เนื้อหาบทเรียน

ระบบนิเวศ หมายถึง ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในแหล่งที่อยู่อาศัย ณ ที่ใดที่หนึ่ง ความสัมพันธ์มี 2 ลักษณะ คือ ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งไม่มีชีวิต และระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิตด้วยกันเอง โดยมีการถ่ายทอดพลังงานและสารอาหารในบริเวณนั้น ๆ สู่สิ่งแวดล้อม


สิ่งแวดล้อมอาจแบ่งได้ออกเป็น 2 ประเภท

1. สิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต (Abiotic Environment) หรือปัจจัยทางกายภาพ (Physical Factor) ได้แก่ แสงสว่าง อุณหภูมิ น้ำและความชื้น กระแสลม อากาศ ความเค็ม ความเป็นกรด-เบส แร่ธาตุ ไฟแก๊ส

2. สิ่งแวดล้อมที่มีชีวิต (Biotic Environment) หรือปัจจัยทางชีวภาพ (Biotic Factor)

ไบโอม แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ ไบโอมบนบก กับ ไบโอมในน้ำ


1. ไบโอมบนบก

ไบโอมบนบก (Terrestrial biomes) ใช้เกณฑ์ปริมาณน้ำฝนและอุณหภูมิเป็นตัวกำหนด ไบโอมบนบกที่สำคัญ ได้แก่ ไบโอมป่าดิบชื้น ไบโอมป่าผลัดใบในเขตอบอุ่น ใบโอมทุ่งหญ้าเขตอบอุ่น ไบโอมสะวันนา ไบโอมป่าสน ไบโอมทะเลทราย ไบโอมทุนดรา เช่น

• ป่าดิบชื้น (Tropical rain forest)

พบได้ในบริเวณใกล้เขตเส้นศูนย์สูตรของโลกในทวีปอเมริกากลาง ทวีปอเมริกาเอเชียตอนใต้ และบริเวณบางส่วนของหมู่เกาะแปซิฟิก ลักษณะของภูมิอากาศร้อนและชื้น มีฝนตกตลอดปี ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 200 – 400 เซนติเมตรต่อปี ในป่าชนิดนี้พบพืชและสัตว์หลากหลายพันสปีชีส์ เป็นป่าที่มีความอุดมสมบูรณ์สูงมาก

• ป่าผลัดใบในเขตอบอุ่น (Temperate deciduous forest)

พบกระจายทั่วไปในละติจูดกลาง ซึ่งมีปริมาณความชื้นเพียงพอที่ต้นไม้ใหญ่จะเจริญเติบโตได้ดี โดยมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 100 เซนติเมตรต่อปี และมีอากาศค่อนข้างเย็น ในป่าชนิดนี้และต้นไม้จะทิ้งใบหรือผลัดใบก่อนฤดูหนาว และจะเริ่มผลิใบอีกครั้งเมื่อฤดูหนาวผ่านพ้นไปแล้ว ต้นไม้ที่พบมีหลากหลายทั้งไม้ยืนต้น ไม้พุ่ม รวมถึงไม้ล้มลุก

• ป่าสน (Coniferous forest)

ป่าชนิดนี้จำแนกโดยอาศัยชนิดพันธุ์ไม้เป็นหลักเพียงอย่างเดียว คือป่าที่มีไม้สนสองใบ และสนสามใบ เป็นพันธุ์ไม้เด่น ไม้ชั้นบนจะประกอบด้วยสนล้วนๆ ป่าสนเขาปกติปรากฎอยู่ ที่ระดับต่ำกว่าป่าดงดิบเขาหรืออาจอยู่ในระดับเดียวกัน แต่ในพื้นที่ๆแห้งแล้งกว่าหรือบริเวรที่ดินเก็บน้ำได้ไม่ดี พบได้ตั้งแต่ระดับความสูง 200 เมตร ถึง 1800 เมตรจากระดับน้ำทะเล ส่วนใหญ่กระจายอยู่ทางภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

