วัฏจักรของสาร (Biogeochemical cycle)

วัฏจักรของสาร (Biogeochemical cycle)
หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของสารหนึ่งไปอีกสารหนึ่ง
โดยการ เปลี่ยนแปลง ของสารจากสาร


หนึ่ง ไปยังอีกสารหนึ่ง โดยการเปลี่ยนตำแหน่งจากแหล่งหนึ่งไปยัง
อีกแหล่ง หนึ่งหรือจากสิ่งมีชีวิตชนิดชนิดหนึ่งไปยังอีกชนิดหนึ่ง แต่ในที่สุดจะหมุนเวียนกลับ


ไปยัง
สภาพเดิมอีก เช่น ออกซิเจนมีอยู่ตามแหล่งต่างๆ ทั่วไป ออกซิเจนมีการหมุนเวียนเป็นวัฏจักรโดยเริ่มจากพืชสร้างออกซิเจน โดยใช้พลังงานแสงและคลอโร


ฟิลล์เช่นเดียวกับสาหร่ายและ
แพลงก์ตอนพืช จะได้สารอินทรีย์ซึ่งเป็นสารอาหารอาหารจากการสังเคราะห์ด้วยแสง จากนั้นสาหร่ายและสัตว์ต่างมีการถ่ายทอด

อาหารและ พลังงานในรูปของห่วงโซ่อาหาร สัตว์และพืช เมื่อหายใจออกจะปล่อยคาร์บอนออกมาในรูปของสารประกอบคาร์บอนไดออกไซด์
ซึ่งสาหร่ายและ

แพลงก์ตอนพืชนำไปใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสงอีกครั้ง
วัฏจักรของสารหรือการหมุนเวียนของสาร เป็นการหมุนเวียนจากสิ่งไม่มีชีวิตผ่านสิ่งมีชีวิตแล้วหมุน


เวียน
กลับคืนสู่ธรรมชาติดังเดิม องค์ประกอบตามธรรมชาติว่าด้วย สิ่งมีชีวิต ดำรงชีวิตโดยใช้แร่ธาตุและสารจากสิ่งแวดล้อม ซึ่งจะพบแร่ธาตุต่าง ๆ อยู่ตาม

ธรรมชาติ ในรูปของสารอินทรีย์ และสารอนินทรีย์


                                                                                             โดยมีการเปลี่ยนแปลงไปตามวัฏจักรของสารได้ดังนี้ 
                                                                                                                           



              1. Hydrologic cycle หมายถึง วัฏจักรของน้ำ
              2. Gaseouscycle หมายถึง วัฏจักรการเคลื่อนย้ายวัตถุที่แหล่งสำรองในบรรยากาศและทะเล  เช่น วัฏจักรคาร์บอน วัฏจักรออกซิเจน และวัฏจักรไนโตรเจน

              3. Sedimentary cycle หมายถึง วัฏจักรการเคลื่อนย้ายธาตุที่มีแหล่งสำรองในพื้นดินใน รูปของแข็งสู่วัฏจักรเมื่อมีการผุกร่อน เช่น วัฏจักรฟอสฟอรัส วัฏจักรแคลเซียม วัฏจักรซัลเฟอร์

 

 
 

วัฏจักรคาร์บอน

การหมุนเวียนของคาร์บอนในระบบนิเวศ

                 คาร์บอน (C) เป็นธาตุสำคัญที่เป็นองค์ประกอบของอินทรีย์สารในร่างกายสิ่งมีชีวิต เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน ฯลฯ และเป็นสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในระบบนิเวศ ในบบรยากาศมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญที่พืชนำมาใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง ในระบบนิเวศการหมุนเวียนของคาร์บอนต้องผ่านสิ่งมีชีวิตเสมอ แต่คาร์บอนในธรรมชาติเกิดจากการสะสมของตะกอนซากพืชซากสัตว์ใต้ผิวโลก เป็นเวลานานจนมีกรเปลี่ยนสภาพเป็น ถ่านิดนและปิโตรเลี่ยม ซึ่งเป็นพลังงานแหล่งใหญ่ เมื่อมีการนำมาใช้ประโยชน์เป็นเชื้อเพลิงก็จะมีการคืนคาร์บอนกลับสู่บรรยากาศในรูปของคาร์บอนไดอกกไซด์ และหมุนเวียนกลับให้พืชนำไปใช้ประโยชน์ต่อไป ดังนั้นคาร์บอนจึงหมุนเวียนเป็นวัฏจักรที่อยู่ในระบบนิเวศอย่างสมดุบ ดังภาพ

 


