บทบาทหน้าที่ของระบบนิเวศ

zxzxzx

image060

image (1)

clip_11

ระบบนิเวศที่มีอยู่ทุกแห่งในโลก จะมีหน้าที่ภายในระบบทั้งสิ้น เช่น มีการถ่ายเทพลังงาน และการหมุนเวียนของธาตุอาหารระหว่างสมาชิกภายในระบบ กิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในโลกดำเนินไปได้ด้วยการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ พลังงานจากดวงอาทิตย์เข้าสู่ระบบนิเวศในรูปของแสง พืชใบเขียวทุกชนิดจะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงไปเป็นพลังงานเคมีด้วยกระบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งในการนี้จะมีการคายความร้อน ไอน้ำ และออกซิเจนออกมา หากระบบนิเวศนั้นอยู่ในดุลยภาพ ปริมาณแร่ธาตุต่าง ๆ ที่ไหลวนเวียนอยู่ในระบบนิเวศจะคงที่ แต่ปริมาณแร่ธาตุที่อยู่ในแต่ละส่วนของระบบนิเวศ เช่น ในพืชหรือในสัตว์นั้น ย่อมแตกต่างกันไป หากธาตุอาหารถูกเคลื่อนย้ายออกไปจากระบบนิเวศย่อมทำให้เกิดการขาดดุลในระบบนั้น เช่น แร่ธาตุที่ละลายน้ำจะถูกน้ำพัดพาออกไป การเก็บเกี่ยวพืชผลต่าง ๆก็เป็นการเคลื่อนย้ายธาต6อาหารและพลังงานออกจากระบบนิเวศหนึ่งไปสู่อีกระบบนิเวศหนึ่ง

1 การถ่ายเทพลังงาน (Energy Flow) พลังงานเป็นสิ่งที่ไม่มีตัวตน แต่เป็นตัวการที่ก่อให้เกิดกิจกรรมขึ้นในทุกหนทุกแห่ง พลังงานคือ ความสามารถที่จะทำงานหรือก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ดังนั้น การที่ใบไม้ร่วงลงสู่พื้นดิน คนปีนเขา การเกิดแสงสว่างขึ้นในหลอดไฟฟ้า จึงนับว่าเป็นการใช้พลังงานทั้งสิ้น พลังงานปรากฏอยู่ในหลายรูปแบบ ทั้งที่เป็นพลังงานในรูปของความร้อน แสง เสียง เคมี ไฟฟ้า พลังงานศักย์ พลังงานจลน์ ฯลฯ พลังงานสามารถเปลี่ยนแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปยังรูปแบบหนึ่งได้ ซึ่งในกระบวนการเปลี่ยนแปลงพลังงานนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้พบปรากฏการณ์ที่สำคัญ ซึ่งสรุปออกมาเป็นกฎของการถ่ายเทพลังงาน (law of thermodynamics) ดังนี้คือ กฎข้อที่ 1 พลังงานจะไม่สามารถถูกสร้างขึ้นมาใหม่หรือถูกทำลาย กฎข้อที่ 2 พลังงานสามารถเปลี่ยนรูปแบบได้ และรูปแบบของพลังงานใหม่ จะมีความสามารถในการทำงานน้อยลง เพราะพลังงานส่วนหนึ่งจะสูญเสียไปในการเปลี่ยนแปลงรูปแบบดังกล่าวตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจน คือ การเปลี่ยนแปลงของรูปแบบพลังงานในเครื่องยนต์เมื่อเกิดการเผาผลาญน้ำมัน ซึ่งเป็นพลังงานเคมีในลูกสูบ พลังงานส่วนหนึ่งจะเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานจลน์ หรือพลังงานขับเคลื่อน ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งซึ่งเป็นส่วนใหญ่ไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปเป็นพลังงานขับเคลื่อน แต่จะหลุดออกไปตามท่อไอเสีย ในรูปของความร้อนจาการเผาผลาญ ไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และเขม่าควัน ซึ่งกระบวนการนี้ไม่มีพลังงานที่ถูกสร้างขึ้นใหม่และพลังงานที่ถูกทำลาย (กฎข้อที่ 1) แต่มีพลังงานที่เปลี่ยนแปลงไปแล้ว ซึ่งบางส่วน เปลี่ยนไปเป็นรูปของพลังงานที่ไม่พึงปรารถนา หรือใช้ประโยชน์ต่อไปไม่ได้ (กฎข้อที่ 2)สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจำเป็นต้องอาศัยพลังงานในรูปแบบต่าง ๆ กัน เพื่อความอยู่รอด ด้วยเหตุนี้เอง พลังงานจากดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของพลังงานทั้งมวล และเป็นพลังงานที่มีระเบียบมากที่สุด จึงต้อเปลี่ยนแปลงเป็นรูปแบบอื่นที่สงิ่ มีชีวิตสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ การถ่ายเทพลังงานในระบบนิเวศจึงเรมิ่ จากแหล่งต้นกำเนิดของพลังงาน คือดวงอาทิตย์ ซึ่งพืชจะเป็นผู้ทำหน้าที่เปลี่ยนแปลงรูปแบบของพลังงานจากแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานเคมีในต้นพืชด้วยกระบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งในช่วงนี้เองจะมีการสูญเสียพลังงานส่วนหนึ่งไปในรูปของการคายความร้อน ไอน้ำ และออกซิเจน เมื่อพลังงานเคมีในพืชถ่ายเทไป ยังสัตว์ซึ่งเป็นผู้บริโภคในระดับต่าง ๆ กัน ก่อนจะถึงมนุษย์ การสูญเสียพลังงานก็จะเกิดขึ้นอีก

