นิเวศวิทยา (ECOLOGY)t2050122/resource/L1_ecology.doc · Web view3 แสงอาท ตย ม ผลต อการกระจายต วของผ ผล

โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 1 สาขาวชาชววทยา

เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา

นเวศวทยา นเวศวทยา (ECOLOGY)(ECOLOGY)

นเวศวทยาคออะไร?นเวศวทยาเปนศาสตรทมรากฐานมาจากประวตศาสตรธรรมชาต

(Natural history) การเรยนรธรรมชาตของมนษยเปนไปเพอทำาใหมนษยสามารถดำารงชวตอยได ความเขาใจในธรรมชาตทำาใหมนษยนำาธรรมชาตมาใชใหเปนประโยชนตอตนเองไดมากกวาสงมชวตอน การเรยนรเกยวกบสงทอยรอบ ๆ ตวมนษยรวมถงพฤตกรรมของสตว และการจำาแนกสงมชวตตามทอยอาศยของมนเปนประเดนแรก ๆ ทนกนเวศวทยา (Ecologist) ใหความสนใจ ตนแบบของนกนเวศวทยาอย า ง Theophratus, 389-298 B.C. เป นผ ท ศ กษา กา รแ พ ร กระจายของพช โดยศกษาความเปนอยและสภาพแวดลอมทพชนนอยอาศย

ความหมายตามรากศพทของนเวศวทยา : Ecology มาจาก “oikology” ซงเกดจากการรวมคำาวา Oikos และ Logos โดย Oikos = Home (บาน) หรอ Habitat (แหลงทอย) สวน Logos = Study (การศกษา) ความหมายตามรากศพทนเวศวทยาจงหมายถง การศกษาถงความสมพนธของสงมชวตทมตอบานหรอแหลงทอยซงกคอสงแวดลอมนนเอง

โดยนยามแลวนเวศวทยา หมายถง การศกษาทาง“ วทยาศาสตรเกยวกบความสมพนธระหวางสงมชวตกบสงแวดลอมของสงมชวตนน แสดงวาการศกษานเวศวทยาจำาเปนตองอาศยทกษะกระบวนการ”ทางวทยาศาสตรเชน การสงเกต การตงคำาถาม การตงสมมตฐาน การรวบรวมขอมล การวเคราะห และการสรปผล



ภาพท 1 สงมชวตในระบบนเวศ(ทมาภาพ

http://www.life.umd.edu/classroom/biol106h/L33/oldfield.jpg)

เมอพจารณาภาพท 1 จะสงเกตเหนอะไรบาง และจากสงทสงเกตเหนกอใหเกดขอสงสยหรอคำาถามอะไรบางหรอไมลองบนทกสงทสงเกตเหน และขอสงสยเหลานนไว แตการ เกบ ขอสงสยไวกบตวเองไม“ ”สามารถนำาไปสการคนหาคำาตอบ ดงนนหากมเวลากควรพจารณาขอสงสยแตละขอวาเปนคำาถามทนาจะมคำาตอบเปนอยางไร และจะหาคำาตอบของคำาถามนนไดอยางไร คำาถามบางคำาถามอาจหาคำาตอบไดจากการซกถาม การคนควา แตคำาถามบางอยางนนตองอาศยกระบวนการทางวทยาศาสตรเชน การวางแผนการสำารวจ การวางแผนการทดลอง การวางแผนการวเคราะหขอมลและการใชสถตเพอยนยนความนาเชอถอของขอมล

ในการศกษาระบบนเวศนนสงทถกศกษาจะมทงปจจยทมชวต (Biotic factor) และปจจยทไมมชวต (Abiotic factor) รวมถงการ



ศกษาความสมพนธทงสองดานของปจจยเหลานซงมลกษณะเปนอนตรกรยา (Interaction)

การศกษานเวศของสงมชวตจงเปนการศกษาลกษณะเดยวกบการศกษา Biosystem อน ๆ คำาวา biosystem โดยทวไปจะหมายถง ระบบทเกดจากการทหนวยทางชววทยาในแตละระดบเขามามปฏสมพนธกบองคประกอบตางๆ ในสภาพแวดลอม แลวเกดการจดองคกรทมรปแบบเฉพาะเปนอนหนงอนเดยวกนซงประกอบดวยสวนยอย ๆ และขณะเดยวกน ระบบนนจะทำาหนาทเปนระบบยอยของระบบทใหญกวา ไมมระบบชวตใดทมความสำาคญเหนอกวาระบบอน

ภาพท 2 ระดบของระบบนเวศ(ทมาภาพ

http://www.cfkeep.org/html/phpThumb.php?src=/uploads/ecolevels.gif&aoe=1&w)



ภาพท 3 Biosystem ตงแตระดบสงมชวตจนถงโลก

เมอพจารณาระดบของนเวศในภาพท 2 และ 3 จะพบวาแตละลำาดบขนของระบบชวตในระบบนเวศจะมความสมพนธเกยวกบ