  ภาพประกอบการหมุนเวียน

 วัฏจักรไนโตรเจน
การหมุนเวียนก๊าซไนโตรเจนในระบบนิเวศ

                   สารประกอบไนโตรเจนจะมีอยู่ในดิน ในน้ำ และเป็นองค์ประกอบหลักของอากาศที่ห่อหุ้มโลก เป็นแร่ธาตุหลักสำคัญ 1 ใน 4 ธาตุที่สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการ เพื่อนำไปสร้างโปรตีนสำหรับ  การเจริญเติบโตในรูปของสารประกอบไนโตรเจน การหมุนเวียนของไนโตรเจนจึงต้องผ่านสิ่งมีชีวิตเสมอ ดังภาพ

 

 
 

ภาพประกอบการหมุนเวียน

 

วัฏจักรน้ำ

การหมุนเวียนของน้ำในระบบนิเวศ

                พื้นโลกประกอบด้วยแหล่งน้ำประมาณ 3 ใน 4 ส่วน น้ำเป็นสิ่งจำเป็ยอย่างยิ่งต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เพราะน้ำเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่ของเซลล์ เป็นตัวกลางสำคัญของกระบวนการต่างๆ ในสิ่งมีชีวิต และเป็นแหล่งที่อยู่ดังภาพ

 

ภาพประกอบการหมุนเวียน

 
 
 
 
 
 
วัฏจักรฟอสฟอรัส

การหมุนเวียนฟอสฟอรัสในระบบนิเวศ

                  ฟอสฟอรัสเป็นธาตุสำคัญ 1ใน 3 ชนิดสำหรับการเจริญเติบโตของพืช ในสัตว์ ฟอสฟอรัสเป็นธาตุสำคัญต่อการสร้างโครงสร้างของร่างกายให้แข็งแรง เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของกระดูก และฟันเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานของเซลล์ในระบบนิเวศการหมุนเวียนฟอสฟอรัสโดยพืชนำฟอสฟอรัสจากธรรมชาติเข้ามาในลักษณะของสารประกอบฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้ แล้วนำไปสะสมไว้ในเซลล์ต่าง เมื่อสัตว์กินพืชก็จะได้รับฟอสฟอรัสโดยผ่านกระบวนการกินเข้าสู่ร่างกาย สัตว์นำฟอสฟอรัสที่ได้ไปสร้างกระดู และฟัน และใช้ในขบวนการอื่นๆ เมือสัตว์และพืชตายลง ซากพืชซากสัตว์จะทับถมลงสู่ดินฟอสฟอรัสบางส่วนพืชจะดูดซึมไปใช้ใหม่ บางส่วนถูกแบคทีเรียบางกลุ่มที่อยู่ในดิน ย่อยสลาย เป็นกรดฟอสฟอริก ทำปฏิกิริยากับสารในดิน เกิดเป็นสารประกอบฟอสฟอรัส กลับคืนไปทับถม เป็นหินฟอสเฟต ในดิน ในน้ำ ในทะเล และมหาสมุทร โดยเฉพาะในทะเล สารประกอบของฟอสฟอรัสจะรวมกับซากของหินปะการัง เปลือกหอย และโครงกระดูกสัตว์ต่างๆ เมื่อผ่านกระบวนการสึกกร่อนตามธรรมชาติ แพลงตอนพืชและสัตว์ในทะเลนำเอาสารประกอบของฟอสฟอรัสดังกล่าวไปใช้เป็นห่วงโซ่อาหาร( food chain )และสายใยอาหาร( food web )ในทะเลและมหาสมุทรต่อไปฟอสฟอรัสก็จะหมุนเวียนคืนสู่ธรรมชาติเป็นวัฏจักรเช่นนี้ไปไม่มีที่สิ้นสุดดังแผนภาพ

ภาพประกอบการหมุนเวียน

 

 

                    มนุษย์กับทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม 
               
คนเป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศ อาศัยปัจจัยในการดำรงชีวิตจากทรัพยากรธรรมชาติ ประชากร ที่เพิ่มมากขึ้น มีผลต่อการจัดการทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ต้องแสวงหาทรัพยากรธรรมชาติเพื่อการอุปโภคบริโภคมากขึ้น ปรับปรุงเทคโนโลยีทางการเกษตรเพื่อเพิ่มผลผลิต

    • ปรับปรุงคุณภาพผลผลิตสำหรับเลี้ยงประชากรโลก
    • พัฒนาเทคโนโลยีการผลิตทางอุตสาหกรรม
    • พัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสาร การขนส่ง
    • มีการแข่งขันทางการค้าและอุตสาหกรรมในระดับโลก