ทั้งนี้เพราะสัตว์ไม่สามารถบริโภคทุกส่วนของต้นไม้ อาจมี กิ่ง ก้าน เปลือกและเมล็ด ที่สัตว์กิน ไม่ได้เหลือทิ้งไว้เป็นของเสีย ส่วนที่กินได้ก็จะเปลี่ยนแปลงเป็นพลังงานเคมี (อาหาร) และมีการสูญเสียพลังงานในรูปของสิ่งปฏิกูลที่ถูกขับถ่ายออกมา เมื่อมนุษย์ซึ่งเป็นผู้บริโภคลำดับสุดท้ายกินเนื้อสัตว์ การเปลี่ยนแปลงและการสูญเสียพลังงานก็จะเกิดขึ้นอีกในทำนองเดียวกันเพราะนอกจากการเสียแรงงานในการล่าหรือจับสัตว์มาเป็นอาหารแล้ว ยังต้องทิ้งบางส่วนของสัตว์ที่ไม่สามารถกินได้ เช่น ขน หนัง กระดูก และเล็บสัตว์ เป็นต้น และในส่วนที่มนุษย์กินเข้าไปนั้น ในที่สุดก็จะถูกขับถ่ายออกมาจากร่างกาย กลายเป็นสิ่งปฏิกูลและความร้อนที่ใช้งานไม่ได้ ซึ่งจะแปรสภาพเป็นปุ๋ย ใช้เป็นอาหารของสงิ่ มีชีวิตอื่น ๆ ต่อไปได้อีก

2. การหมุนเวียนของธาตุอาหาร (Nutrient Cycling) อาหาร คือ พลังงานเคมีรูปหนึ่ง การหมุนเวียนของธาตุอาหารในระบบนิเวศ จึงเป็นการหมุนเวียนหรือการถ่ายเทพลังงานนั่นเอง สิ่งมีชีวิตทุกชนิดไม่ว่าจะเป็นหรือตายก็ตามเป็นแหล่งของพลังงานอาหารที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น การหมุนเวียนของพลังงานจะเป็นไปในทิศทางเดียวเสมอคือ จากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภค เช่น การถ่ายเทของพลังงานอาหารจากต้นหญ้าไปสู่กระต่าย และจากกระต่ายไปสู่สุนัขจิ้งจอก โดยที่กระต่ายกินหญ้าแล้วสุนัขจิ้งจอกกินกระต่ายอีกต่อหนึ่ง เส้นทางของการถ่ายเทพลังงานอาหารนี้เรียกว่า ห่วงโซ่อาหาร (food chain)