• ทุ่งหญ้าเขตอบอุ่น (Temperate grassland) หรือที่รู้จักกันในชื่อทุ่งหญ้าแพรี่ (Prairie) ในตอนกลางของทวีปอเมริกาเหนือและทุ่งหญ้า สเตปส์ (Steppes) ของประเทศรัสเซีย สภาพภูมิอากาศมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ย 25 – 50 เซนติเมตรต่อปี ทุ่งหญ้าเขตอบอุ่นนี้เหมาะสำหรับการทำกสิกรและปศุสัตว์ เพราะดินมีความอุดมสมบูรณ์สูงมีหญ้านานาชนิดขึ้นอยู่ ส่วนใหญ่พบมีการทำเกษตรกรรมควบคู่ในพื้นที่นี่ด้วย


• สะวันนา (Savanna) เป็นทุ่งหญ้าที่พบได้ในทวีปแอฟริกาและพบบ้างทางตะวันออกเฉียงใต้ของทวีปเอเชีย ลักษณะของภูมิอากาศร้อน พืชที่ขึ้นส่วนใหญ่เป็นหญ้าและมีต้นไม้กระจายเป็นหย่อม ๆ ในฤดูร้อนมักเกิดไฟป่า


• ทุนดรา (Tundra) เป็นเขตที่มีฤดูหนาวค่อนข้างยาวนาน ฤดูร้อนช่วงสั้น ๆ ลักษณะเด่นคือ ชั้นของดินที่อยู่ต่ำกว่าจากผิวดินชั้นบนลงไปจะจับตัวเป็นน้ำแข็งถาวร ทุนดราพบเพียงตอนเหนือของทวีปอเมริกาเหนือ และยูเรเซีย พบพพืชและสัตว์อาศัยอยู่น้อยชนิด ปริมาณฝนน้อยในฤดูร้อนช่วงสั้น ๆ น้ำแข็งที่ผิวหน้าดินละลาย แต่เนื่องจากน้ำไม่สามารถซึมผ่านลงไปในชั้นน้ำแข็งได้ในระยะสั้น ๆ พืชที่พบจะเป็นพวกไม้ดอกและไม้พุ่ม นอกจากนี้ยังพบสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำ เช่น ไลเคนด้วย


2. ไบโอมในน้ำ

ไบโอมในน้ำที่พบเป็นองค์ประกอบหลักใบไบโอสเฟียร์ประกอบด้วย ไบโอมแหล่งน้ำจืด (Freshwater biomes) และไบโอมแหล่งน้ำเค็ม (Marine Biomes) และพบกระจายอยู่ทั้งเขตภูมิศาสตร์ในโลกนี้ ในอุทยานแห่งชาติภูหินร่องกล้ามีแต่ไบโอมแหล่งน้ำจืด (Freshwater biomes)

• ไบโอมแหล่งน้ำจืด (Freshwater biomes) โดยทั่วไปประกอบด้วยแหล่งน้ำนิ่งซึ่งได้แก่ ทะเลสาบ สระ หนอง หรือบึง กับแหล่งน้ำไหล ได้แก่ ธารน้ำไหลและแม่น้ำ เป็นต้น


ความหลากหลายในระบบนิเวศ


ระบบนิเวศประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตนานาชนิดและรูปแบบต่างกัน ไม่ว่าจะเป็นพืช สัตว์ จุลินทรีย์ที่อยู่รวมกันบริเวณใดบริเวณหนึ่ง โดยสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาวะแวดล้อมรอบ ๆ ตัวได้ การปรับตัวเปลี่ยนแปลงบางอย่างของสิ่งมีชีวิตอาจเกิดขึ้นภายในหนึ่งชั่วอายุหรือยาวนานหลายชั่วอายุ โดยผ่านการคัดเลือกตามธรรมชาติ ตามกระบวนการวิวัฒนาการ คุณสมบัติและความสามารถของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตและสภาวะแวดล้อมต่างก็มีบทบาทร่วมกัน และมีปฏิกิริยาต่อกันและกันอย่างซับซ้อนในระบบนิเวศที่สมดุล โครงสร้างและคุณสมบัติของระบบนิเวศเป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ รวมทั้งมนุษย์อยู่ร่วมกันได้อย่างสมดุล เมื่อความเจริญและอารยธรรมของมนุษย์ได้มาถึงจุดสุดยอดและเริ่มเสื่อมลงเพราะมนุษย์เริ่มทำลายสิ่งมีชิตชนิดอื่นที่เคยช่วยเหลือสนับสนุนตนเองมาโดยตลอด ไม่ว่าจะเป็นด้านอาหาร ที่อยู่อาศัย เครื่องนุ่งห่ม ยารักษาโรค หรือการแสวงหาความสุขและความบันเทิงบนความทุกข์ยากของสิ่งมีชีวิตอื่น จนทำให้เกิดการเสียสมดุลของระบบนิเวศ ซึ่งนำไปสู่ความเสียหายอย่างใหญ่หลวงของสรรพสิ่งทั้งมวล

