ในระบบนิเวศ ระบบนิเวศ คืออะไร ระบบนิเวศ (Ecosystem) เป็นชื่อเรียกของกลุ่มสิ่งมีชีวิตและปัจจัยแวดล้อมในบริเวณกว้าง แบบใดแบบหนึ่งที่เน้นความสัมพันธ์กันของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ซึ้งถือเป็นหน่วยที่สําคัญที่สุด มีการแลกเปลียนสะสาร แร่ธาตุ และพลังงานกับสิ่งแวดล้อม โดยผ่านระบบห่วงโซ่อาหาร (Food chain) เพราะระบบนิเวศนั้นประกอบด้วยความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด และความสัมพันธ์ ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมที่อาศัยอยู่ ซึ้งสิ่งแวดล้อมก็คือสภาพต่างๆ ของสิ่งที่อยู่รอบตัวเรา ได้แก่ อุณหภูมิ ความชื่น ระนาบพื้นที่สูง ประเภทของหิน ดิน ฯลฯ มีการกินกันเป็นทอดๆ ทําให้ สสารและแร่ธาตุมีการหมุนเวียนในระบบจนเกิดเป็นวัฏจักร ระบบนิเวศที่ใหญ่ที่สุดในโลกเรียกว่า โลกของสิ่งมีชีวิต โครงสร้างของโลกประกอบไปด้วย ทะเล เกาะ และพื้นทวีป อีกทั้งยังมีสภาพภูมิอากาศที่หลายหลากจึงเกิดเป็นระบบนิเวศหลายรูปแบบ ด้วยเหตุนี้ ระบบนิเวศที่มีความคล้ายคลึงกันจึงเรียกกันว่า “ชีวนิเวศ” ความแตกต่างที่สําคัญระหว่างชีวนิเวศแต่ละแห่งมี อย่าง คือ ความหลากหลายทางชีวภาพ หรือความหลากหลายสายพันธุ์ของสิ งมีชีวิต และ มวลชีวภาพ หรือปริมาณอินทรียวัตถุต่อหน่วยพื้นที่ ชีวนิเวศทีอุดมสมบูรณ์ที่สุด คือ ป่ารกที่มีทั้งความหลากหลายทางชีวภาพและมวลชีวภาพสูง ระบบนิเวศหลากหลายบนโลก ระบบนิเวศทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่มีความแตกต่างกัน แต่มีความเหมือนกันคือ เป็นที่อยู่ ตามธรรมชาติของพืชและสัตว์ ซึ้งอยู่รวมกันเป็นกลุ่มและมีอิทธิพลต่อกัน ทั้งในแหล่งนําจืด ชายหาด หาใต้ดินโลกมีนําจืดในแหล่งต่าง ๆ รวมกันเพียง 0.04% ของปริ มาณนํ้าทั้งโลก (อีก 2.4% ในปริมาณนํ้าจืดทั้งหมดเป็นนํ้าที่เกิดการแข็งตัว) นํ้าจืดมีปริมาณสารละลายเกลือในนํ้าน้อยกว่านํ้าทะเล ซึ้งส่วนใหญ่เป็นนํ้าฝนที่ตกลงบนพื้นทวีป ระบบนิเวศ (ถํ้าใต้ดิน - ชายฝังทะเล - ป่าชายเลน) สิ่งมีชีวิตหลัก ๆ ในนํ้าจืด ได้แก่ สาหร่าย พืชชั้นสูงบางชนิด และสัตว์จําพวกครัสเตเซียน แมลง ปลา และสัตว์ครึ่งบกครึ่งนํ้าชนิดต่าง ๆ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่หาอาหารจากในนําแล้วสร้างรังไว้ ริมฝังแม่นําเหมือนตัวนากและตัวบีเวอร์ พื้นที่ชุ่มนําเป็นแหล่งที่มีสิ่งชีวิตหลากหลายสายพันธุ์ที่สุด เพราะมีสภาพเป็นระบบนศแบบผสมผสานระหว่างบนบกกับในนํ้า ถํ้า เป็นระบบนิเวศที่ไม่มีแสงสว่าง (แสงสว่างเป็นปัจจัยที่ทําให้เกิดการสร้างอินทรียวัตถุ) มีความชื่นสูง และอุ่่ณหภูมิเกือบคงที่ตลอดทั้งปี อินทรียวัตถุที่จําเป็นต่อการดํารงชีวิตสามารถเข้าไปสู่ ในถํ้าได้ตามกระแสนํ้าใต้ดินหรือสัตว์เป็นตัวนําเข้ามา ดังนั้น สัตว์กลุ่มหลักทีอาศัยในถํ้าจึงเป็นจําพวก แมลง ปลาบางชนิด สัตว์ครึ่งบกครึ่่งนํ้า โดยเฉพาะค้างคาว ซึ้งของเสียจากค้างคาวเป็นองค์ประกอบ สําคัญของอินทรียวัตถุ 86 ชายฝังทะเล เป็นระบบนิเวศที่มีความพิเศษ ซึ้งคาบเกียวระหว่างพื้นดินกับทะเล บางแห่งนํา ทะเลลํ้าเข้ามาในผืนดินตามทางนํ้าในหุบเขา หรือ ก้อนนํ้าแข็ง ทําให้เกิดป่าชายเลน บางแห่งเป็นแม่นํ้าที่ไหลลงสู่ทะเลทําให้เกิด ดินดอนสามเหลี่ยม บางแห่งเป็นนํ้าทะเลไหลเข้าสู่พื้นดินเพียงบางช่วง ทําให้ เกิดทะเลสาบชายฝังทะเลขึ้น ทะเลสาบบางแห่งมีปริมาณเกลือสูงกว่าในทะเล สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ จึงแตกต่างกันออกไปในแต่ละแห่ง ภาพชายหาดบริเวณอุทยานวิทยาศาสตร์พระจอมเกล้า ณ หว้ากอ จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ ป่าชายเลน เป็นระบบนิเวศชายฝั่งที่พบได้เฉพาะในเขตร้อนเท่านั้น เป็นแหล่งที่อยู่ของต้นไม้ และไม้พุ่มที่มีการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม ต้นไม้ในป่าชายเลนจะมีรากใต้ดินยึดผิวดินไว้ และ เป็นแหล่งพักอาศัยของสิ่งมีชีวิตบริเวณนั้น ตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิตหลายประเภทจะไม่สามารถเติบโตเป็น ตัวเต็มวัยได้ หากไม่มีรากเหล่านี้คอยคุ้มกัน ส่วนเหนือนํ้าจะมีรากในอากาศ ทําหน้าที่ช่วยในการหายใจ เมล็ดจะผสมพันธุ์ในต้นโดยไม่ตกลงสู่พืนดินจนกว่าจะมีนํ้าหนักมากพอที่จะฝังตัวเองในพื้นดินได้ เพื่อไม่ให้กระแส นํ้าพัดหายไป ภาพป่าโกงกาง บริเวณคลองโคกขาม จังหวัดสมุทรสาคร (ต้นโกงกางเป็นต้นไม้ทีขึนบริเวณป่าชายเลน การเปลี่ยนแปลงแทนที่ทางนิเวศวิทยา พื้นที่เกษตรกรรมส่วนใหญ่ในอดีตเคยเป็นป่ามาก่อน หากปล่อยให้รกร้างนาน ๆ ก็กลับ กลายเป็นป่าอีกครัง ด้วยการที่หญ้าหรือวัชพืชขึ้นมาปกคลุมดินสูงขึ้นเรื่อย ๆ จากนั้นพุ่มไม้และไม้อ่อน จะงอกขึ้นมาในทุ่งหญ้า ต่อมาเมื่อไม้ใหญ่แตกกิ่งก้านสาขา