1. การถายทอดพลงงาน (Energy transfer)2. การถายทอดสสาร (Material transfer)3. การถายทอดขอมล (Information transfer)

ดงนนระบบนเวศ (Ecosystem) จงมความหมายเกยวกบ “การอยรวมกน การมความสมพนธกนของสงมชวตตาง ๆ หรอสงมชวตกบปจจยแวดลอมอน ๆ ทไมมชวต ทเกดขนบนพนทหนง ๆ กอใหเกดการถายทอดพลงงาน การหมนเวยนธาตอาหาร มการรกษาสมดลของระบบ ทำาใหระบบนนธำารงอยได ”

สงมชวต (Individual)

ประชากร (Population)

สงคมชวต (Community)

ระบบนเวศ (Ecosystem)

ชวมณฑล (Biome)

โลก (Biosphere)



ประเภทของระบบนเวศและการศกษาระบบนเวศ

ประเภทของระบบนเวศระบบนเวศอาจแบงเปน 3 ประเภทโดยดจากลกษณะการถายเท

มวลสารและพลงงานคอ1. ระบบนเวศอสระ (Isolated ecosystem) เปนระบบนเวศตาม

ทฤษฎเทานน ไมมการถายเทพลงงานและมวลสารภายในระบบกบสงแวดลอมภายนอก

2. ระบบน เวศแบบป ด (Closed ecosystem) มการถ าย เทพลงงานจากสงแวดลอม แตไมมการถายเทสารระหวางระบบนเวศกบสงแวดลอม

3. ร ะบบน เ วศแ บบเป ด (Open ecosystem) มการถ าย เทพลงงานและมวลสารระหวางระบบนเวศกบสงแวดลอม ซงเปนลกษณะของระบบนเวศทพบไดทวไป

การศกษานเวศวทยานเวศวทยาเปนวชาทจำาเปนตองใชความรพนฐานทางวทยาศาสตร

ท หลากหลายไมวาจะเป นฟสกส เคม ชววทยา วทยาศาสตรโลก ธรณวทยา หรอแมแตดาราศาสตร การศกษาวชานทำาไดในหลายระดบแตโดยทวไปมงศกษาในระดบทเปนอนทรย (Organism) เชน

เอกนเวศวทยา (Autecology) เปนการศกษานเวศวทยาระดบต ว ต น (Species/ Individual) ห ร อ ร ะ ด บ ป ร ะ ช า ก ร (Population) กบสภาพแวดลอมทมผลตอการดำารงชวตของมน เนนเรองของการปรบตว พฤตกรรม และวฏจกรชวต



สงคมนเวศวทยา (Synecology) เปนการศกษานเวศวทยาระด บกล มส งมชวต (Community) ในสภาพแวดลอมตามธรรมชาต โดยเนนถงความสมพนธซ งกนและกน ท ำาใหทราบปฏสมพนธของสงมชวตทงหลายทมตอกน

การศกษานเวศวทยาอาจศกษาโดยพจารณาจากแหลงทอยเปน นเวศวทยานำาจด (Fresh water ecology หรอ Limnology) นเวศวทยานำาเคม (Marine ecology) นเวศวทยาบนบก (Terrestrial ecology) นเวศวทยานำากรอย (Estuary ecology)

หรออาจแบงตามลกษณะทางอนกรมวธาน ซงอาจแบงตามแขนงใหญ ๆ เปนนเวศวทยาพช และนเวศวทยาสตว หรอแบงตามเชงลกกไดเชน

นเวศวทยาของพช (plant ecology) นเวศวทยาของสตว (animal ecology) นเวศวทยาของแมลง (insect ecology) นเวศวทยาของจลนทรย (microbial ecology) นเวศวทยาของสตวมกระดกสนหลง (vertebrate ecology)

แตทนยมทวไปคอการศกษาตามการแบงเปนระดบตามการจดระเบยบทางชววทยาคอ

1. น เวศวทยาเชงสรรวทยา (Physiological ecology หรอ Organismal ecology) จะมงเนนความสนใจไปทการปรบตวของสงมชวตในระดบสรระเพอใหสามารถอยรอด เชน ความยาวของทอหนวยไต และความสามารถในการดดกลบนำาของสตวเลยงลกดวยนำานมทอาศยในบงนำา และพวกทอาศยในทะเลทราย



ภาพท 4 ความยาวของ Loop of Henle ในบเวอร มนษย และหนทะเลทราย

(ทมาภาพ http://www.answersingenesis.org/creation/images/v2

6/i3/rats.jpg)

2. นเวศวทยาเชงประชากร (Population ecology) จะมงเนนความสนใจไปทการแพรกระจายและขนาดของประชากรสงมชวต เชน การศกษาโครงสรางประชากร ผลกระทบของบางปจจยทมตอขนาดของประชากร