การที่สิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ถูกทำลายสูญหายไปจากโลก จะเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยเร่งให้อัตราการสูญพันธ์ของสิ่งมีชีวิตนานาชนิดที่เหลืออยู่เพิ่มมากขึ้นเป็นทวีคูณ อันเนื่องมาจากการเสียดุลของระบบนิเวศนั้นเอง อัตราการสูญพันธุ์อาจแตกต่างกันไปในแต่ละระบบนิเวศ จะมีทางเป็นไปได้มากน้อยเพียงใดหรือไม่ที่มนุษย์จะนำเอาความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมาใช้ในการปรับปรุงหาสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นมาทดแทนสิ่งมีชีวิตที่สูญพันธุ์ไป ทั้งนี้เพราะการสูญเสียแหล่งสะสมความแปรผันทางพันธุกรรม อันถือว่าเป็นขุมทรัพย์ล้ำค่าของประชากรสิ่งมีชีวิต นั้นจะเป็นการส่งเสริมให้มีการทำลายความหลากหลายทางชีวภาพของระบบนิเวศนั้น ๆ มากขึ้น

ระบบนิเวศแบบต่าง ๆ

ระบบนิเวศ แบ่งเป็นกลุ่มใหญ่ ๆ ได้ 2 แบบ คือ ระบบนิเวศบนบกและระบบนิเวศในน้ำ ระบบนิเวศแบบต่างๆในอุทยานแห่งชาติภูหินร่องกล้านี้จะกล่าวถึงระบบนิเวศ 2 แบบ เท่านั้น คือ

1. ระบบนิเวศแหล่งน้ำจืด

2. ระบบนิเวศป่าไม้

ระบบน้ำจืดแหล่งน้ำจืด

น้ำตกหมันแดง

น้ำตกห้วยขมิ้น

กังหันน้ำ

ความสำคัญ

เป็นแหล่งอาศัยของสัตว์น้ำและพืชน้ำ เป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของมนุษย์และสัตว์ต่าง ๆ เป็นแหล่งที่ให้น้ำในการอุปโภค บริโภค และทำการเกษตร ตัวอย่างสิ่งมีชีวิตในแหล่งน้ำจืด พืช เช่น จอก สาหร่าย แหน เป็นต้น สัตว์ เช่น หอย ปลาต่าง ๆ กุ้ง เป็นต้น


ปัจจัยที่มีผลต่อการดำรงชีพ

• ปัจจัยต่าง ๆ ตามธรรมชาติ ได้แก่ แสง อุณหภูมิ ปริมาณก๊าซออกซิเจน ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ปริมาณแร่ธาตุ ความขุ่นในของน้ำ

• ปัจจัยทางชีวภาพ ได้แก่ ชนิดและปริมาณของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด

• ปัจจัยที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์ ได้แก่ การใช้ยาฆ่าแมลง ซึ่งเมื่อชะล้างลงสู่แหล่งน้ำจะไปทำลายสิ่งมีชีวิตในน้ำ น้ำบางชนิดทำให้มีผลกระทบต่อ การถ่ายทอดพลังงานและสมดุลทางธรรมชาติในแหล่งน้ำ

สิ่งมีชีวิตในแหล่งน้ำ

• ผู้ผลิต ได้แก่ พืชต่าง ๆ ซึ่งในแหล่งน้ำมีทั้งที่เป็นพวกแพลงก์ตอน (Plankton) สาหร่ายต่าง ๆ เฟิร์น และพืชดอก

• ผู้บริโภค ได้แก่ พวกแพลงก์ตอนสัตว์ แมลงต่าง ๆ และสัตว์พวกกินซากอินทรีย์

• ผู้ย่อยสลาย มีทั้งพวกแบคทีเรีย เห็ด รา


ระบบนิเวศแหล่งน้ำจืด


มี 2 ระบบ คือ ชุมชนในแหล่งน้ำนิ่ง และชุมชนในแหล่งน้ำไหล การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตในชุมชนแหล่งน้ำไหลแรง

