1 ส วนประกอบท ไม ม ช ว ต abiotic component

Page 2 - ใบความรู้ รื่อง ระบบนิเวศ 27 ก.พ. 63

1. 2

``` ~ 1 ~ ระบบนิเวศ ระบบนิเวศและองค์ประกอบ ระบบนิเวศ (ecosystem) หมายถึง ระบบที่มีความสัมพันธ์กันของกลุ่มสิ่งมีชีวิต พร้อมทั้ง สภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตด้วย เช่น อุณหภูมิ แสง ความชื้น ในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง ซึ่งความสัมพันธ์นั้น หมายถึง การอาศยอยู่ร่วมกัน ของสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตในบริเวณหนึ่งนั่นเอง ดังนั้นในบริเวณใดๆที่มี ั สิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตมีความสัมพันธ์กันเพื่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนสารและถ่ายทอดพลังงาน ระหว่างกัน เรียกว่า ระบบนิเวศ (ecosystem) องค์ประกอบของระบบนิเวศ (ecosystem componet) องค์ประกอบระบบนิเวศสามารถแบ่งออกเป็น 2 หมวดใหญ่ๆ ได้ดังนี้

1. ส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิต (abiotic component) เป็นส่วนประกอบในระบบนิเวศที่ไม่มี ชีวิต เป็นส่วนส าคัญที่ทาให้เกิดความสมดุลของระบบนิเวศขึ้นมา โดยมีความสัมพันธ์และเกี่ยวข้องกับการ ด ารงอยู่ของสิ่งมีชีวิต ถ้าขาดองค์ประกอบที่ไม่มีชวิตนี้สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศก็ไม่สามารถอยู่ได โดยแบ่ง ี ้ ออกเป็น 3 ประเภท คือ
   • อนินทรีย์สาร เป็นสารที่ได้จากธรรมชาติและเป็นส่วนประกอบที่เป็นแร่ธาตุพื้นฐานของ สิ่งมีชีวิตเพื่อสร้างเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ เช่น ธาต ุ คาร์บอน ไฮโดรเจน น้ า ออกซิเจน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส เป็นต้น ซึ่งส่วนใหญ่ ่อยู่ในรูปของ สารละลาย สิ่งมีชีวิตสามารถน าไปใช้ได้ทันท ี ้
     • อินทรีย์สาร เป็นสารที่ไดจากสงมีชีวิต เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ฮิวมัส เป็นต้น เกิด ิ่ จากการเน่าเปื่อยผุพังของสิ่งมีชีวิต โดยการย่อยสลายของจุลินทรีย์ ท าให้เป็นธาตุอาหารของพืชอีกครั้ง
       • สภาพแวดล้อมทางกายภาพ เช่น แสงสว่าง อุณหภูมิ ความชื้น ความเป็นกรด-เบส ความ เค็มเป็นต้น สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ท าให้การด ารงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศนั้นแตกต่างกันออกไป
     • ส่วนประกอบที่มีชีวิต (biotic component) ได้แก่ พืช สัตว์ รวมทั้งสิ่งมีชีวิตขนาด ิ เล็ก และสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ซึ่งช่วยท าให้ระบบนิเวศท างานได้อย่างเป็นปกต โดยแบ่งออกตามหน้าที่ของ สิ่งมีชีวิต ได้เป็น 3 ประเภท คือ
     • ผู้ผลิต (producer) คือ สิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารเองได้โดยการสังเคราะห์ด้วย แสง ได้แก่ พืชสีเขียว แพลงก์ตอนพืช และแบคทีเรียบางชนิด ผู้ผลิตมีความส าคัญมากเพราะเป็น จุดเริ่มต้นที่เชื่อมต่อระหว่างสิ่งไม่มีชีวิตและสิ่งที่มีชีวิตอื่นๆในระบบนิเวศ