ภาพท 5 การเปลยนแปลงประชากรผลา และเหยอในระบบนเวศ(ทมาภาพ

http://missbakersbiologyclasswiki.wikispaces.com/file/view/lynx-hare.jpg/42918777)

3. นเวศวทยาเชงสงคมสงมชวต (Community ecology) จะมงเนนการศกษาไปทความหลากหลายของสงมชวต ความสมพนธเชงอาหาร เสถยรภาพและการแทนทกลมประชากรในระบบนเวศ

ภาพท 6 การแทนทสงคมของสงมชวตบนบก(ทมาภาพ

http://www.s-cool.co.uk/assets/learn_its/alevel/ geography/ecosystems/types-of-succession/2007-

10-15_115828.gif)4. นเวศวทยาเชงระบบนเวศ (Ecosystem ecology) จะมงเนน

ความสนใจไปทกระบวนการตาง ๆ ในระบบนเวศอนเปนผลเนองจากปฏสมพนธระหวางสงคมของสงมชวตและปจจยทางกายภาพเชน การศกษาเกยวกบวฏจกรการหมนเวยนของสาร และการถายทอดพลงงาน



ภาพท 7 การถายทอดพลงงานผานกระบวนการกนกนเปนทอด(ทมาภาพ

http://www.usoe.k12.ut.us/CURR/science/core/8thgrd/sciber8/bio_ener/ images/ENERLOSS.gif)

การศกษาระบบนเวศหนง ๆ จะศกษาในดาน• โครงสรางของระบบนเวศ (Structure)• หนาทของระบบนเวศ (Function)• การรกษาสมดลของระบบนเวศ (Homeostasis)ซงแตละระบบจะมความสลบซบซอนแตกตางกนไป แตโครงสราง

ของระบบนเวศทสมบรณจะมองคประกอบทคลายคลงกน

โครงสรางของระบบนเวศ

ระบบนเวศหนง ๆ ประกอบขนมาจากสงมชวตและสงแวดลอม สงมชวตทอยในระบบนเวศหนง ๆ มมากมายหลายชนด และแตละชนดกมจำานวนหลาย ๆ ตว ซงตางกมความสมพนธกนในลกษณะทแตกตางกนไป ซงอาจกลาวคราว ๆ ไดวา สงมชวตชนดหนง (Species) จะไมอยอยางโดดเดยว การอยรวมกนเปนกลมของสงมชวตชนดเดยวกน บนพ นท หน ง ในชวงระยะ เวลาหน งน น จ ะ เร ยกว า เป นประชากร (Population) และถาประชากรของสงมชวตหลาย ๆ ชนดมาอาศยอย



รวมกนในมาตรของเวลา และสถานทเดยวกน จะเรยกวาเปน กลมสงมช ว ต ห ร อ ส ง ค ม ข อ ง ส ง ม ช ว ต (Community ห ร อ Biotic Community) กลมสงมชวตเหลานมความตองการปจจยตาง ๆ ในการดำารงชวตทแตกตางกนรวมถงความตองการพนทส ำาหรบอยอาศย (Habitat) และอาหาร ซงทำาใหแตละชนดมบทบาท ความสำาคญในระบบน เ วศ (Ecological Niche หรอ Niche) แตกต างก น ไป ประชากรทมจำานวนสมาชกมากและมความสำาคญมาในนเวศนนถกจดเปนสงมชวตเดน (Dominant species) ประชากรทมจำานวนนอยหรอมบทบาทความส ำาค ญน อยกว าจะถก เร ยกว า ส งม ช ว ตรอง (Associated species)

ภาพท 8 สงมชวต-ระบบนเวศ(ดดแปลงภาพจาก http://static.rbytes.net/full_screenshots/3/d/3d-fish-

school-screensaver.jpg)

ปจจยทจำากดการแพรกระจายของสงมชวต

จะเหนไดวาในระบบนเวศหนง ๆ นนประกอบขนจากโครงสรางเพยง 2 สวนหลก ๆ เทานนนนคอ



1. โครงสรางทเปนองคประกอบทไมมชวต (Abiotic Factor หรอ Abiotic Component)

2. โครงสรางทเป นองคประกอบทมชวต (Biotic Factor หรอ Biotic Component)

ซงองคประกอบทงสองสวนตางมกจกรรมทสมพนธซงกนและกน ความสมพนธน จะต องอยในสภาวะแหงการเปล ยนแปลงอยางสมดล (Dynamic equilibrium) โดยธรรมชาตเสมอ เพอความอยรอดของระบบนเวศไมใหแตกสลาย

สงมชวตแตละชนดจะมปจจยททำาหนาทควบคมขอบเขตการแพรกระจายทางภมศาสตร Geographic Range) ทแตกตางกนไป ซงปจจยหลกมกจะเปนหนงในสามปจจยตอไปน

1. ปจจยทางกายภาพ (Physical factor)2. ปจจยทางชวภาพ (Biotic factor)3. สงกดขวางทางภมศาสตร (Geographical barrier)