ห่วงโซ่อาหาร (Food Chain) คือการเคลื่อนย้ายหรือถ่ายทอดพลังงานในรูปของสารอาหารในระบบนิเวศ จากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภค และจากผู้บริโภคไปยังผู้บริโภคลำดับต่อไปเป็นลำดับขั้นโดยการกินและถูกกิน เนื่องจากการถ่ายทอดสารอาหารจะมีพลังงานสูญหายไปในรูปของความร้อน ประมาณ 80-90 % ดังนั้นลำดับการกินของห่วงโซ่อาหารจะมีจำกัด ห่วงโซ่อาหารใดมีลักษณะสัน้ จะมีประสิทธิภาพดีเพราะพลังงานรัว่ ไหลไปจากห่วงโซ่อาหารได้น้อยลักษณะของห่วงโซ่อาหารโดยทัว่ ไป แบ่งออกได้เป็น 4 แบบ คือ

1. ห่วงโซ่อาหารแบบจับกิน (Predator Chain) เป็นห่วงโซ่อาหารที่เริ่มต้นจากผู้ผลิตที่เป็นพืชถูกสัตว์ขนาดเล็กกินและสัตว์ขนาดเล็กถูกสัตว์ขนาดใหญ่กว่าจับกินเป็นทอด ๆ ในลักษณะของผู้ล่าเหยื่อ (Predator) กับเหยื่อ (Prey)

2. ห่วงโซ่อาหารแบบเศษอินทรีย์ (Detritus Food Chain) เป็นห่วงโซ่อาหารที่เริ่มจากซากอินทรีย์ถูกจุลินทรีย์ย่อยสลายแล้วจึงถูกสัตว์กิน และสัตว์นี้ก็เป็นอาหารของสัตว์อื่นต่อไปตามลำ ดับ อาจเรียกห่วงโซ่อาหารนี้ว่า ห่วงโซ่อาหารแบบแซฟโปรไฟต์(Saprophytic Chain)

3. ห่วงโซ่อาหารแบบปรสิต (Parasitic Chain) เป็นห่วงโซ่อาหารที่เรมิ่ จากผู้ถูกอาศัย (Host) ลำดับหนึ่งไปยังผู้อาศัยลำดับต่อไป

4. ห่วงโซ่อาหารแบบเบ็ดเตล็ด (Miscellaneous Food Chain) เป็นห่วงโซ่อาหารหลาย ๆ แบบผสมกันอยู่ในสายเดียวกัน

โดยธรรมชาติแล้ว ในแต่ละระบบนิเวศจะประกอบไปด้วยโครงข่ายของลูกโซ่ การถ่ายเทอาหารจำนวนมากที่เกี่ยวโยงกัน ในทางนิเวศวิทยาเรียกว่า ข่ายใยอาหาร (food webs)ซึ่งประกอบด้วยห่วงโซ่อาหารหลายห่วงเชื่อมโยงกันและมีความสัมพันธ์กัน พืชหรือสัตว์ที่อยู่ในระดับต่ำจะเป็นอาหารของสงิ่ มีชีวิตในระดับสูงหลายชนิด ความสัมพันธ์ระหว่างสงิ่ มีชีวิตในชุมชนส่วนใหญ่อยู่ในรูปข่ายใยอาหาร ลักษณะสำคัญของข่ายใยอาหารจึงมีความสลับซับซ้อนมีความหลากหลายทางชีวภาพ (Bio-diversity) มากซึ่งจะช่วยรักษาความสมดุลของธรรมชาติเป็นอย่างดี

