ใบความรู้ที่ 6

ใบความรู้ที่ 6 เรื่อง การรักษาดุลยภาพของระบบนิเวศ

ความสมดุลของระบบนิเวศ

คุณสมบัติที่สำคัญประการหนึ่งของระบบนิเวศ คือ มีกลไกในการปรับสภาวะตัวเอง (selfregulation) โดยมีรากฐานมาจากความสามารถของ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ซึ่งเป็นองค์ประกอบของระบบนิเวศนั้น ๆ คือ ผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยสลายในการทำให้ เกิดการหมุนเวียนของธาตุอาหารผ่านสิ่งมีชีวิต ถ้าระบบนิเวศนั้นได้รับพลังงานอย่างพอเพียง และไม่มีอุปสรรคขัดขวางวัฏจักรของธาตุอาหาร แล้ว ก็จะทำให้เกิดภาวะสมดุล equilibrium ขึ้นมาในระบบนิเวศนั้น ๆ โดยมีองค์ประกอบและความสัมพันธ์ ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดทำให้แร่ธาตุ และสสารกับสิ่งแวดล้อมนั้นไม่มีการเปลี่ยนแปลง มาก ซึ่งทำให้ระบบนิเวศนั้นมีความคงตัว ทั้งนี้เพราะการผลิตอาหารสมดุลกับการบริโภคภาย ในระบบนิเวศนั้นการปรับสภาวะตัวเองนี้ ทำให้การผลิตอาหารและการเพิ่มจำนวนของ สิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ในระบบนั้นมีความพอดีกัน กล่าวคือจำนวนประชากรชนิดใด ๆ ในระบบนิเวศจะไม่สามารถเพิ่มจำนวนอย่างไม่มีขอบเขตได้

 41

ธรรมชาติได้ให้สิ่งที่สวยงาม ร่มรื่น นอกเหนือจากปัจจัย 4 ที่มนุษย์ได้รับ

                ถ้าในระบบนิเวศสิ่งมีชีวิตบางชนิดถูกทำลายไปจะทำให้ความสมดุลของระบบนิเวศลดลง เช่น บริเวณทุ่งหิมะและขั้วโลกเป็นระบบนิเวศที่ง่ายและธรรมดาไม่ซับซ้อน เพราะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ไม่กี่ชนิด พืชก็ได้แก่ ตะไคร่น้ำ ไลเคน หญ้าชนิดต่าง ๆ เพียงไม่กี่ชนิดและต้นหลิว พืชเหล่านี้เป็นอาหารของกวาง ซึ่งมีอยู่ 2 ชนิด คือ กวางคาริเบียนกับกวางเรนเดีย กวางเป็นอาหารของสุนัขป่าและคน นอกจากนี้ ก็มีหนูนาและไก่ป่า ซึ่งเป็นอาหารของสุนัขจิ้งจอกและนกเค้าแมว เพราะฉะนั้นในบริเวณหิมะนี้ ถ้าเกิดการเปลี่ยนแปลงจำนวนของสิ่งมีชีวิตในระดับหนึ่ง จะมีผลรุนแรงต่อสิ่งมีชีวิต ในระดับอื่น ๆ ด้วยเพราะมันไม่มีโอกาสเลือกอาหารได้มาก นักสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในนี้จึงเปลี่ยนแปลงเร็ว จนบางชนิดสูญพันธุ์ ดังนั้นระบบนิเวศที่ไม่ซับซ้อนจึงเสียดุลได้ง่ายมากเหมือนกับการปลูกพืชชนิดเดียว (monocropping) เช่น การเกษตรสมัยปัจจุบันเวลาเกิดโรคระบาดจะทำให้เสียหายอย่างมากและรวดเร็ว