ดงจะเหนไดจากความจำาเพาะตอพนทของหมขาว ซงจำาเปนตองดำารงชวตอยในพนททมสออนกลนกบสขนจงจะทำาใหสามารถหลบภยหรอลาเหยอไดอยางมประสทธภาพ รวมถงการทบรเวณทอยอาศยนนแทบจะไมมผลาอน ๆ ทจะมาแขงขนแยงชงอาหาร และบรเวณทอยอาศยมลกษณะเปนเกาะขนาดใหญทแยกจากสวนของแผนดนทมสงมชวตบนบกประเภทอนคอนขางไกล การกระจายตวของหมขาวจงมอยในพนทจำากดเปนตน



ภาพท 9 การแพรกระจายของหมขาว(ทมาภาพ

http://neveryetmelted.com/wp-images/PolarPic.jpg)อยางไรกตามบางครงทสงมชวตทไมเคยแพรกระจายพนธไปยง

แหลงอน ๆ ดวยสาเหตทางปจจยทงสามประการนน ถกโยกยายขามพนทโดยมนษย หรอเหตการณบางอยางอาจทำาใหเกดสภาพการณแพรระบาดของสงมชวตทถกนำาเขานนและสงผลกระทบอยางรนแรงตอระบบนเวศทถกนำาเขาไดดงเชน กรณการระบาดของ ผกตบชวา หอยเชอร ในประเทศไทย การระบาดของกระตายในออสเตรเลย การแพร กระจายของนกกงโครงสายพนธย โรป (European starling) ในอเมรกา



ภาพท 10 หอยเชอร (Pomacea canaliculat) และการแพรระบาด

ในนาขาว(ทมาภาพ http://www.doae.go.th/pest/rice/richery.htmhttp://www.rakbankerd.com/kaset/Rice/408_1.jpg)



ภาพท 11 การแพรกระจายของนกกงโครงสายพนธยโรป (Sturnus vulgaris) ในอเมรกา

(ทมาภาพ http://depts.washington.edu/natmap/facts/european_starling_

712.html)

ปจจยทางกายภาพทสำาคญสงแวดลอมทางกายภาพไมวาจะเปน แสงสวาง อณหภม แรธาต

ความชน pH ความเคม กระแสลม กระแสนำา ฯลฯ มผลตอสงมชวตในหลาย ๆ ดานเชน



• จำานวนชนดของสงมชวตในบรเวณใดบรเวณหนง• การแพรกระจายของสงมชวต• จำานวนประชากรสงมชวต• รปรางลกษณะของสงมชวต• พฤตกรรมของสงมชวต

ปจจยทางกายภาพทสำาคญไดแกปจจย ความสำาคญ

1 อณหภม มผลตอกระบวนการชวเคมในรางกาย ความสามารถในการควบคมอณหภมจ ง เป นตวแปรสำาคญในการกระจายตวของสงมชวต

2 นำา มความสำาคญตอการดำารงชวต เปนองคปร ะกอบสวนใหญ ของเซลล และ เป นตวกลางในการทำาปฏกรยาเคมของสารตาง ๆ ในรางกาย

3 แสงอาทตย มผลตอการกระจายตวของผผลต ซงสงผลตอเนองไปยงชนดพนธและจ ำานวนของผบรโภค และแสงยงมผลตอพฤตกรรมสตวอกดวย

4 ลม เปนปจจยทมผลตอปจจยทางกายภาพอนๆ เชน ความแรงของคลน การละลายของออกซเจน การกดกรอนของผา การระเหยของนำาและการเกดเมฆ

5 หนและดน ความอดมสมบรณของดนสงผลโดยตรงตอผผลต และการกระจายพนธของพช รวมถงเปนทอยอาศยของสตว



6 การถกรบกวนเป นระยะ(Periodic disturbance)

ภยธรรมชาต และเหตการณบางอยางเปนตวควบคมการกระจายพนธของสงมชวต เชน เมลดพชบางชนดตองถกกระตนดวยไฟจงจะงอกได

ปจจยทางชวภาพทสำาคญสงมชวตอน ๆ ทอยลอมรอบและมปฏสมพนธกบสงมชวตนน ๆ

อาจแบงตามบทบาทของการกนอาหาร (Trophic level) หรอลำาดบการสงถอดพลงงานและสารอาหารไดเปน