                  ประชากรเพิ่มมากขึ้น

        • ทรัพยากรธรรมชาติลดลงอย่างรวดเร็ว
        • ระบบนิเวศเกิดการเปลี่ยนแปลง มีการสะสมของเสีย
        • เกิดมลภาวะที่ส่งผลต่อสุขภาพอนามัย
        • ปัญหาของระบบนิเวศ
                   มีสาเหตุหลากหลาย ระดับท้องถิ่น เช่น น้ำเสียที่เกิดจากครัวเรือน อากาศเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมในเมือง
                                                                                                     การใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างยั่งยืน
                      ทรัพยากรธรรมชาติ หมายถึง สิ่งที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มีประโยชน์ในการตอบสนองความต้องการ ของมนุษย์ หรือสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น แร่ธาตุ ป่าไม้สัตว์ป่า ฯลฯ เป็นต้น
                                                                                                      
การอนุรักษ์ ( conservation )
                       การทำให้ทรัพยากรฯ คงสภาพเดิม หรือเกิดการสูญเปล่าน้อยที่สุด ซึ่งเริ่มจาก
        
1. การสำรวจข้อมูล ทราบถึงรายละเอียดต่าง ๆ เช่น แหล่งที่มา ปริมาณ คุณลักษณะ คุณสมบัติ วิธีการนำมาใช้ ผลกระทบของการสูญเสีย สาเหตุของการขาดแคลนหรือเสื่อมคุณภาพ

        2. การป้องกันรักษา การพยายามทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงกับทรัพยากรธรรมชาติ ให้น้อยที่สุด หรือไม่เกิดขึ้นเลย เช่น การจัดการแบบเด็ดขาด - การจับกุมผู้กระทำผิด

                                                                                                        การจัดการ ( management )

                      การจัดการใช้ทรัพยากรฯ อย่างถูกวิธีและเป็นระบบ เพื่อให้ทรัพยากรฯ เพียงพอกับความต้องการและเกิดผลกระทบน้อยที่สุด ทำได้โดย

        1. การฟื้นฟูและปรับปรุงคุณภาพ ทรัพยากรธรรมชาติ เมื่อใช้แล้วมีสมบัติไม่เหมาะที่จะใช้ต่อ ต้องมีการปรับปรุง และฟื้นฟูคุณภาพให้ดี ก่อนนำกลับมาใช้ เช่น การบำบัดน้ำเสีย การใส่ปุ๋ยบำรุงดิน การปลูกพืชหมุนเวียน การซ่อมแซมอุปกรณ์เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่
       
2. การใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ใช้ ทรัพยากรฯ ให้ถูกประเภทถูกวิธี จะเกิดประโยชน์สูงสุด ผลพลอยได้จากการใช้ ทรัพยากรฯ นำมาใช้ประโยชน์ต่อได้อีก เช่น นำขี้เลื่อยมาอัดเป็นก้อนเป็นแท่ง เพื่อทำเฟอร์นิเจอร์แทนแผ่นไม้
        3. การนำกลับมาใช้ใหม่ ( recycle )
       
4. การแสวงหาแหล่งทรัพยากรเพิ่มเติม เช่นการสำรวจแหล่งแร่ในทะเลลึก แหล่งน้ำมันดิบ การสำรวจแหล่ง ทรัพยากรฯ จากนอกโลก
       
5. การหาสิ่งอื่นมาทดแทน เช่น ใช้เส้นใยสังเคราะห์แทนขนสัตว์ ใช้อะลูมิเนียมแทนเหล็ก ใช้พลาสติกแทนไม้ ้ ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แทนเชื้อเพลิง

                                                                                                          ปรัชญา เศรษฐกิจพอเพียง

                เศรษฐกิจพอเพียง เป็นปรัชญาที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงมีพระราชดำรัสชี้แนะแนวทาง การดำเนินชีวิตแก่พสกนิกรชาวไทยมาโดยตลอดนานกว่า 25 ปี ตั้งแต่ก่อนเกิดวิกฤติการณ์ทางเศรษฐกิจ และเมื่อภายหลังได้ทรงเน้นย้ำ แนวทางการแก้ไขเพื่อให้รอดพ้น และสามารถดำรงอยู่ได้อย่างมั่นคงและยั่งยืนภายใต้กระแสโลกาภิวัตน์และความเปลี่ยนแปลง

                                                                                                           มีหลักพิจารณา ดังนี้

                กรอบแนวคิด เป็นปรัชญาที่ชี้แนะแนวทางการดำรงอยู่และปฏิบัติตนในทางที่ควรจะเป็นโดยมีพื้นฐานมาจากวิถีชีวิตดั้งเดิมของสังคมไทย สามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้ตลอดเวลา และเป็นการมองโลกเชิงระบบที่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา มุ่งเน้นการรอดพ้นจากภัยและวิกฤติ เพื่อความมั่นคงและความยั่งยืนของการพัฒนา คุณลักษณะ เศรษฐกิจพอเพียงสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับการปฏิบัติตนได้ในทุกระดับ โดยเน้นการปฏิบัติบนทางสายกลาง และการพัฒนาอย่างเป็นขั้นตอน