มีโครงสร้างสำหรับเกาะหรือดูดติดกับพื้นผิวอย่างมั่นคง สามารถสกัดเมืองเหนียวใช้ยึดเกาะ เช่น หอยมีรูปร่างเพรียว เพื่อลดความต้านทานของกระแสน้ำ มีรูปร่างแบนราบไปกับพื้นที่ผิวที่เกาะชอบว่ายทวนน้ำอยู่เสมอ เกาะติดกับพื้นผิวหรือซุกซ่อนตัวตามวัตถุใต้น้ำ

ระบบป่าไม้

ภูลมโล

ทุ่งดอกกระดาษ

อช.ภูหินร่องกล้า

ความสำคัญ

• แหล่งรวมพันธุ์ไม้และสัตว์ป่าต่าง ๆ ช่วยกำบังลมพายุ

• แหล่งต้นน้ำลำธาร ทำให้ฝนตกตามฤดูกาล

• ช่วยควบคุมอุณหภูมิบนโลก ช่วยรักษาความชุ่มชื้นของผิวดินและอากาศ

• ผลิตก๊าซออกซิเจน (O2) และใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) แหล่งสะสมปุ๋ยธรรมชาติ

• ลดความรุนแรงของน้ำป่าและการพังทลายของหน้าดินที่เกิดจากกระแสน้ำไหลบ่า

ลักษณะของป่าไม้และสังคมสิ่งมีชีวิตในป่าของประเทศไทย เช่น

• ป่าพรุ (Freshwater swamp forest) พบตามที่ลุ่มในภาคใต้ เป็นป่าที่มีน้ำจืดขังอยู่ตลอดปี และน้ำมีความเป็นกรดสูง ลักษณะของป่าแน่นทึบ พันธุ์ไม้ส่วนใหญ่เป็นไม้ขนาดเล็ก เช่น หวาย หมากแดง เป็นต้น

• ป่าสนเขา (Coniferous Forest Biomes) เป็นป่าเขียวตลอดปี ประกอบด้วยพืชพรรณพวกที่มีใบเรียวเล็ก เรียวยาวขึ้นอยู่อย่างหนาแน่น มียอดปกคลุมทึบตลอดปี ไม่มีการผลัดใบ แสงผ่านลงมาถึงพื้นดินน้อย ดินเป็นกรด ขาดธาตุอาหาร สิ่งมีชีวิตที่พบ เช่น แมวป่า หมาป่า หมี เม่น กระรอกและนก

• ป่าดิบชื้น (Tropical Rain Forest Biomes)

เป็นป่าที่มีฝนตกตลอดปี พืชเป็นพวกใบกว้างไม่ผลัดใบ ปกคลุมหนา มีอุณหภูมิและความชื้นพอเหมาะต่อการเจริญเติบโตของพืช ประกอบด้วยไม้ยืนต้นนานาชนิด พื้นดินมีต้นไม้ขึ้นกระจัดกระจาย เพราะได้รับแสงไม่เพียงพอ พันธุ์ไม้ที่พบได้แก่ ไม้ยาง ไม้ตะเคียน บริเวณพื้นดินเป็นพวกเฟิร์น หวาย ไม้ไผ่และเถาวัลย์

โซ่อาหารและสายใยอาหาร


โซ่อาหาร หมายถึง ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในเรื่องของการกินต่อกันเป็นทอด ๆ จากผู้ผลิตสู่ผู้บริโภค ทำให้การถ่ายทอดพลังงานในอาหารต่อเนื่องเป็นลำดับจากการกินต่อกัน ตัวอย่างเช่น

1. Decomposition food chain เป็นห่วงโซ่อาหารที่เริ่มต้นจากการย่อยสลายซากอินทรีย์โดยพวกจุลินทรีย์ ได้แก่ เห็ดรา แบคทีเรีย และ Detritivorous animails เป็นระบบนิเวศที่มีสายใยอาหารของผู้ย่อยสลายมากกว่า เช่น ซากพืชซากสัตว์ ไส้เดือนดิน นก งู