2.1 ผ ผ ล ต (Producer ห ร อ Autotroph) เ ป น Autotrophic Organism สามารถสรางอาหารได เองโดยอาศยรงควตถทใชจบพลงงานจากแสงอาทตย และเปลยนพลงงานแสงนนใหอยในรปพลงงานเคมในอาหาร การทผผลตเปลยนแปลงสารทรบเขามาในรปสารอนนทรยใหกลายเปนสารอนทรย น เรยกวา กระบวนการสงเคราะหอาหารดวยแสง (Photosynthesis) ซงพลงงานจากแสงอาทตยทพชนำามาใชนคดเปนพลงงานเพยง 0.1-0.2% ของพลงงานทโลกไดรบจาก ดวงอาทตยเทานน นอกจากพชแลวสงมชวตอนทสามารถทำาหนาทเปนผผลตไดไดแก สาหรายเซลลเดยว (โดยเฉพาะสาหรายสเขยวจดวาเปนผผลตทมบทบาทมากทสดในการสรางออกซเจนใหกบโลก) และแบคทเรยพวก Cyanobacteria เชน แบคทเรย Green Sulfur Bacteria ซงมรงควตถ Bacterioviridin และแบคทเรย Purple Sulfur Bacteria ซ ง ม Bacteriochlorophyll ซ ง



แบคทเรยทงสองจะใช H2S แทน H2O จงได Sulfur แทน oxygen เมอเสรจสนกระบวนการ

ภาพท 12 พลงงานจากแสงอาทตยสวนใหญสะทอนกลบ มเพยง 0.8% ถกผผลตจบไวและถายทอดตอไปในระบบนเวศ

(ทมาภาพ http://sciencebitz.com/wp-content/uploads/2009/05/energybu

dget1.jpg https://www.msu.edu/course/isb/202/ebertmay/2004/images

/hb_energy_flow.jpg)2.2 ผบร โภค (Consumer หรอ Phagotroph) เป น

Heterotrophic Organism ไมสามารถสรางอาหารไดดวยตนเอง จะใชสารอาหารจากผผลตอกทหนง ผบรโภคแบงออกเปนหลายชนดตามอาหารทมนกนเชน

ผบรโภคพช (Herbivore) ผบรโภคสตว (Carnivore) ผบรโภคทงพชและสตว (Omnivore)



ผบรโภคซาก (Detritivore – บรโภคซากอนทรยททบถมในดน หรอ Scavenger – บรโภคซากตาย)

หรออาจแบงตามลำาดบการบรโภคเปน ผบรโภคปฐมภม (Primary consumer) ซ งโดยทวไปจะ

เปนผบรโภคพช ซงมลกษณะสำาคญคอสามารถยอยเซลลโลส และเปลยนเนอเยอพชใหกลายเปนเนอเยอสตวได

ผบรโภคทตยภม (Secondary consumer) โดยทวไปเปนสตวทกนเนอของสตวทกนพชเปนอาหาร โดยทวไปมขนาดใหญและแขงแรง

ผบร โภคล ำาด บตตยภม (Tertiary consumer) จตรภม (Quatiary consumer) และตอ ๆ ไป

ผบรโภคลำาดบสงสด (Top Carnivore) เปนผบรโภคทมกจะไมถกกนโดยสตวอนตอไป

ภาพท 13 ลำาดบขนการกนอาหาร



(http://image.tutorvista.com/content/environment/food-chain-in-tropic-levels.jpeg)

2.3 ผ ย อ ย ส ล า ย อ น ท ร ย ส า ร (Decomposer ห ร อ Saphotroph) ทำาหนาทสลายซากและเศษอนทรยตาง ๆ ใหมขนาดเลกลงโดยการยอยภายนอกเซลล สงมชวตกลมนมจ ำานวนมาก แตเนองจากมขนาดเลกเมอคดมวลรวมจงมนำาหนกนอย แตมอตราการเผาผลาญสงปลดปลอยพลงงานออกมาเปนจำานวนมาก สงมชวตกลมนจดเปน Heterotroph เชนกนเนองจากไมสามารถสรางอาหารเองได มนจะดดซมอาหารทมนยอยโดยการหลงเอนไซมออกไปยอยซากอนทรยทอยในธรรมชาตจนมขนาดเลกลง จนอาจกลายเปนสารอนนทรยรปทพชสามารถนำาไปใชได นบวามบทบาทสำาคญในวฏจกรการหมนเวยนสารอนทรย-สารอนนทรยในระบบนเวศ

ภาพท 14 ผยอยสลายหลกในระบบนเวศ(ทมาภาพ

http://www.sheppardsoftware.com/content/animals/kidscorner/

foodchain/decomposers.gif)



นเวศวทยาเชงระบบนเวศ : การถายทอดสารและพลงงาน

หนาทของระบบนเวศเปนกจกรรมตาง ๆ ทเกยวของกบการถายทอดพลงงานและมวลสาร ซงโดยทวไปจะถายทอดผานการกนกนเปนทอด ๆ ในหวงโซอาหาร (Food chain) หรอสายใยอาหาร (Food web) หวงโซอาหารมหลายลกษณะอาจแบงตามสงมชวตเรมตนในหวงโซอาหารเปน