ในธรรมชาติจริง ๆ นั้น ลักษณะโครงข่ายของการถ่ายเทอาหารในแต่ละระบบนิเวศ จะมีความสลับซับซ้อนมาก เพราะการถ่ายเทอาหารจากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภคระดับต่าง ๆ มีความซับซ้อน นอกจากนั้นยังมีธรรมชาติเป็นตัวกำหนดจำนวนพลังอาหาร ที่สงิ่ มีชีวิตควรจะได้รับเพียงแต่ภายในโครงข่ายเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ในโครงข่ายของการถ่ายเทอาหารแต่ละโครงข่ายจึงมีการถ่ายเทพลังงานตามกฎข้อที่ 2 คือ มีทั้งการเปลี่ยนแปลงรูปแบบของพลังงานและการสูญเสียพลังงาน รูปแบบของลูกโซ่การถ่ายเทอาหารจะเห็นว่ามีสงิ่ มีชีวิตอยู่ในแต่ละระดับของผู้บริโภคและผู้ถูกบริโภค ระดับนี้เรียกว่า ระดับขัน้ การบริโภค (tropic level) กล่าวคือ พืชสีเขียวเป็นระดับขัน้ การบริโภคระดับที่หนึ่ง สัตว์กินพืชอยู่ในระดับที่สอง สัตว์ที่กินสัตว์ที่กินพืชจัดอยู่ในระดับขัน้ บริโภคระดับสาม และสัตว์ที่กินสัตว์อื่นจะอยู่ในระดับที่สี่ และต่อไปเรื่อยๆ อย่างไรก็ตามมีสัตว์บางชนิดที่จัดเป็นพวกกินทั้งพืชและสัตว์ สัตว์พวกนี้จึงอยู่ในระดับขั้นการบริโภค

มากกว่าหนึ่งระดับ เช่น มนุษย์ เป็นต้น ถ้ามนุษย์บริโภคเพียงผักหรือผลไม้โดยตรงหมายความว่ามนุษย์อยู่ในระดับขั้นการบริโภคระดับที่สอง แต่ถ้ามนุษย์กินเป็ดหรือไก่หมายความว่าอยู่ในระดับขัน้ การบริโภคสูงขึ้นเป็นระดับที่สามหรือสี่ หรืออาจจะเป็นระดับที่ห้าก็ได้ แล้วแต่กรณี อย่างไรก็ตาม การที่มีธรรมชาติเป็นตัวกำหนดจำนวนพลังงานอาหารภายในโครงข่ายดังกล่าวแล้ว พลังงานอาหารในระดับขัน้ การบริโภคในระดับต่ำจึงมีมากกว่าระดับที่สูงขึ้นไป ในระดับขัน้ การบริโภคสูงสุด ปริมาณพลังงานอาหารที่ประกอบอยู่ก็จะต่ำที่สุด

ที่มา

http://e-book.ram.edu/e-book/g/GE317/chapter4.pdf

https://www.google.co.th/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwi9is2yyefLAhXGWo4KHcQ0DC8QjB0IBg&url=http%3A%2F%2Fwww.myfirstbrain.com%2Fviewnews.aspx%3FnewsID%3D35352&psig=AFQjCNExI4gi_SnZgJ6K4YGdP5QK0ongiQ&ust=1459398539099970

https://www.google.co.th/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjRuIrZy-fLAhXCHY4KHaM2C3kQjB0IBA&url=http%3A%2F%2Fwww.phukhieo.ac.th%2Fobec-media%2F2555%2Fmanual%2F%25A4%25D9%25E8%25C1%25D7%25CD%25AA%25D5%25C7%25C7%25D4%25B7%25C2%25D2%2F69_%25A1%25D2%25C3%25B6%25E8%25D2%25C2%25B7%25CD%25B4%25BE%25C5%25D1%25A7%25A7%25D2%25B9.pdf&bvm=bv.118353311,d.c2E&psig=AFQjCNFXfR-xUK6mljV_MeAkKDuDacKNiw&ust=1459399150304676