแตกต่างกันออกไปมากมาย เช่น ระบบนิเวศป่าดิบร้อน ระบบนิเวศป่าสน ระบบนิเวศป่ามรสุม ระบบนิเวศ ระบบนิเวศทุ่งน้ำแข็ง ระบบนิเวศทุ่งหญ้าเขตร้อน ระบบนิเวศป่าชายเลน ระบบนิเวศหนองน้ำ ระบบนิเวศน้ำกร่อย ระบบนิเวศน้ำเค็ม ระบบนิเวศชายฝั่ง เป็นต้น  บนโลกนี้เมื่อรวมกันทั้งหมดทุกระบบนิเวศก็จะเป็นระบบนิเวศที่ใหญ่ที่สุดคือ ระบบนิเวศโลก นั่นเอง เรียกว่า  ชีวาลัยหรือชีวมณฑล  (Biosphere หรือ Ecosphere) 

โครงสร้างหรือองค์ประกอบของระบบนิเวศ

                แม้ว่าระบบนิเวศบนโลกจะมีความหลากหลาย    แต่โครงสร้างหรือองค์ประกอบภายในระบบนิเวศ  แต่ละชนิดจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ  2  ส่วน  คือ

                1.  องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต  (Abiotic Components)   จำแนกได้เป็น  3  ส่วน  คือ

                     1.1  อนินทรียสาร  (Inorganic Substance)  เช่น  คาร์บอน  คาร์บอนไดออกไซด์ ฟอสฟอรัส  ไนโตรเจน  น้ำ  ออกซิเจน  ฯลฯ 

                     1.2  อินทรียสาร  (Organic Substance)  เช่น  คาร์โบไฮเดรต  โปรตีน  ไขมัน ฮิวมัส  ฯลฯ

     1.3  สภาพแวดล้อมทางกายภาพ  (Physical Environment)  เช่น  แสง  อุณหภูมิ อากาศ ความชื้น ความเป็นกรดด่าง    ฯลฯ

                2.  องค์ประกอบที่มีชีวิต (Biotic Components) ได้แก่ สิ่งมีชีวิตทุกชนิด จำแนกตามหน้าที่ได้ 3 ชนิด คือ

                     2.1 ผู้ผลิต (Producer) หมายถึง สิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารได้เอง โดยกระบวนการสังเคราะห์แสง  (Photosynthesis) ได้แก่ พืชสีเขียว แพลงตอนพืช แบคทีเรียบางชนิด ฯลฯ  สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะมีรงควัตถุสีเขียว  คือ  คลอโรฟิลล์ เพื่อรับพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ร่วมกับคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี เกิดเป็นสารประกอบคาร์โบไฮเดรตขึ้น ดังสมการ 

              พวกผู้ผลิตจัดว่ามีความสำคัญมากเพราะเป็นส่วนที่เริ่มต้นเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิตและส่วนประกอบที่มีชีวิตอื่นๆในระบบนิเวศ โดยการสร้างและสะสมอาหารขึ้นมาจากแร่ธาตุและสารประกอบโมเลกุลเล็ก  รวมทั้งพลังงานจากแสงอาทิตย์ซึ่งสิ่งมีชีวิตพวกอื่น ๆ ในระบบนิเวศไม่สามารถใช้สิ่งเหล่านี้ได้โดยตรงในการเจริญเติบโต

                     2.2  ผู้บริโภค (Consumer) หมายถึงสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารรถสร้างอาหารเองได้ แต่ได้รับอาหารจากการกินสิ่งมีชีวิตอื่น  สิ่งมีชีวิตที่มีบทบาทเป็นผู้บริโภค  คือ  พวกสัตว์ต่าง ๆ จำแนกเป็น  3  ชนิด  ตามลำดับขั้นการบริโภค  คือ

                                2.2.1  ผู้บริโภคปฐมภูมิ (Primary Consumer)  เป็นสิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็นอาหารอย่างเดียว  เรียกว่า ผู้บริโภคพืช  (Herbivores)  ได้แก่  กระต่าย  วัว  ควาย  ช้าง  ม้า  ปลาที่กินพืชเล็ก ๆ  ฯลฯ

                            2.2.2  ผู้บริโภคทุติยภูมิ  (Secondary Consumer)  เป็นสิ่งมีชีวิตที่กินสัตว์ด้วยกันเป็นอาหาร  Carnivores)  เช่น  งู  เสือ  นกฮูก  นกเค้าแมว  จรเข้  ฯลฯ

                            2.2.3  ผู้บริโภคตติยภูมิ  (Tertiary Consumer)  ได้แก่  สิ่งมีชีวิตที่กินทั้งพืช และสัตว์เป็นอาหาร  เรียกว่า  Omnivore  เช่น  คน  หมู  สุนัข  ฯลฯ

            นอกจากนี้ยังอาจมีผู้บริโภคอันดับต่อไปได้อีกตามลำดับขั้นของการบริโภค ผู้บริโภคขั้นสุดท้ายเรียก  ผู้บริโภคขั้นสูงสุด (Top Consumer)  หมายถึง สิ่งมีชีวิตที่อยู่ในระดับขั้นการกินสูงสุด ซึ่งก็คือสัตว์ที่ไม่ถูกกินโดยสัตว์อื่น ๆ ต่อไป เป็นสัตว์ที่อยู่ในอันดับสุดท้ายของการถูกกินเป็นอาหาร เช่น มนุษย์ เป็นต้น

                3.  ผู้ย่อยสลาย  (Decomposer)  หมายถึง สิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองไม่ได้  แต่จะได้อาหารโดยการสร้างเอนไซม์ออกมาย่อยสลายซากของสิ่งมีชีวิต ของเสีย กากอาหาร ให้เป็นสารที่มีโมเลกุลเล็กลงแล้วจึงดูดซึมไปใช้บางส่วน  ส่วนที่เหลือจะปล่อยออกสู่ระบบนิเวศ ซึ่งผู้ผลิตสามารถนำไปใช้สร้างอาหารต่อไป  สิ่งมีชีวิตที่มีบทบาทเป็นผู้ย่อยสลายส่วนใหญ่  ได้แก่ แบคทีเรีย เห็ด  รา ฯลฯ สิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้มีบทบาทสำคัญอย่างมากในระบบนิเวศเพราะทำให้เกิดการหมุนเวียนของสาร