หวงโซอาหารทเรมจากพชหรอสตวทมชวตเรยกวาหวงโซอาหารแบบผลา (Grazing food chain หรอ Predator food chain) นอกจากนนกมหวงโซอาหารทมลกษณะพเศษทสงมชวตเรมตนจะไมถกบรโภคเสรจสนในคราวเดยวแตจะถกบรโภคไปเรอย ๆ และอาจเปนทอยอาศยของผบรโภคไปพรอม ๆ กนดวย หวงโซอาหารแบบนเรยกวา หวงซอาหารแบบปรสต(Parasite food chain)

ภาพท 15 หวงโซอาหารแบบผลา(ทมาภาพ http://alaska.fws.gov/fire/role/unit1/images/I-

6.jpg)



หวงโซอาหารทเร มจากซากอนทรยเรยกวา หวงโซอาหารแบบซากอนทรย (Detritus food chain หรอ Saprophytic food chain) หวงโซอาหารแบบเศษอนทรยพบไดในระบบนเวศของแหลงนำากรอย ซงเร มตนจากใบไมรวงหลนในบรเวณปาชายเลน แลวถกสลายโดย จลนทรย แลวจงถกกนตอไปโดยสตวทกนเศษอนทรย (Detritivores) และผลา (Predators) ตามลำาดบ

ภาพท 16 หวงโซอาหารทเรมจากซากอนทรย(ทมาภาพ เอกสารประกอบการเรยนรายวชา ว 40245 ชววทยาสง

แวดลอม)

ถาเปนหวงโซอาหารทมหลาย ๆ แบบผสมกนอาจเรยกวา หวงโซอาหารเบดเตลด (Miscellaneous food chain) เชน พช ควาย เหลอบ นก

อยางไรกตามระบบนเวศในธรรมชาตจะมการถายทอดอาหารไมเปนสายตรงจากสงมชวตหนงไปสอกสงมชวตหนงตอไปเรอย ๆ เพราะสงมชวตชนดหนงจะกนอาหารหลาย ๆ ชนด หรอไมกอาจกลายเปนอาหารของสงมชวตอนอกหลาย ๆ ชนด ลกษณะการกนกนทซบซอนสบสนเชนนเรยกวา สายใยอาหาร



ภาพท 17 สายใยอาหาร(ดดแปลงภาพจาก

http://www.mdk12.org/assessments/high_school/look_like/

2006/biology/images/35n37.gif)

สายใยอาหารประกอบดวยหวงโซอาหารหลายสายเชอมกนแสดงใหเหนถงความสมพนธระหวางสงมชวตในชมชนทมตอกนอยางสลบซบซอน ระบบนเวศใดทมสายใยอาหารสลบซบซอนแสดงวามเสถยรภาพสง เพราะมโอกาสทจะเสยสมดลไดนอยถาหากมสงมชวตใดสญหายไปกยงมสงมชวตอนทดแทนได

พระมดนเวศเมอสงมชวตกนอาหารพลงงานในรปของพลงงานพนธะเคมจะถก

ถายทอดไปพรอม ๆ กบมวลสาร ความสมพนธของจำานวน มวลชวภาพ และพลงงานทถกถายถอดในหวงโซอาหารสามารถเขยนไดในลกษณะรปรางแบบพรามด จงเรยกวา พระมดนเวศ ซงโดยทวไปแลวจะแบงเปน 3 แบบคอ



1. พระมดจำานวน (Pyramid of Number) เปนพระมดทเปรยบเทยบสดสวนจำานวนหรอปรมาณสงมชวตในหวงโซอาหารหนง ๆ โดยคดจากจำานวนของสงมชวตตอพนท พรามดแบบนพบไดทงแบบกลบหว และแบบฐานกวาง

2. พระมดนำาหนก (Pyramid of Biomass) เปนพระมดทเปรยบเทยบสดสวนโดยใชวธหาปรมาณนำาหนกแหง (มวลชวภาพ) ของสงมชวตในแตละระดบ มหนวยเปนนำาหนกแหงตอพนทหรอปรมาตร โดยทวไปจะไดเปนพรามดฐานกวางยอดเรยว แตระบบนเวศบางแหงพระมดนำาหนกอาจมฐานแคบยอดกวางกได ถาสงมชวตทถกบรโภคมขนาดเลกมาก มอายสน และมจำานวนเยอะมากเชน พระมดนำาหนกของแพลงก ตอน ปลาเลก ปลาใหญ

3. พระมดพลงงาน (Pyramid of Energy) เปนพระมดทเปรยบเทยบสดสวนโดยใชพลงงานทเกบสะสมไวในสงมชวตแตละระดบ ซงสงมชวตสวนใหญจะใชพลงงานไมถง 20% ของพลงงานทมน ไดรบยงระดบการบรโภคสง พลงงานทถกถายทอดจะยงนอยลง การเขยนพระมดชนดนจะมหนวยเปนแคลอรตอพนท โดยทวไปพระมดพลงงานจะมฐานใหญ ปลายเรยว



ภาพท 18 เปรยบเทยบ 1 พรามดจำานวน กบ 2 พรามดนำาหนก(ทมาภาพ

http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/edexcel

/environment/populationsandpyramidsrev_print.shtml)



