องค์ประกอบ ระบบนิเวศ ระบบนิเวศคือความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในแหล่งที่อยู่อาศัยบางแห่ง มีความสัมพันธ์สองประเภท: ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งไม่มีชีวิต และระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิตเอง ด้วยการถ่ายเทพลังงานและสารอาหารในบริเวณนั้นสู่สิ่งแวดล้อม
การศึกษานิเวศวิทยา (ecology) เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาสิ่งมีชีวิตในแหล่งที่อยู่อาศัย รวมถึงการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมที่พวกมันอาศัยอยู่ ความสัมพันธ์ทั้งสองนี้มีความเกี่ยวข้องและเกิดขึ้นพร้อมกัน ต้องพึ่งพาอาศัยกัน ไม่สามารถอยู่ตัวคนเดียวได้โดยไม่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบต่างๆ ความสัมพันธ์ภายในระบบนิเวศ มีความสมดุลโดยธรรมชาติ จนกว่าจะมีสิ่งกีดขวางระบบที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง แต่ได้มีการดัดแปลงให้เหมือนแต่ก่อน ยกเว้นกรณีที่มีการรบกวน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างร้ายแรง ระบบนั้นสามารถถูกทำลายได้
ความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตมีความเกี่ยวข้องโดยตรงและโดยอ้อมกับสภาพแวดล้อมของพวกเขา อาจเป็นความสัมพันธ์เชิงบวกหรือเชิงลบ จะเห็นได้ว่าไม่มีสิ่งมีชีวิตใดสามารถอยู่ได้โดยลำพังโดยไม่ต้องพึ่งพาสิ่งแวดล้อม ดังนั้นหากสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงก็จะส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมนั้นด้วย เช่น การดำรงชีวิตของพืช สัตว์ และสิ่งมีชีวิตชั้นล่างอื่นๆ จะต้องพึ่งพาอาศัยกันและเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต เช่น แร่ธาตุ แสงแดด พลังงาน และการแลกเปลี่ยนสารอาหารซึ่งกันและกันในวัฏจักรที่เป็นระบบภายใต้ความสมดุลของธรรมชาติ ดังนั้นหากเกิดการเปลี่ยนแปลงในระบบและส่งผลกระทบต่อทั้งระบบและทำให้เกิดปัญหากับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ระบบดังกล่าวเรียกว่า “นิเวศวิทยา” ซึ่งหมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตทั้งหมดกับสิ่งแวดล้อมของพวกมัน
นิยามและความหมาย องค์ประกอบ ระบบนิเวศ
องค์ประกอบ ระบบนิเวศ ระบบนิเวศเป็นระบบของกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เชื่อมต่อถึงกัน ร่วมกับสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต เช่น อุณหภูมิ แสง ความชื้นในบริเวณใด ๆ ซึ่งหมายถึงความสัมพันธ์การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตในพื้นที่เดียวกัน ดังนั้นในบริเวณใด ๆ ที่สิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตมีความสัมพันธ์กันเพื่อแลกเปลี่ยนสารและ ถ่ายเทพลังงานระหว่างกันเรียกว่า ระบบนิเวศ (ecosystem) ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมในพื้นที่หนึ่งหน่วย จากข้อความที่กล่าวข้างต้นมีประเด็นสำคัญ 4 ประการดังนี้
- หน่วยพื้นที่ หมายถึง ระบบนิเวศถูกจำกัดในขอบเขตหรือขนาด ดังนั้นไม่ว่าจะใหญ่หรือเล็ก แต่ควรมีพื้นที่ที่โดดเด่น เช่น ทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำ ป่าไม้ เมือง พื้นที่ชนบท เป็นต้น
- สิ่งมีชีวิตหมายถึงองค์ประกอบหรือโครงสร้างทั้งหมดที่เป็นสิ่งมีชีวิตในหน่วยนั้น
- สิ่งแวดล้อม หมายถึง องค์ประกอบทั้งหมดในหน่วยพื้นที่นั้น ทั้งสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต เช่น พืช สัตว์ ดิน น้ำ อากาศ สารอาหาร เป็นต้น
- ระบบความสัมพันธ์ หมายถึง ระบบความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตหนึ่งกับสิ่งไม่มีชีวิตและสิ่งมีชีวิตอื่นในพื้นที่หน่วยนั้น นั่นคือสิ่งต่าง ๆ ในพื้นที่นั้นมีบทบาทและหน้าที่ของตัวเองอย่างชัดเจน ทำให้สามารถสร้างความสัมพันธ์ที่จะอยู่ร่วมกันได้ ระบบความสัมพันธ์นี้จะมีกฎเกณฑ์บางอย่างจนในที่สุดจะแสดงเอกลักษณ์ของระบบนั้นๆ เช่น ระบบนิเวศน์แม่น้ำน่าน ระบบนิเวศ ป่าพรุ ระบบนิเวศน์ เป็นต้น