42

แม่น้ำที่มีวัชพืชน้ำมาก จนมีสัดส่วนไม่เหมาะสมกับการรักษาความสมดุลของระบบธรรมชาติ

และกีดขวางการจราจรทางน้ำ

                สมดุลทางธรรมชาติ  เป็นภาวการณ์ทางธรรมชาติของระบบนิเวศใดก็ตามที่ระบบความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบ เป็นไปอย่างสมบูรณ์  หมายความว่า  บรรดาสิ่งมีชีวิตทั้งหลายในระบบนิเวศ จะต้องทำหน้าที่ ครบถ้วน  3  กลุ่ม  คือ  มีทั้งผู้ผลิต  ผู้บริโภคและผู้ย่อยสลาย  ในส่วนของสิ่งไม่มีชีวิตเองก็ทำหน้าที่สนับสนุน อย่างต่อเนื่องไม่ขาดหาย ความสมดุลทางธรรมชาติมีความแตกต่างกันไปตามความแตกต่างของระบบนิเวศ  ซึ่งในธรรมชาติระบบนิเวศจะมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาารเปลี่ยนแปลงนี้อาจเป็นไปโดยธรรมชาติ หรือโดยมนุษย์ก็ได้  ลักษณะการเปลี่ยนแปลงเป็นไปได้  2  แบบ  คือ  แบบกระทันหัน และ แบบค่อยเป็นค่อยไป การเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศโดยธรรมชาติแบบกระทันหันำให้ระบบนิเวศเสียสมดุลและมีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต  ทำให้ตายหรือสูญพันธุ์ไปได้ง่าย  เช่น  การเกิดไฟไหม้ป่า  อุทกภัย  การเกิดโรคระบาด  ฯลฯ  สำหรับการเปลี่ยนแปลง แบบค่อยเป็นค่อยไปตามธรรมชาติ  เป็นการเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ ก่อให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งสิ่งมีชีวิต อื่นน้อยมาก  แต่เมื่อระยะเวลานานเข้าการเปลี่ยนแปลงจะมีมากขึ้น  จะเกิดผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตอย่างเด่นชัดขึ้น  เช่น  ทุ่งนา หรือไร่ร้าง  จะมีการเปลี่ยนแปลงเป็นทุ่งหญ้า และพืชพวกไม้พุ่มในเวลาต่อมา จนในที่สุดหากไม่มีสิ่งแวดล้อม ภายนอกมารบกวนก็จะกลายเป็นป่าที่สมบูรณ์ได้  ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจะต้องสามารถปรับตัวให้เข้ากับ\สิ่งแวดล้อม ที่เปลี่ยนแปลงได้
การสูญเสียความสมดุลในระบบนิเวศหากเกิดโดยธรรมชาติ  ระบบนิเวศจะช่วยแก้ไขได้ด้วยตัวเอง  แต่ถ้าเกิดจากมนุษย์จะแก้ไขได้ยากมาก  เมื่อมนุษย์เพิ่มจำนวนมากขึ้นอย่างรวดเร็ว มีการพัฒนาวิถีชีวิตมากขึ้นด้วยเทคโนโลยี ทำให้ความเป็นอยู่สุขสบายมากขึ้นมนุษย์จึงได้ชื่อว่า  “เป็นตัวการทำลายระบบนิเวศมากที่สุด”
สาเหตุที่ทำให้ระบบนิเวศเสียความสมดุล

                1.  การเพิ่มประชากร  ทำให้ความต้องการใช้ที่ดินทำการเกษตรมากขึ้น โดยเฉพาะเขตร้อน ประชากรจะบุกเบิกป่าใหม่ ๆ เพื่อใช้พื้นที่ทำไร่เลื่อนลอยทำให้ดิน  ป่าไม้  สภาวะแวดล้อมเสียหายปีละจำนวนมาก

43

                2. การเกษตรสมัยใหม่ การเกษตรในปัจจุบันมุ่งเพื่อการค้ามากขึ้น  มีการใช้ปุ๋ยและยาฆ่าแมลงจำนวนมาก สารเหล่านี้จะตกค้างในดิน  และอาจถูกชะล้างลงสู่แหล่งน้ำ  ทำให้มีผลต่อชีวิตสัตว์ในดินและในน้ำ

44

3.  การขยายตัวของเมือง  การเพิ่มประชากรทำให้ความต้องการที่อยู่อาศัยเพิ่มขึ้น เมืองขยายตัวอย่างรวดเร็ว  ทำให้พื้นที่การเกษตรถูกใช้ไปเพื่อสร้างตึก  ศูนย์การค้า  ถนน   ระบบนิเวศเปลี่ยนไป  การถ่ายเทของเสียจากเมือง  ก่อให้เกิดมลพิษของน้ำและอากาศ

45

4. การอุตสาหกรรม การพัฒนาอุตสาหกรรมทำให้ทรัพยากรถูกใช้เป็นวัตถุดิบมากยิ่งขึ้น
กระบวนการผลิต ทำให้มีของเสีย  เช่น  น้ำเสีย  ไอเสีย ซึ่งส่งผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลง
ระบบนิเวศในบริเวณที่โรงงานอุตสาหกรรม ตั้งอยู่และบริเวณใกล้เคียง
                            