ภาพท 19 พระมดพลงงาน(ทมาภาพ

http://www.bio.miami.edu/dana/pix/pyramid.gif)การถายทอดพลงงานและมวลสาร

การถายทอดพลงงานมการสญเสยออกไปในทก Trophic Level ดงนนการถายทอดพลงงานตามลำาดบการกนใน food chain จะคอนขางจำากดประมาณ 4-5 ขน (Trophic level ท 5 จะไดรบพลงงานจากแสงอาทตยทพชนำาไปใชไดประมาณ 0.01%) ดงนน Food chain ยงสนจะมพลงงานสะสมในรปมวลชวภาพมาก



ภาพท 20 การถายทอดพลงงานในหวงโซอาหารทยาวตางกน(ทมาภาพ เอกสารประกอบการสอน ว 40245 ชววทยาสงแวดลอม)

ในการถายทอดพลงงาน “Lindemann” พบวา พลงงานทสงผานไปในแตละ Trophic level จะสงผานแคประมาณ 10-20% ในแตละลำาดบขน จะมการสญเสยพลงงานไปประมาณ 80-90% ในรปของ Metabolism เชน การหายใจ การสรางเนอเยอ พลงงานความรอน มบางสวนทไมสามารถถายทอดพลงงานสอกขนได เชน พช มบางสวนทกนไมไดเชน เปลอก เมลด พอพลงงานถายทอดไปทสตวกมบางสวนในรางกายสตวทกนไมได จงสรปออกมาเปน “Ten percent law”

100% 10% 1% 0.1% ----->



ภาพท 21 การถายทอดพลงงาน และการสญเสยพลงงานในแตละขนตอนการถายทอด

(ทมาภาพ เอกสารประกอบการสอน ว 40245 ชววทยาสงแวดลอม)

ภาพท 22 การหายใจทำาใหสญเสยพลงงานบางสวนกลบสสงแวดลอม(ทมาภาพ

http://www.geographyalltheway.com/ib_geography/ib_ecosystems /imagesetc/energy_flow.jpg)

การถ ายทอดมวลสารในหวงโซอาหารก มแนวโน มลดลงเร อย ๆ เนองจากการบรโภคในแตละลำาดบขนไมสมบรณ มวลสารบางสวนจะถกถ ายทอดจาก trophic level ทต ำากวาไปยงผ บร โภคท trophic level สงกวาแตสงทเหลอจากการบรโภคเชน สวนทกนไมได และสวนทยอยไมได จะถกคนกลบสภาพแวดลอม



ภาพท 23 การถายทอดพลงงานและมวลสาร(ทมาภาพ

http://apesnature.homestead.com/files/fg03_015.jpg)จะเหนไดวา Energy flow จะถายทอดในทศทางเดยว และจะลด

ลงไปเรอย ๆ เชนเดยวกบการถายทอดมวลสาร (Biomass) ในหวงโซอาหาร แตถาพจารณาถงการถายทอดสารอาหาร (Nutrient) จะเกดขนในลกษณะทเปนวฏจกร (Biogeochemical cycle) หมนเวยนไม



จบสน เพราะสารอาหารจะถกถายทอดผานสงมชวต และบางครงผานสงทไมมชวต แตการถายทอดนนจะเชอมโยงตอกนไปเรอย ๆ

Bioaccumulation (Biomagnification)นอกจากพลงงานและสารอาหารแลวม สารอน ๆ บางชนดอกท

สามารถถกถายทอดไปในหวงโซอาหารจดเปนการสะสมทางชวภาพ ตามระดบพลงงานซงจะมการสะสมมากขนเร อย ๆ ตามระดบพลงงานทสงขนไป ไดแก การสะสมสารพษตาง ๆ การสะสมของโลหะหนกในสตวน ำาเปนตนสารพษประเภท DDT มผลทำาใหเปลอกของไขสตวปกเปราะบาง แตกงาย และมโอกาสเสยงทจะสญพนธสงขน

ภาพท 24 การสะสม DDT ในสงมชวตซงมแนวโนมมากขนในสงมชวตท Trophic level สงขน

(ทมาภาพ http://www.geo.arizona.edu/Antevs/nats104/00lect23bi

omagn.gif)



ภาพท 25 ผลของการสะสม DDT ในสตวปก(ทมาภาพ เอกสารประกอบการสอน ว 40245 ชววทยาสงแวดลอม)

ECOLOGICAL NICHEสงมชวตแตละชนดในระบบนเวศหนง ๆ มความตองการ มบทบาท

หนาท ท แตกตางกนไป กลาวไดวาส งมชวตเหลานม Ecological niche ทแตกตางกน สงมชวตทมความยดหยนของ niche สงเรยกวา Generalist