     • ผู้บริโภค (consumer) คือ สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารขึ้นเองได แต่ได้รับธาต ุ ้ อาหารจากการกินสิ่งมีชีวิต อื่นอีกทอดหนึ่ง พลังงานและแร่ธาตุจากอาหารที่สิ่งมีชีวิตกิน จะถูกถ่ายทอดส ู่ ้ ผู้บริโภค ซึ่งแบ่งตามล าดับของการกินอาหารได ดังนี้
   • ผู้บริโภคปฐมภูมิ (primary consumers) เป็นสิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็น อาหาร (herbivore) โดยตรง เช่น ปะการัง เม่นทะเล กวาง กระต่าย วัว เป็นต้น ุ ผู้บริโภคทติยภูม (secondary consumers) เป็นสิ่งมีชีวิตพวกสัตว์กินเนื้อ (carnivore) หมายถึง สัตว์ ที่กินสัตว์กินพืช หรือผู้บริโภคปฐมภูมิเป็นอาหาร เช่น ปลาไหลมอเรย์ ปลาสาก นก งู หมาป่า เป็นต้น `

รายละเอียดคอร์ส ชีววิทยา ม.ต้น เนื้อหา ระบบนิเวศและประชากร สอนโดย พี่วิเวียน ออนดีมานด์ จัดลำดับความคิด ตั้งแต่จุดเริ่มต้น มีเทคนิคช่วยจำ “Bio Map” เป็นตัวช่วย – สอนเนื้อหาทุกเรื่องอย่างละเอียด – สอนจับประเด็น คิดอย่างเป็นระบบ – เนื้อหากระชับ ครบถ้วน ครอบคุลมการสอบทุกสนาม

00:00:00 – 00:00:20 เนื้อหาเสริม 00:00:20 – 00:03:33 ผู้ผลิต 00:03:33 – 00:15:50 ผู้บริโภค 00:15:50 – 00:20:12 ผู้ย่อยสลาย

หน้าที่ของสิ่งมีชีวิตใน ระบบนิเวศ

ระบบนิเวศ (ecosystem) หมายถึง ระบบที่มีความสัมพันธ์กันของกลุ่มสิ่งมีชีวิต พร้อมทั้งสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตด้วย เช่น อุณหภูมิ แสง ความชื้น ในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง ซึ่งความสัมพันธ์นั้นหมายถึงการอาศัยอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตในบริเวณหนึ่ง ดังนั้นในบริเวณใดๆ ที่มีสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตมีความสัมพันธ์กันเพื่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนสารและถ่ายทอดพลังงานระหว่างกันเรียกว่าระบบนิเวศ ประกอบด้วยประเด็นสำคัญ 4 ประเด็น คือ

1. หน่วยพื้นที่ หมายถึง ระบบนิเวศจะถูกจำกัดขอบเขตหรือขนาด ดังนั้นจะเล็กหรือใหญ่อย่างไรก็ได้ แต่ขอให้มีอาณาบริเวณอย่างเด่นชัด เช่น สระน้ำ อ่างเก็บน้ำ ป่าไม้ เมือง ชนบท เป็นต้น
2. สิ่งมีชีวิต หมายถึง องค์ประกอบหรือโครงสร้างทั้งหมดที่เป็นสิ่งมีชีวิตภายในหน่วยพื้นที่นั้น
3. สิ่งแวดล้อม หมายถึง องค์ประกอบทั้งหลายในหน่วยพื้นที่นั้น ทั้งที่เป็นสิ่งมีชีวิตและสิ่งที่ไม่มีชีวิต เช่น ต้นไม้ สัตว์ ดิน น้ำ อากาศ สารอาหาร เป็นต้น
4. ระบบความสัมพันธ์ หมายถึง ระบบความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตหนึ่งกับสิ่งไม่มีชีวิตและสิ่งมีชีวิตอื่นในหน่วยพื้นที่นั้น นั่นคือสิ่งต่างๆ ภายในพื้นที่นั้นต่างก็มีบทบาทและหน้าที่ของตนเองอย่างชัดเจน ทำให้สามารถสร้างความสัมพันธ์ที่จะอยู่ร่วมกันได้ ระบบความสัมพันธ์นี้จะมีกฎเกณฑ์ที่แน่นอนจนสุดท้ายก็จะแสดงเอกลักษณ์ของระบบนั้นๆ เช่น ระบบนิเวศลำน้ำน่าน ระบบนิเวศป่าดิบเขา ระบบนิเวศหนองน้ำ เป็นต้น