ระบบนิเวศ เป็นระบบนิเวศน์เป็นระบบเปิดเนื่องจากมีความสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมอื่นนอกพื้นที่ของตนเอง โดยที่สสาร พลังงาน แร่ธาตุ และสิ่งมีชีวิตได้รับมาจากที่อื่นในระบบ และในขณะเดียวกันก็ควรลบสิ่งเหล่านี้ออกจากระบบ เพื่อสร้างสมดุลระหว่างระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อมภายนอก เช่น ระบบนิเวศหนองบึงได้รับสารอาหารจากน้ำฝนที่ชะล้างดินที่เหลืออยู่ ซากพืชหรือสัตว์ปรากฏอยู่ในบึง ในเวลาเดียวกันพวกมันสูญเสียสารอาหารจากระบบ อาจทำให้สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำตายที่อื่น สัตว์น้ำเป็นอาหารของสัตว์อื่นๆ เช่น นก คน เสือ ปลา เป็นต้น
ระบบนิเวศบนโลกใบนี้มีความหลากหลายในตำแหน่งที่ตั้ง โดยมีองค์ประกอบทางกายภาพที่แตกต่างกันมากมาย เช่น ระบบนิเวศของป่าฝน ระบบนิเวศของป่าสน ระบบนิเวศของป่ามรสุม ระบบนิเวศทุ่งหิมะ ระบบนิเวศทุ่งหญ้าเขตร้อน ระบบนิเวศป่าชายเลน ระบบนิเวศปลัก ระบบนิเวศน้ำกร่อย ระบบนิเวศน้ำเค็ม ระบบนิเวศชายฝั่ง เป็นต้น บนโลกใบนี้เมื่อรวมกับระบบนิเวศทั้งหมดแล้วจะเป็นระบบนิเวศที่ใหญ่ที่สุดคือระบบนิเวศของโลกที่เรียกว่าชีวะลัยหรือชีวมณฑล
ประเภทของระบบนิเวศ
ธาตุที่มีชีวิต ซึ่งแบ่งออกเป็นหน้าที่ต่างๆ ดังนี้ ผู้ผลิตหมายถึงสิ่งมีชีวิตที่สามารถทำอาหารได้เองจากพลังงานแสงอาทิตย์เพราะมีสารสีเขียวที่เรียกว่าคลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นพืชสีเขียวทั้งหมดและแบคทีเรียบางชนิดมีจำนวนประมาณ 300,000 พวกเขาผลิตอาหารโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์และสารอนินทรีย์
ผู้บริโภคเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถผลิตอาหารได้เองและต้องกินพืชและสัตว์อื่นๆองค์ประกอบ ระบบนิเวศ องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตประกอบด้วยสารอนินทรีย์ ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน น้ำ ไฮโดรเจน ฟอสฟอรัส กำมะถัน โซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม แมกนีเซียม เป็นต้นอินทรียวัตถุ ได้แก่ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน เป็นต้น ซึ่งพืชและสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กสังเคราะห์จากสารอนินทรีย์*ภูมิอากาศ: แสง อุณหภูมิ ความชื้น ฝน
ผู้ย่อยสลายคือผู้ที่ปรุงอาหารเองไม่ได้ มันต้องการซากของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เป็นอาหาร รวมทั้งจุลินทรีย์ต่าง ๆ ส่วนใหญ่แบคทีเรีย เชื้อรา เชื้อรา ยีสต์ เชื้อรา สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้จะย่อยสลายซากของชีวิต โดยเอาเอ็นไซม์ไปย่อยสลายจนอยู่ในรูปของสารละลายแล้วซึมเข้าสู่ร่างกายต่อไป การย่อยสลายดังกล่าวทำให้เกิดสารประกอบในรูปของคาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมันและแร่ธาตุ ตัวย่อยสลายมีหน้าที่เปลี่ยนสารอินทรีย์เหล่านี้ให้เป็นสารอนินทรีย์ เช่น แคลเซียม ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม เพื่อให้พืชสีเขียวถูกนำมาใช้เพื่อสร้างสารอาหารใหม่
การจำแนกระบบนิเวศ พลังงานและลักษณะการถ่ายเทสารอาหารมี 3 ประเภท คือ
- ระบบนิเวศแบบเปิดคือระบบนิเวศที่มีการถ่ายเทพลังงานและสารอาหารระหว่างระบบนิเวศ ระบบนิเวศดังกล่าวมีลักษณะร่วมกัน เช่น การถ่ายเทพลังงานและสารอาหารระหว่างระบบนิเวศทุ่งหญ้าและระบบนิเวศป่าไม้ หรือระหว่างระบบนิเวศป่าไม้กับระบบนิเวศแม่น้ำ กับลม ฝน สัตว์ และปัจจัยอื่นๆ เป็นเวกเตอร์ลิงค์
- ระบบนิเวศแบบปิดคือระบบนิเวศที่ถ่ายเทพลังงานเท่านั้น แต่ไม่มีการถ่ายเทสารอาหารระหว่างระบบนิเวศ ระบบนิเวศประเภทนี้ไม่พบในธรรมชาติ แต่สามารถสร้างได้ เช่น ตู้ปลาที่ปิดสนิทหรือประภาคาร
- ระบบนิเวศที่แยกจากกันเป็นระบบนิเวศที่ขาดการถ่ายเทพลังงานและสารอาหารระหว่างระบบนิเวศ เราจะไม่พบมันในธรรมชาติ และไม่สามารถสร้างได้ เป็นเพียงระบบนิเวศทางทฤษฎีหรือจินตภาพ
องค์ประกอบของระบบนิเวศ (ecosystem componet)
องค์ประกอบของระบบนิเวศสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ๆ ดังนี้: องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (ส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิต) เป็นส่วนประกอบในระบบนิเวศที่ไม่มีชีวิต เป็นส่วนสำคัญของความสมดุลทางนิเวศวิทยา ที่มีความเกี่ยวข้องและสัมพันธ์กับการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต หากปราศจากองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตนี้ สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศก็ไม่สามารถดำรงอยู่ได้ แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
- สารอนินทรีย์ คือ สารที่ได้มาจากธรรมชาติและเป็นส่วนประกอบแร่ธาตุพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตในการสร้างเนื้อเยื่อ และอวัยวะต่างๆ เช่น คาร์บอน ไฮโดรเจน น้ำ ออกซิเจน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส เป็นต้น ซึ่งส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของสารละลาย สิ่งมีชีวิตสามารถใช้งานได้ทันที
- สารอินทรีย์ คือ สารที่ได้มาจากสิ่งมีชีวิต เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ฮิวมัส เป็นต้น ที่เกิดจากการสลายตัว ของสิ่งมีชีวิตจากการย่อยสลายของจุลินทรีย์ ทำให้เป็นธาตุอาหารพืชอีกครั้ง
- สภาพแวดล้อมทางกายภาพ เช่น แสง อุณหภูมิ ความชื้น ความเค็มของกรดเบส เป็นต้น สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ทำให้สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแตกต่างกัน
ส่วนประกอบที่มีชีวิต (ส่วนประกอบทางชีวภาพ) ได้แก่ พืช สัตว์ รวมถึงสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก และสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ช่วยให้ระบบนิเวศทำงานได้ตามปกติ สามารถแบ่งตามหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตได้ 3 ประเภท คือ
- ผู้ผลิตคือสิ่งมีชีวิตที่สามารถผลิตอาหารได้เองผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง รวมถึงพืชสีเขียว แพลงก์ตอนพืช และแบคทีเรียบางชนิด ผู้ผลิตมีความสำคัญมากเพราะเป็นจุดเริ่มต้นของการเชื่อมต่อระหว่างสิ่งไม่มีชีวิต และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในระบบนิเวศ มี 2 ประเภท คือ
- สามารถสังเคราะห์อาหารได้เอง ส่วนใหญ่เป็นอาหารสังเคราะห์ด้วยแสง เพราะมีคลอโรฟิลล์ รวมทั้งพืชสีเขียว และแพลงก์ตอนพืช แต่บางชนิดสังเคราะห์ทางเคมีได้ (การสังเคราะห์ทางเคมี) โดยไม่ต้องใช้คลอโรฟิลล์ เช่น แบคทีเรียบางชนิด
- ไม่สามารถสังเคราะห์อาหารได้เอง ผู้ผลิตบางรายสามารถกินสัตว์ได้เพราะต้องการไนโตรเจนเพื่อสร้างเนื้อเยื่อ พืชเหล่านี้ได้แก่ หม้อข้าวหม้อแกงลิง ขี้เลื่อย สาหร่ายเหนียว หลายต้นถือว่าทำหน้าที่เป็นผู้ผลิต
- ผู้บริโภค (consumer) คือ สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถผลิตอาหารได้เอง แต่ได้รับสารอาหารจากการกินสิ่งมีชีวิตอื่นๆ พลังงานและแร่ธาตุจากอาหารที่สิ่งมีชีวิตกินจะถูกส่งไปยังผู้บริโภค โดยสามารถแบ่งออกตามลำดับการรับประทานอาหารได้ดังนี้
ผู้บริโภคหลักคือสิ่งมีชีวิตที่กินสัตว์กินพืชโดยตรง เช่น ปะการัง เม่นทะเล กวาง กระต่าย วัว เป็นต้น ผู้บริโภครองคือสัตว์กินเนื้อ สัตว์กินพืชหรือผู้บริโภคหลักเป็นอาหาร เช่น ปลาไหลมอเรย์ ปลาสาก นก งู หมาป่า เป็นต้น
ผู้บริโภคระดับตติยภูมิ – สัตว์กินเนื้อทุกชนิด เช่น ฉลาม เต่า เสือ และผู้คนองค์ประกอบ ระบบนิเวศ - ตัวย่อยสลายคือสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถผลิตอาหารได้เอง แต่ขึ้นอยู่กับอาหารจากสิ่งมีชีวิตอื่นด้วยการสร้างน้ำย่อยในกระเพาะอาหาร ขับถ่ายเพื่อย่อยสลายแร่ธาตุต่าง ๆ ในส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิตให้เป็นโมเลกุลขนาดเล็ก แล้วดูดซึมอาหารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ไปใช้ เช่น แบคทีเรีย เชื้อรา เชื้อรา เป็นต้น