                คำนิยาม ความพอเพียงจะต้องประกอบด้วย 3 คุณลักษณะพร้อม ๆ กัน ดังนี้

               1. ความพอประมาณ หมายถึง ความพอดีที่ไม่น้อยเกิดไปและไม่มากเกินไป โดยไม่เบียดเบียนตนเองและผู้อื่น เช่น การผลิตและการบริโภคที่อยู่ในระดับพอประมาณ

               2. ความมีเหตุผล หมายถึง การตัดสินใจเกี่ยวกับระดับของความพอเพียงนั้นจะต้องเป็นไปอย่างมีเหตุผล โดยพิจารณาจากเหตุปัจจัยที่เกี่ยวข้องตลอดจนคำนึงถึงผลที่คาดว่าจะเกิดขึ้นจากการกระทำนั้น ๆ อย่างรอบคอบ

             3. การมีภูมิคุ้มกันที่ดีในตัว หมายถึง การเตรียมตัวให้พร้อมรับผลกระทบ และการเปลี่ยนแปลงด้านต่าง ๆ ที่จะเกิดขึ้นโดยคำนึงถึงความเป็นไปได้ของสถานการณ์ต่าง ๆ ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในอนาคตทั้งใกล้และไกล

                เงื่อนไข การตัดสินใจและการดำเนินกิจกรรมต่าง ๆ ให้อยู่ในระดับพอเพียงนั้น ต้องอาศัยทั้งความรุ้ และคุณธรรมเป็นพื้นฐาน กล่าวคือ

            1. เงื่อนไขความรู้ ประกอบด้วย ความรอบรู้เกี่ยวกับวิชาการต่าง ที่เกี่ยวข้องอย่างรอบด้าน ความรอบคอบที่จะนำความรู้เหล่านั้นมาพิจารณาให้เชื่อมโยงกัน เพื่อประกอบการวางแผนและความระมัดระวังในขั้นปฏิบัติ

           2. เงื่อนไขความธรรม ที่จะต้องเสริมสร้างประกอบด้วย มีความตระหนักในคุณธรรม มีความชื่อสัตย์สุจริต และมีความอดทน มีความพากเพียร ใช้สติปัญญาในการดำเนินชีวิต แนวทางปฏิบัติ/ผลที่คาดว่าจะได้รับ จากการนำปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียงมาประยุกต์ใช้ คือ การพัฒนาที่สมดุลและยั่งยืน พร้อมรับต่อการเปลี่ยนแปลง

 

แหล่งอ้างอิง

คณะผู้จัดทำขอขอบพระคุณแหล่งข้อมูลต่าง ๆ จากหนังสือและเว็บไซต์ ที่ได้นำเนื้อหา
เเละภาพประกอบมาจัดทำเว็บไซต์เพื่อการศึกษาในครั้งนี้

ศรีลักษณ์ ผลวัฒนะ , รัตนาภรร์ อิทธิไพสิฐพันธ์ , สุภาภรณ์ หรินทรนิตย์ ,
วิทยาศาสตร์ พันธุกรรมและความหลากหลายขอลสิ่งมีชีวิตช่วงชั้นที่ 3 (ม.1-3). กรุงเทพฯ.
นิยมวิทยา. 2547

รศ. ดร.ยุพา วรยศ , ถนัด ศรีบุญเรือง , โจ บอยด์ , วอลเตอร์ ไวท์ลอว์ , วิทยาศาสตร์ ม.3 ช่วงชั้นที่ 3.
กรุงเทพฯ. อักษรเจริญทัศน์. 2547

ดร.บัญชา เเสนทวี , ศรีลักษณ์ มาโกมล , อารี โพธิ์พัฒนชัย , เจียมจิต กุลมารา ,
411 วิทยาศาตร์สิ่งเเวดล้อม ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย. กรุงเทพฯ. วัฒนาพานิช

วารสารเเม็ค ม.ต้น ฉบับที่ 7 ปี่ที่ 27 ธันวาคม 2550.

วารสารเเม็ค ม.ต้น ฉบับที่ 1 ปี่ที่ 28 มิถุนายน 2551.

วารสารเเม็ค ม.ต้น ฉบับที่ 2 ปี่ที่ 28 กรกฏคม 2551.

หมายเหตุ : ข้อมูลรูปภาพที่นำมาจากเว็บไซต์เเละจากหนังสือ ได้อ้างอิงที่มาไว้ใต้รูป

 

Comments