ระบบนิเวศ มีองค์ประกอบที่สำคัญ 2 ส่วน คือ

1. องค์ประกอบทางชีวภาพ (biological component) ได้แก่ สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ เช่น พืช สัตว์ มนุษย์ เห็ด รา จุลินทรีย์ เป็นต้น
2. องค์ประกอบทางกายภาพ (physical component) ได้แก่ สิ่งไม่มีชีวิตในระบบนิเวศ เช่น ดิน น้ำ แสง อุณหภูมิ เป็นต้น

โครงสร้างของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบ่งออกเป็น 3 ระดับ (trophic levels)

1. ผู้ผลิต (producer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารได้ เช่น พืชที่มีสารสีในการสังเคราะห์ด้วยแสง (คลอโรฟิลล์ แคโรทีน แซนโทฟิลล์) เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มที่สามารถสร้างอาหารได้เองนี้ว่าออโตโทรฟ (autotroph) เช่น แพลงก์ตอนพืช แบคทีเรียบางชนิดที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้ พืชทุกชนิด สิ่งมีชีวิตเหล่านี้โดยเฉพาะพืชใบเขียว สร้างอาหารขึ้นมาจากสารประกอบอนินทรีย์โมเลุกลเล็กให้เป็นสารประกอบที่มีพลังงานสูง พวกคาร์โบไฮเดรตและสารอื่นๆ โดยกลไกจากการสังเคราะห์ด้วยแสง ผลผลิตที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงนี้คือคาร์โบไฮเดรต จะเป็นสารอาหารที่ให้พลังงานแก่สิ่งมีชีวิตอื่นที่ได้รับเข้าไปในรูปของอาหาร และแก๊สออกซิเจนจากปฏิกิริยานี้จะเป็นแก๊สที่คายออกทางปากใบของพืชแล้วแพร่ไปในบรรยากาศ ซึ่งมีประโยชน์ทั้งต่อมนุษย์และระบบนิเวศในหลายกรณี
2. ผู้บริโภค (consumer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารได้เอง ต้องได้รับอาหารโดยกินผู้ผลิต เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้ว่าเฮเทโรโทรฟ (heterotroph) เช่น แพลงก์ตอนสัตว์ สัตว์ต่างๆ ทั้งช้าง ม้า วัว ควาย หมี นก ผีเสื้อ ฯลฯ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้บริโภคนี้มีจำนวนมากและแต่ละชนิดก็มีลักษณะการบริโภคที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งผู้บริโภคออกเป็นกลุ่มๆ โดยยึดชนิดของอาหารที่กินเป็นเกณฑ์ ซึ่งจำแนกผู้บริโภคได้เป็น 3 กลุ่ม คือ
3. ผู้บริโภคพืช (herbivore) หรือผู้บริโภคลำดับที่ 1 (primary consumer) เช่น ช้าง ม้า โค กระบือ กระต่าย เป็นต้น
4. ผู้บริโภคสัตว์ (carnivore) หรือผู้บริโภคลำดับที่ 2 (secondary consumer) เช่น เสือ สิงโต เหยี่ยว งู เป็นต้น
5. ผู้บริโภคทั้งสัตว์ทั้งพืช (omnivore) เช่น คน ไก่ ลิง เป็นต้น
6. ผู้ย่อยสลาย (decomposer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ แต่อาศัยอาหารจากสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น โดยการสร้างน้ำย่อยออกมาย่อยสลายแร่ธาตุต่างๆ ในส่วนประกอบของซากสิ่งมีชีวิตให้เป็นสารโมเลกุลเล็กๆ แล้วจึงดูดซึมอาหารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปใช้ เช่น แบคทีเรีย เห็ด รา เป็นต้น