46

คามสมดุลของระบบนิเวศเป็นเรื่องสำคัญยิ่งต่อการพัฒนาในบุคปัจจุบันเพราะการพัฒนา
ที่ขาดความเข้าใจ ในเรื่องระบบนิเวศจะทำให้ระบบนิเวศเสียสมดุล  และจะส่งผลกระทบในทางลบมาสู่
มนุษยชาติเอง

วัฎจักรของสาร

ในระบบนิเวศน์ ทั้งสสารและแร่ธาตุต่างๆ จะถูกหมุนเวียนกันไปภายใต้เวลาที่เหมาะสมและมีความสมดุลซึ่งกัน และกัน วนเวียนกันเป็นวัฏจักรที่เรียกว่าวัฏจักรของสสาร (matter cycling) ซึ่งเปรียบเสมือนกลไกสำคัญ ที่เชื่อมโยงระหว่าง สสาร และพลังงานจากธรรมชาติสู่สิ่งมีชีวิตแล้วถ่ายทอดพลังงานในรูปแบบของการกินต่อกันเป็นทอดๆ ผลสุดท้ายวัฏจักรจะสลายใน ขั้นตอนท้ายสุดโดยผู้ย่อยสลายกลับคืนสู่ธรรมชาติ วัฏจักรของสสารที่มีความสำคัญต่อสมดุลของระบบนิเวศ ได้แก่ วัฏจักรของน้ำ วัฏจักรของไนโตรเจน วัฏจักรของคาร์บอนและ วัฏจักรของฟอสฟอรัส

47 วัฏจักรของน้ำ

การหมุนเวียนของแร่ธาตุและการถ่ายทอดพลังงานเป็นหัวใจสำคัญของระบบนิเวศทำให้ระบบนิเวศคงอยู่ได้  การหมุนเวียนของแร่ธาตุเป็นวัฏจักรจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่สิ่งมีชีวิตและจากสิ่งมีชีวิตถูกปลดปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมอีก หมุนเวียนสับเปลี่ยนกันไป การหมุนเวียนของธาตุอาหารนี้เกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันระหว่างกระบวนการทางชีวภาพ  การะบวนการทางกายภาพ และกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นทั้งในสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ทำให้แร่ธาตุเกิดการหมุนเวียนอยู่ในระบบนิเวศได้จึงเรียกว่า การหมุนเวียนทางชีวธรณีเคมี หรือ วัฏจักรชีวธรณีเคมี(Biogeochemical  Cycle)

            1.วัฏจักรของน้ำ  (Hydrologic Cycle in Ecosystem)
น้ำเป็นปัจจัยสำคัญในการดำรงชีวิตของมนุษย์  และเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย  น้ำมีอยู่ในโลกทั้งหมดราว  1,350  ล้านลูกบาศก์กิโลเมตร  ประมาณร้อยละ 1 ของน้ำจำนวนนี้จะอยู่ในทะเลสาบ แม่น้ำลำคลอง และใต้ดิน  ปริมาณน้ำจำนวนหนึ่งจะถูกส่งผ่านไปมาในบรรยากาศ น้ำที่ถูกส่งเข้าสู่บรรยากาศจะตกลงเป็นฝนหรือหิมะในปริมาณใกล้เคียงกัน  ปริมาณน้ำทั้งหมดจะอยู่ในทะเลมหาสมุทร ร้อยละ  97  อยู่ใต้ดิน ร้อยละ  0.6  อยู่ในดิน  ร้อยละ  0.2  อยู่ในลักษณะของน้ำแข็ง  ร้อยละ  2.1  และอยู่ในลักษณะของไอน้ำที่ลอยอยู่ในบรรยากาศ  ร้อยละ  0.001  วัฏจักรของน้ำจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตมากเพราะน้ำเป็นตัวละลายที่ดี จึงนำแร่ธาตุที่จำเป็นเข้าสู่พืช เพื่อสร้างเป็นสารอาหารให้แก่สิ่งมีชีวิต การทราบวัฏจักรของน้ำจึงมีประโยชน์ในด้านการอนุรักษ์สิ่งมีชีวิต และสภาพแวดล้อม