ร่มเงาของมันจะทําให้หญ้าค่อย ๆ ตายใน ที่สุด ไม้ใหญ่ที่ทําให้พื้นที่กลายเป็นป่าเรียกว่า “การเปลียนแปลงแทนที่ทางนิเวศวิทยา” ในธรรมชาติทั่วไป เปลี่ยนแปลงแทนที่เกิดขึ้นได้ทุกหนทุกแห่ง ทั้งในดินในนํ้า ตัวอย่างเช่น เราอาจเคยเห็นสระนํ้าทีมีพืชหลายชนิดขึ้นอยู่เต็มสระจนรากใต้ผิวนํารกแน่นไปหมด ราก เหล่านี้จะยึดและสะสมดินหรือซากใบเน่าไว้จนกระทั้งสระนํ้าค่อยๆ ตื้นเขินขึ้นเรื่อย ๆ กลายเป็นที่ลุ่ม ชื่นแฉะ และพืชนํ้าทีเคยมีก็ค่อย ๆ หายไปขณะที่ต้นไม้เล็กๆ งอกขึนแทนที่และค่อย ๆ ทําให้ที่ลุ่มแห่ง นันกลายเป็นดงไม้ร่มชื้นในที่สุด ชั้นของสิงมีชีวิต ลักษณะเด่นที่สุดของดาวเคราะห์ทีชื่อว่า “โลก” คือ การมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่บนพื้นผิวบางๆ ที่ปกคลุมโลก ชีวิตได้เริ่มถือกําเนิดขึ้นบนโลกตั้งแต่เมือประมาณ ล้านปี ก่อน ซึ้งเป็นระยะเวลาเที่ยาวนานเพียงพอสําหรับวิวัฒนาการจนเกิดเป็นสิ่งมีชีวิตหลากหลายสายพันธุ์ขึ้นมา โลกเรามีสภาพแวดล้อมและภูมิอากาศหลากหลายรูปแบบเรียกว่า “ความหลากหลายทาง ชีวภาพ”
การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ มีความสําคัญมาก การถ่ายทอดพลังงานในห่วงโซ่อาหาร มีความยาวจํากัด โดยปกติจะสิ นสุดทีผู้บริโภค ซึ้งมีรายละเอียดดังนี้ พีระมิดการถ่ายทอดพลังงาน ( food pyramid )1.พีระมิดจํานวน (pyramid of number )แต่ละขั้นแสดงให้เห็นจํานวนสิ่งมีชีวิตในแต่ละลําดับขั้นของห่วงโซ่อาหารต่อหน่วยพื้นที่หรือ ปริมาตร สิ่งมีชีวิตที่อยู่บนยอดสุดของพีระมิดถูกรองรับ โดยสิ่งมีชีวิตจํานวนมาก
พืชและสัตว์จําเป็นต้องได้รับพลังงานเพื่อใช้ในการดํารงชีวิต โดยพืชจะได้รับพลังงานจากแสง ของดวงอาทิตย์ โดยใช้รงควัตถุสีเขียวทีเรียกว่า คลอโรฟิลล์ (chlorophyll) เป็นตัวดูดกลืนพลังงาน แสงเพื่อนํามาใช้ ในการสร้างอาหาร เช่น กลูโคส แป้ง ไขมัน โปรตีน เป็นต้น 95 พืชจึงเป็นผู้ผลิต (producer) และเป็นสิ่งมีชีวิตอันดับแรกในการถ่ายทอดพลังงานแบบห่วงโซ่ อาหารสําหรับสัตว์เป็นสิ่งมีชีวิต ที่ไม่สามารถสร้าง อาหารเองได้ จําเป็นต้องได้รับพลังงาน จากการบริโภค สิ่งมีชีวิตอื่นเป็นอาหาร สัตว์จึงถือว่าเป็น ผู้บริโภค (consumer) ซึงแบ่งออกได้เป็น ผู้บริโภคลําดับที่หนึ่ง (primary consumer) หมายถึง สัตว์ที่กินผู้ผลิต ผู้บริโภคลําดับที่สอง (secondary consumer ) หมายถึง สัตว์ทีกินผู้บริโภคลําดับที่หนึ่ง ในกลุ่มสิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ ห่วงโซ่อาหารไม่ได้ดําเนินไปอย่างอิสระ แต่ละห่วงโซ่อาหารอาจ มีความสัมพันธ์ กับห่วงโซ่อื่นอีก โดยเป็นความสัมพันธ์ที่สลับซับซ้อน เช่น สิ่งมีชีวิตหนึ่งในห่วงโซ่- อาหาร อาจเป็นอาหาร ของสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งในห่วงโซ่อาหารอื่นก็ได้ เราเรียกลักษณะห่วงโซ่- อาหารหลาย ๆ ห่วงโซ่ทีมีความสัมพันธ์เกียวข้องกันอย่างสลับซับซ้อนว่า สายใยอาหาร (food web) สายใยอาหารของกลุ่มสิงมีชีวิตใดที่มีความซับซ้อนมาก แสดงว่าผู้บริโภคลําดับที่ 2 และ ลําดับที่ 3 มีทางเลือกในการกินอาหารได้หลายทางมีผลทําให้กลุ่มสิ่งมีชีวิตนั้นมีความมันคงในการ ดํารงชีวิตมากตามไปด้วย ผู้บริโภคลําดับสูงสุด (top consumer) หมายถึง สัตว์ที่อยู่ปลายสุดของห่วงโซ่อาหารซึ้งไม่มีสิ่ง มีชีวิตใด มากินต่อ อาจเรียกว่า ผู้บริโภคลําดับสุดท้าย เรื่องที่วัฏจักรของนํ้า วัฎจักรของนํ้า (Water cycle) หรือ ชื่อในทางวิทยาศาสตร์ว่า “วัฏจักรของอุทกวิทยา” (Hydrologic cycle) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงสถานะของนํ้าระหว่างของเหลว ของแข็ง และก๊าซ วัฏจักรของนํ้าจะมีการเปลี่ยนแปลงสถานะไปมา จากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งอย่างต่อเนือง ไม่มีที่สิ้นสุดภายในอาณาจักรของนํ้า (Hydrosphere) เช่น การเปลี่ยนแปลงระหว่าง ชันบรรยากาศ นํ้า ผิวดิน ผิวนํ้า นํ้าใต้ดิน และพืช การเปลี่ยนสถานะของนํ้าเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เริ่มจากนํ้าในแหล่งนํ้า ต่าง ๆ เช่น ทะเล มหาสมุทร แม่นํ้า ลําคลอง หนอง บึง ทะเลสาป การคายนํ้าของพืช การขับถ่ายของเสีย และจากกิจกรรมต่าง ๆ ในการดํารงชีวิตของสิงมีชีวิต ทั้งหมดนี้เมื่อระเหยกลายเป็นไอขึ้นสู่บรรยากาศ และกระทบกับความเย็นบนชั้นบรรยากาศจะควบแน่นกลายเป็นละอองนํ้าเล็ก ๆ รวมตัวกันเป็นก้อนเมฆ เมื่อมีนํ้าหนักพอเหมาะก็จะกลายเป็นฝน หรือลูกเห็บ ตกลงสู่พื้นดินแล้วไหลลงสู่แหล่งนํ้าหมุนเวียนอยู่ เช่นนี้เรื่อยไป กระบวนการเปลียนแปลงนี้ สามารถแยกได้เป็น ประเภท คือ การระเหยเป็นไอ (Evaporation), หยาดนํ้าฟ้ า (Precipitation), การซึ่ม (Infiltration) และ การเกิดนํ้าท่า (Runoff)