พลังงานที่ส่งมาถึงระบบนิเวศทั้งหลายอยู่ในรูปของแสงอาทิตย์ พืชและผู้ผลิตอื่นๆ จะทำการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมีในรูปของอาหารที่ให้พลังงานเช่นแป้งหรือคาร์โบไฮเดรต พลังงานจะไหลต่อไปยังสัตว์โดยการกินพืช และผู้ผลิตอื่นๆ ผู้ย่อยสลายสารที่สำคัญได้แก่ แบคทีเรียและฟังไจ (fungi) ในดิน โดยได้รับพลังงานจากการย่อยสลายซากพืชและซากสัตว์รวมทั้งสิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่ตายลงไป ในการใช้พลังงานเคมีเพื่อทำงาน สิ่งมีชีวิตจะปล่อยพลังงานความร้อนไปสู่บริเวณรอบๆตัว ดังนั้น พลังงานความร้อนนี้จึงไม่หวนกลับมาในระบบนิเวศได้อีก ในทางกลับกันการไหลของพลังงานผ่านระบบนิเวศ สารเคมีต่างๆ สามารถนำกลับมาใช้ได้อีกระหว่างสังคมของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต พืชและผู้ผลิตล้วนต้องการธาตุคาร์บอน ไนโตรเจน และแร่ธาตุอื่นๆ ในรูปอนินทรียสารจากอากาศ และดิน

การสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) ได้รวมเอาธาตุเหล่านี้เข้าไว้ในสารประกอบอินทรีย์ อาทิเช่น คาร์โบไฮเดรต และโปรตีน สัตว์ต่างๆ ได้รับธาตุเหล่านี้โดยการกินสารอินทรีย์ เมแทบบอลิซึม (metabolism) ของทุกชีวิตเปลี่ยนสารเคมีบางส่วนกลับไปเป็นสารไม่มีชีวิตในสิ่งแวดล้อมในรูปของสารอนินทรีย์ การหายใจระดับเซลล์(respiration) เป็นการทำให้โมเลกุลของอินทรียสารแตกสลายออกเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ การหมุนเวียนของสารสำเร็จลงได้ด้วยจุลินทรีย์ที่ย่อย

อินทรียสารที่ตายลงและของเสีย เช่น อุจจาระ และเศษใบไม้ ผู้ย่อยสลายเหล่านี้จะกักเก็บเอาธาตุต่างๆ ไว้ในดิน ในน้ำ และในอากาศ ในรูปของสารอนินทรีย์ ซึ่งพืชและผู้ผลิตสามารถนำมาสร้างเป็นสารอินทรีย์ได้อีกครั้ง หมุนเวียนกันไปเป็นวัฏจักร

รู้หรือไม่? ผู้ย่อยสลายสารอินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีบทบาทสำคัญในการทำให้เกิดการหมุนเวียนของสารเป็นวัฏจักรได้ เช่น วัฏจักรคาร์บอน

เริ่มจากพืชใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อสร้างสารประกอบอินทรีย์ซึ่งมีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ เช่น คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน เก็บไว้ในส่วนต่าง ๆ ของพืช เมื่อสิ่งมีชีวิตอื่นมากินพืช สารประกอบอินทรีย์ที่มีคาร์บอนนี้จะถูกถ่ายทอดไปตามลำดับขั้นของการบริโภค หลังจากสิ่งมีชีวิตตายลง บางส่วนจะถูกย่อยสลายโดยผู้ย่อยสลายสารอินทรีย์ ส่วนที่ไม่ถูกย่อยสลายจะทับถมกันเป็นเวลานานภายใต้สภาวะที่เหมาะสมและเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ เช่น ถ่านหิน ปิโตรเลียม การหายใจของสิ่งมีชีวิตและการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ทำให้เกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไชด์กลับคืนสู่บรรยากาศ ซึ่งพืชจะนำไปใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง จึงเกิดการหมุนเวียนต่อเนื่องเป็นวัฏจักร นอกจากวัฏจักรคาร์บอนแล้ว ยังมีวัฏจักรสารที่สำคัญอื่น ๆ อีก เช่น วัฏจักรน้ำ วัฏจักรไนโตรเจน วัฏจักรฟอสฟอรัส