ระบบนิเวศ (ecosystem) คือ ระบบของกลุ่มสิ่งมีชีวิตในแหล่งที่อยู่เดียวกัน มีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน และมีความสัมพันธ์กับสิ่งไม่มีชีวิตในแหล่งที่อยู่นั้นด้วย โลกจัดว่าเป็นระบบนิเวศที่มีขนาดใหญ่ที่สุด เรียกว่า โลกของสิ่งมีชีวิต (biosphere)
แผนผังแสดงความสัมพันธ์ของระบบนิเวศ
ประเภทของระบบนิเวศ
ถ้าใช้แหล่งที่อยู่เป็นเกณฑ์ในการจำแนก สามารถจำแนกประเภทของระบบนิเวศอย่างกว้างๆ ได้ดังนี้
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
# 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
- 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
ความสัมพันธ์ขององค์ประกอบต่างๆ ในระบบนิเวศ
จากการสำรวจสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่นพบว่าระบบนิเวศมีกลุ่มสิ่งมีชีวิตหลายชนิดอาศัยอยู่ ได้แก่ พืช สัตว์ และจุลินทรีย์ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงใดๆ เกิดขึ้นกับส่วนหนึ่งส่วนใดของระบบนิเวศก็ย่อมจะส่งผลกระทบต่อส่วนอื่นๆ ของระบบนิเวศนั้นได้ และยังอาจมีผลต่อระบบนิเวศอื่นๆ ในธรรมชาติด้วย
สิ่งแวดล้อมที่มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต อาจแบ่งเป็นปัจจัยใหญ่ๆ ได้ 2 ประเภท คือ
1. ปัจจัยทางกายภาพ คือ สภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต ได้แก่
- สภาพของบรรยากาศ ได้แก่ อุณหภูมิ แสงสว่าง ความชื้น หรือกระแสลม ซึ่งในแต่ละแห่งจะมีลักษณะเฉพาะ
- สภาพดินและน้ำ สภาพดินที่เป็นกรด-เบสที่แตกต่างกันทำให้พืชมีความแตกต่างกันไป ซึ่งจะมีผลทำให้ผู้บริโภคมีความแตกต่างกันด้วย
2. ปัจจัยทางชีวภาพ ได้แก่ พืช สัตว์ และจุลินทรีย์ต่างๆ ที่เป็นสิ่งมีชีวิต โดยแต่ละชนิดก็จะมีความสัมพันธ์ต่อกัน
สิ่งแวดล้อมที่มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต อาจแบ่งเป็นปัจจัยใหญ่ๆ ได้ 2 ประเภท คือ
1. ปัจจัยทางกายภาพ คือ สภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต ได้แก่
- สภาพของบรรยากาศ ได้แก่ อุณหภูมิ แสงสว่าง ความชื้น หรือกระแสลม ซึ่งในแต่ละแห่งจะมีลักษณะเฉพาะ
- สภาพดินและน้ำ สภาพดินที่เป็นกรด-เบสที่แตกต่างกันทำให้พืชมีความแตกต่างกันไป ซึ่งจะมีผลทำให้ผู้บริโภคมีความแตกต่างกันด้วย
2. ปัจจัยทางชีวภาพ ได้แก่ พืช สัตว์ และจุลินทรีย์ต่างๆ ที่เป็นสิ่งมีชีวิต โดยแต่ละชนิดก็จะมีความสัมพันธ์ต่อกัน
ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วยกัน
ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วยกันมีอยู่หลากหลายรูปแบบดังนี้
- ภาวะพึ่งพากัน (mutualism) ทั้งสองฝ่ายที่มาอยู่ร่วมกันต่างให้ประโยชน์ซึ่งกันและกัน เช่น แบคทีเรียไรโซเบียมที่รากต้นถั่วช่วยตรึงไนโตรเจนจากอากาศสะสมไว้ที่รากต้นถั่ว เป็นต้น
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
-ภาวะเป็นกลาง (neutralism) คือ ภาวะที่มีสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ อาศัยอยู่ในบริเวณเดียวกัน สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดต่างดำรงชีวิตกันอย่างไม่เกี่ยวข้องกัน เช่น ตั๊กแตนในนาข้าวกับไส้เดือนดิน เป็นต้น
อริสโตเติล (Aristotoe) นักปราชญ์ชาติกรีก เป็นผู้ริเริ่มในการจำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็นหมวดหมู่ โดยแบ่งพืช ออกเป็น ไม้ยืนต้น (tree) ไม้พุ่ม (shrubs) และไม้ล้มลุก (herbs) จำแนกสัตว์ออก พวกที่มีเลือดสีแดงและไม่มีเลือดสีแดง