H2O

            2. วัฏจักรของคาร์บอน (Carbon Cycle)
                  สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการธาตุคาร์บอน (C)  เพราะเป็นธาตุหลักในสารประกอบอินทรีย์ทุกชนิด  คาร์บอนหมุนเวียนระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์  ในบรรยากาศซึ่งมีอยู่ประมาณร้อยละ  0.04  และในน้ำซึ่งอยู่ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์อิสระ หรือรูปของไบคาร์บอเนตคาร์บอนที่อยู่ในอากาศจะอยู่ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ) โดยคาร์บอนไดออกไซด์ จะถูกพืชนำไปสร้างเป็นสารอาหาร  โดยกระบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งจะถูกถ่ายทอดไปยังสัตว์โดยการกิน  ในที่สุดทั้งพืชและสัตว์จะปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่บรรยากาศด้วยการหายใจและบางส่วนที่ยังคงอยู่ในรูปของเนื้อเยื่อพืชและสัตว์จะมีการหมุนเวียนกลับสู่บรรยากาศใหม่หลังจากพืชและสัตว์ตายและมีการย่อยสลายเกิดขึ้น นอกจากนี้บางส่วนที่ไม่ย่อยสลายก็ทับถมกันเป็นเวลานาน กลายเป็นถ่านหิน น้ำมันและก๊าซ เมื่อมนุษย์นำมาใช้เกิดการเผาไหม้ก็จะได้คาร์บอนไดออกไซด์คืนสู่บรรยากาศ  นอกจากนี้ยังได้จากการระเบิดของภูเขาไฟเป็นครั้งคราวอีกด้วย

C

            3.วัฏจักรของไนโตรเจน (Nitrogen Cycle)
ธาตุไนโตรเจนเป็นธาตุที่จำเป็นในการสร้างโปรโตปลาสซึม ของสิ่งมีชีวิต  โดยจะเป็นส่วนประกอบหลักของโปรตีน  ในบรรยากาศมีก๊าซไนโตรเจน  ประมาณร้อยละ  78    แต่สิ่งมีชีวิตไม่สามารถนำมาใช้ได้โดยตรง  แต่จะใช้ได้เมื่ออยู่ในสภาพของสารประกอบ  แอมโมเนีย  ไนไตรท์และไนเตรท  ไนโตรเจนในบรรยากาศ  จึงต้องเปลี่ยนรูปให้อยู่ในสภาพที่สิ่งมีชีวิต   ส่วนใหญ่จะใช้ได้ วัฏจักรนี้จึงประกอบด้วยขบวนการตรึงไนโตรเจน  (Nitrogen Fixation) ขบวนการสร้างแอมโมเนีย (Ammonification)  ขบวนการสร้างไนเตรด  (Nitrification) และขบวนการสร้างไนโตรเจน  (Denitrification)  ขบวนการเหล่านี้จะต้องอาศัยแบคทีเรีย จุลินทรีย์อื่นๆ จำนวนมาก จึงทำให้เกิดสมดุลของวัฏจักรไนโตรเจน นอกจากจะถูกตรึง  โดยสิ่งมีชีวิตแล้ว ไนโตรเจนในบรรยากาศ ยังถูกตรึงจากธรรมชาติอีกด้วย เป็นต้นว่าเมื่อเกิดฟ้าแลบขึ้นมา  ไนโตรเจนในท้องฟ้าจะเปลี่ยนแปลงทางเคมี  ฟิสิกส์  ก่อให้เกิดสารประกอบไนเตรดขึ้นมา  จากนั้นจะถูกน้ำฝนชะพาลงสู่พื้นดินต่อไป