Habitat niche สงมชวตมความตองการทอยอาศยทแตกตางกน ทอยอาศย (Habitat) ของสงมชวตไมใชแคบาน ถ ำา รง โพรง เทานน แตจะรวมถงสงแวดลอมตาง ๆ ทอยในบรเวณนนเชน Habitat ของเสอ ไมใชแคถ ำาทมนใชพก แตจะรวมพนททงหมดในอาณาเขตของมน รวมทงสงมชวต และสงไมมชวตตาง ๆ ในบรเวณนนดวย

Trophic niche สงมชวตแตละชนดมความตองการอาหารแตกตางกนบางชนดบรโภคพชบก บางชนดบรโภคพชนำา บางชนดบรโภคสตว ฯลฯ สงมชวตสวนใหญบรโภคอาหารไดมากกวา 1 อยาง แตถาสงมชวตใดสามารถบรโภคอาหารไดอยางเดยวจะจดเปนพวก Specialist



The Competitive exclusion principleสงมชวตทม niche เหมอนกนมกจะอยรวมกนไมได เวนแตจะม

niche differentiation หรอ resource partitioning เชน การเลยงเวลาหาอาหาร การเลยงความตองการเชงปรมาณ (การทดแทนดวยสงอน ๆ ) ดงนนสงมชวตทเปน Generalist ซงม niche ทกวางกวาพวก Specialist จงแพรกระจายไดมากกวา ปจจยทมผลตอการอยรอด และการแพรกระจายของสงมชวตถกจดเปนปจจยจ ำากด (Limiting factor)Limiting Factor

สงมชวตตองไดรบปจจยเพยงพอ และสภาพแวดลอมเหมาะสมจงจะประสบความสำาเรจในการมชวต ปจจยบางอยางทมอทธพลตอสงมชวตมากจนถาขาดไป หรอมมากเกนไปจะทำาใหสงมชวตนนไมสามารถดำารงชวตอยอยางปกตจนอาจถงตายไดเชน trace elements หรอแมแต H2O, O2 บางครงกอาจกลายเปน limiting factor

Limit of Tolerance (Shelford’s law of tolerance)ปรมาณของปจจยบางปจจยทใชในการดำารงชวต ถามมากไปหรอ

นอยไป จะเปนตวจ ำากดการดำารงชวต ส งมชวตแตละชนดมความตองการ หรอชวงความทนทานตอปจจยตาง ๆ แตกตางกน โดยแตละชนดจะสามารถดำารงชวตอยไดดในชวงทเหมาะสมทสด (optimal period) และสามารถทนอยในชวงทมากกวาหรอนอยกวาชวงนไดอกจนถงจดทเปนขดจำากดทมากเกนไปหรอนอยเกนไป ซงจะไมสามารถดำารงชวตตอไปได นนหมายความวา

• สงมชวต ทน ตอปจจยตาง ๆ ไดไมเทากน“ ”• ถามชวง ทน ไดกวาง จะแพรกระจายไดด“ ”• ปจจยหนงอาจมผลตออกปจจยหนงได



ซงความทนทานตอสภาพแวดลอมทแตกตางกนนทำาใหการแพรกระจายของสงมชวตแตละชนดแตกตางกน

ภาพท 18 การกระจายตวของสงมชวตมความสมพนธกบความทนตอสภาพแวดลอม

Liebig’s law of minimum การเจรญเตบโตของพชขนอยกบ

ปรมาณธาตอาหารทมอยนอยทสด บางครงจะเรยกวา แนวคดของถงไม (barrel concept) เนองจากสามารถเปรยบเทยบกบถงไม ซงประกอบดวย ซกไมแตละอนเปรยบไดกบปจจยแตละปจจย หากซกไมอนใดขาดไปหรอมเพยงบางสวน เมอเตมนำาลงไป ถงนำาใบนนจะบรรจนำาไดในระดบทมซกไมทสนสดเทานน แสดงลกษณะของถงไมทประกอบจากซกไมแตละแผนเปรยบเหมอนปจจยตางๆ ในภาพมฟอสเฟตอยนอยทสด

ภาพท 18 แนวคดแบบถงไม



ความจของถงนกจะเทากบระดบของฟอสเฟตทมอย

สรป : อทธพลของปจจยทางกายภาพมผลตอส งมชวต ในลกษณะท การดำารงชวตของสงมชวตถกควบคมจากสารทตองการใน“ปรมาณนอย และสภาพวกฤตสงแวดลอม สวนปจจยทมากกวา-นอยกวาชวงความทนทานจะเปนปจจยจำากดในการแพรกระจายของสงมชวต ”

คำาถาม : จากกราฟสงมชวตใดทนาจะมการแพรกระจายตวสง เพราะเหตใดจงคดเชนนน

สงมชวต A

สงมชวต B

สงมชวตแบบใดทนาจะกอใหเกด Coevolution

Documents

นิเวศวิทยา (ECOLOGY)t2050122/resource/L1_ecology.doc · Web view3 แสงอาท ตย ม ผลต อการกระจายต วของผ ผล