2. Parasitism food chain เป็นห่วงโซ่อาหารที่เริ่มต้นจากภาวะปรสิต ตัวอย่างเช่น ไก่ ไรไก่ โปโตซัว แบคทีเรีย

3. Predation food chain เป็นห่วงโซ่อาหารที่เป็นการกินกันของสัตว์ผู้ล่า (สัตว์กินพืช สัตว์กินเนื้อ) อาจเป็นพวกขุดกิน (Grazing food chain) ซึ่งห่วงโซ่เริ่มต้นที่สัตว์พวกขูดกินอาหารแบบผสม โดยมีการกินกันและมีปรสิต เช่น สาหร่ายสีเขียว หอยขม พยาธิใบไม้ นก

สายใยอาหาร

ในระบบนิเวศหนึ่ง ๆ จะมีสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดอาศัยอยู่ร่วมกันเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตและมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ที่สำคัญคือการเป็นการทำให้มีการถ่ายทอดพลังงานในโมเลกุลของอาหารต่อเนื่องเป็นลำดับจากพืช ซึ่งเป็นผู้ผลิต (Producer) สู่ผู้บริโภค (Herbivore) ผู้บริโภคสัตว์ (Carnivore) กลุ่มผู้บริโภคทั้งพืชและสัตว์ (Omnivore) และผู้ย่อยสลายอินทรีย์สาร (Decomposer) ตามลำดับในห่วงโซ่อาหาร (Food Chain) ในระบบนิเวศธรรมชาติระบบหนึ่ง ๆ จะมีห่วงโซ่อาหารสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อนหลายห่วงโซ่ เป็นสายใยอาหาร (Food Web)

สปีชีส์ คือ เป็นเหยื่อกับผู้ล่าเหยื่อ (Prey Predator Interaction) ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ที่มีฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์และอีกฝ่ายหนึ่งเสียประโยชน์

ส่วนไลเคนส์เป็นสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด คือ รากับสาหร่ายสีเขียว การอยู่ร่วมกันนี้ทั้งสาหร่ายและราต่างได้รับประโยชน์ กล่าวคือ สาหร่ายสร้างอาหารเองได้แต่ต้องอาศัยความชื้นจากรา ราก็ได้อาศัยอาหารที่สาหร่ายสร้างขึ้นและให้ความชื้นแก่สาหร่าย ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดที่อาศัยอยู่ร่วมกันชั่วคราวหรือตลอดไป และต่างฝ่ายต่างได้ประโยชน์ เรียกว่า ภาวะที่พึ่งพากัน (Mutualism) แบคทีเรีย พวกไรโซเบียม (Rhizobium) ที่อาศัยอยู่ที่ปมรากพืชตระกูลถั่ว โดยแบคทีเรียจับไนโตรเจนในอากาศ แล้วเปลี่ยนเป็นสารประกอบไนเตรตที่พืชนำไปใช้ ส่วนแบคทีเรียก็ได้พลังงานจากการสลายสารอาหารที่มีอยู่ในรากพืช นอกจากนี้ความสัมพันธ์ระหว่างซีแอนีโมนีกับปูเสสวน มดดำกับเพลี้ยก็เป็นความสัมพันธ์แบบพึ่งพาฝ่ายหนึ่งได้รับ เพื่ออาศัยความชื้นและแร่ธาตุบางอย่างจากเปลือกต้นไม้เท่านั้น โดยต้นไม้ใหญ่ไม่เสียประโยชน์เรียกความสัมพันธ์เช่นนี้ว่า ภาวะอ้างอิง (Commensalism) ฝ่ายหนึ่งได้รับประโยชน์และอีกฝ่ายหนึ่งเสียประโยชน์ คือความสัมพันธ์ที่เรียกว่า ภาวะปรสิต (Parasitism) เช่น เห็บที่อาศัยที่ผิวหนังของสุนัข สุนัขเป็นผู้ถูกอาศัย (Host) ถูกเห็บสุนัขดูดเลือดจึงเป็นฝ่ายเสียประโยชน์ ส่วนเห็บซึ่งเป็นปรสิต (Parasite) ได้รับประโยชน์คือได้อาหารจากเลือดของสุนัขภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ยังเป็นที่อาศัยของปรสิตหลายชนิด เช่น พยาธิใบไม้ในตับ พยาธิไส้เดือน พยาธิตัวตืดในทางเดินอาหาร เป็นต้น