N

  4 .วัฏจักรฟอสฟอรัส  (Phosphorus  Cycle)
ฟอสฟอรัส  เป็นธาตุที่จำเป็นต่อการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิต เพราะเป็นองค์ประกอบของ DNA,  RNA  และ  ATP   ฟอสฟอรัสเป็นธาตุที่อยู่ในธรรมชาติน้อยมาก  และเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา  เช่น  แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด  ด้วยเหตุนี้ฟอสฟอรัสจึงถูกใช้หมุนเวียนอยู่ระหว่างสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตในปริมาณที่จำกัด  ดังนั้นฟอสฟอรัส  จึงเป็นปัจจัยที่จำกัดจำนวนสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศหลายชนิด  ฟอสฟอรัสส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของหินฟอสเฟตหรือแร่ฟอสเฟต  เมื่อถูกกัดกร่อนโดยน้ำและกระแสลมปะปนอยู่ในดิน  แล้วถูกน้ำชะล้างให้อยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้  ซึ่งพืชสามารถนำไปใช้และ   ถ่ายทอดไปในระบบนิเวศตามห่วงโซ่อาหาร  เมื่อตายลงก็จะถูกย่อยสลายด้วยพอสฟาไท  ซึ่งแบคทีเรีย  (Phosphatizing Bacteria)  ให้อยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้  ส่วนนี้นอกจากพืชนำไปใช้โดยตรงแล้ว  ยังถูกกระบวนการชะล้างพัดพาลงสู่ทะเล  มหาสมุทรปะปนอยู่ในดินตะกอนทั้งทะเลลึกและตื้น  และถูกสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ ในทะเลนำมาใช้ถ่ายทอดไปตามห่วงโซ่ อาหารจนถึงปลาขนาดใหญ่และนกทะเล  เมื่อสัตว์พวกนี้ตายลงเกิดการสะสมเป็นแหล่งสะสมชนิดกัวโน  (Guano)  ซึ่งเกิดจากการสะสมตัวของมูลนกและกระดูกนกเช่นเดียวมูลค้างคาว  ธาตุไนโตรเจนที่เกิดร่วมอยู่ด้วยในมูลสัตว์เหล่านี้ละลายน้ำได้ดีมาก
จึงถูกพัดพาไปหมด คงเหลือไว้แต่ธาตุฟอสฟอรัสที่สลายตัวยาก  นำมาใช้ไม่ได้  จากนั้นจะเริ่มวัฏจักรใหม่อีกปัจจุบันฟอสฟอรัสมีส่วนทำให้เกิดมลภาวะทางน้ำได้  เนื่องจากผงซักฟอกซึ่งมีฟอสเฟต เป็นส่วนผสม  เมื่อปล่อยลงสู่แม่น้ำลำธาร  ทำให้พืชน้ำเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว  ซึ่งทำให้เกิดปัญหาแก่แหล่งน้ำมากขึ้น

P

            5.วัฏจักรซัลเฟอร์(Sulfur Cycle)
ซัลเฟอร์หรือกำมะถันเป็นธาตุที่สำคัญในการเจริญเติบโตและเมตาโบลิซัมของสิ่งมีชีวิตดังนั่นถ้าขาด
กำมะถันจะ ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้  กำมะถันที่พบในธรรมชาติจะอยู่ในสภาพของแร่ธาตุและในสภาพของสารประกอบหลายชนิด เช่น  ไฮโดรเจนซัลไฟด์  (H2S)   และซัลเฟต (SO42-) สารประกอบอินทรีย์ในพืชและสัตว์จะถูกย่อยสลายเป็นไฮโดรเจนซัลไฟต์  โดยปฏิกิริยาของแบคทีเรียและถูกเปลี่ยนต่อจนกลายเป็นซัลเฟต  ซึ่งพืชจะนำกลับไปใช้ได้กำมะถันในซากของพืชและสัตว์บางส่วนจะถูกสะสมและถูกตรึงไว้ในถ่านหิน  และน้ำมันปิโตรเลียม  เมื่อมีการนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงเกิดการเผาไหม้ได้ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2)  เมื่อก๊าซนี้อยู่ในบรรยากาศจะรวมตัวกับละอองน้ำตกลงมาเป็นเม็ดฝนของกรดกำมะถันหรือกรดซัลฟิวริก (H2SO4)     ซึ่งจะกัดและทำให้   สิ่งก่อสร้างต่าง ๆ สึกกร่อนและเป็นอันตรายต่อการหายใจของคน

S

                วัฏจักรต่าง ๆ เหล่านี้เป็นวัฏจักรที่สำคัญในการรักษาสมดุลธรรมชาติ  (Balance of Nature)  ยังมีวัฏจักรอื่น ๆ อีกหลายอย่างในธรรมชาติ  แต่ละวัฏจักรก็มีระบบภาวะธำรงดุลของตนเอง  ถ้าส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบถูกทำลายไปก็จะส่ง     ผลกระทบไปยังวัฏจักรอื่น ๆ  ทำให้สมดุลธรรมชาติเสียหาย  การที่สารต่าง ๆ มีการหมุนเวียนกลับคืนสู่ธรรมชาติ  ทำให้ปริมาณสารที่มีอยู่ในธรรมชาติไม่หมดสิ้นไป  ทำให้มีอยู่ในปริมาณที่สมดุลกับสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศนั้น ๆ   ดุลธรรมชาติจึงเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวกับความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตด้วยกันกับสิ่งไม่มีชีวิตในธรรมชาติ

ข้อความนี้ถูกเขียนใน Uncategorized คั่นหน้า ลิงก์ถาวร

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s