ระบบนิเวศ
ระบบนิเวศคือ ความสัมพันธ์อย่างเป็นระบบที่อยู่ใน
สิ่งแวดล้อมรอบๆ ตัวเรา ตัวอย่างเช่นความสัมพันธ์
ระหว่าง สัตว์ พืช หรือแม้แต่มนุษย์อย่างเรา ๆ
ในระบบนิเวศสิ่งมีชีวิตแต่ละกลุ่มจะมีความสัมพันธ์
กันเป็นทอดๆ เช่น สัตว์กินพืช สัตว์กินสัตว์ และสัตว์
ที่กินทั้งพืชและสัตว์ สุดท้ายเมื่อสิ่งมีชีวิตตายลง
จุลินทรีย์ก็ทำหน้าที่ย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตต่อไป
เมื่อใดก็ตามที่มีการเปลี่ยนแปลงในระบบนิเวศอย่าง
เช่น มีสารเคมีแปลกปลอมเข้ามาทำลายสิ่งมีชีวิต
เพียงชนิดใดชนิดหนึ่งย่อมส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ
อย่าง หลีกเลี่ยงไม่ได้ เพราะในระบบนิเวศทุกๆ สิ่งมี
ความสัมพันธ์เชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออกทีเดียว
ในระบบนิเวศ (Ecosystem) การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตที่หลาก
หลาย ทั้งกลุ่มผู้ผลิต ผู้บริโภคและผู้ย่อยสลาย ก่อให้เกิดความ
สัมพันธ์ที่สลับซับซ้อนระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วยกันเอง และปฏิสัมพันธ์
ต่อสภาพแวดล้อม ซึ่งส่งผลให้เกิด หน้าที่ของระบบนิเวศ ที่สำคัญ
ยิ่ง 2 ประการ ได้แก่
การถ่ายทอดพลังงาน (Energy Flows)
คือ การถ่ายทอดพลังงานผ่านความสัมพันธ์ตามลำดับขั้นของสิ่งมี
ชีวิตในรูปของห่วงโซ่อาหาร (Food Chain) และสายใยอาหาร
(Food Web) ที่ซับซ้อน จากกระบวนการสังเคราะห์แสง
(Photosynthesis) ของพืชสีเขียวหรือกลุ่มผู้ผลิตภายในระบบ
นิเวศ ซึ่งนำแสงสว่างและพลังงานจากดวงอาทิตย์มาใช้สร้าง
พลังงานเคมีในรูปของอาหาร เช่น แป้ง และน้ำตาล โดยพลังงาน
ดังกล่าวจะถูกถ่ายทอดไปยังผู้บริโภคลำดับต่อไป จนถึงผู้ย่อย
สลายในท้ายที่สุด
ในทุกขั้นของการถ่ายทอดพลังงานผ่านห่วงโซ่อาหารจะเกิดการ
สูญเสียพลังงานส่วนใหญ่ (ร้อยละ
90) จากระบบนิเวศไปในรูปของ
พลังงานความร้อน จากการนำไปใช้ในกระบวนการเมแทบอลิซึม
(Metabolism) ของสิ่งมีชีวิต มีพลังงานเพียงร้อยละ 10 ที่เก็บ
สะสมไว้ในพืชสีเขียวถูกนำมาแปรเปลี่ยนเป็นมวลชีวภาพของสัตว์
กินพืช ดังนั้น ผู้บริโภคในลำดับขั้นถัดไปในห่วงโซ่อาหารจะได้รับ
พลังงานสะสมที่ถูกเปลี่ยนเป็นมวลชีวภาพเพียงร้อยละ 10 เท่านั้น
ตามกฎ ร้อยละ 10 (Ten Percent Law)
ในระบบนิเวศ หากสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่งมีการเพิ่มขึ้นหรือลด
ลงของประชากรมากเกินไป อาจทำให้ห่วงโซ่อาหารขาดความ
สมดุล และส่งผลกระทบโดยตรงต่อความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตชนิด
อื่น
การหมุนเวียนของสสาร (Biogeochemical Cycle)
คือ การนำแร่ธาตุ สารอาหารและสสารในธรรมชาติมาใช้ในการ
ดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตภายในระบบนิเวศ เช่น น้ำ
คาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน และแร่ธาตุต่างๆ สิ่งมีชีวิตจะ
ทำการแปรเปลี่ยนสารอนินทรีย์เหล่านี้ ให้กลายเป็นสารอินทรีย์
โมเลกุลใหญ่ เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน ก่อนจะถูก
ถ่ายทอดไปในรูปของพลังงาน แร่ธาตุ และสารอาหารไปยังผู้
บริโภคกลุ่มต่างๆ ตามห่วงโซ่อาหาร
เมื่อสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์จบชีวิตลง องค์ประกอบที่เป็นสาร
อินทรีย์จะถูกจุลินทรีย์ย่อยสลายกลายเป็นสารประกอบขนาดเล็ก
หรือสารอนินทรีย์กลับคืนสู่ธรรมชาติ เพื่อให้พืชหรือเหล่าผู้ผลิต
สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้อีกครั้ง ซึ่งลักษณะการหมุนเวียน
ของธาตุและสารอาหารในระบบนิเวศจากสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง
นี้ ก่อให้เกิดวัฏจักรของสสารต่างๆ เช่น วัฏจักรน้ำ วัฏจักร
คาร์บอน วัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรของฟอสฟอรัส เป็นต้น
ในระบบนิเวศการหมุนเวียนของแร่ธาตุเป็นวัฏจักร เป็นส่วนสำคัญ
ยิ่งที่ทำให้ความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบต่างๆในระบบนิเวศ
สามารถดำเนินไปอย่างสมดุล เกิดการสร้างอาหาร น้ำสะอาด
อากาศบริสุทธิ์ รวมถึงการย่อยสลายของเสียกลับคืนสู่ธรรมชาติ
ความสำคัญของระบบนิเวศ
ทุกสรรพชีวิตบนโลกต่างพึ่งพากลไกการทำงานที่สมดุลของระบบ
นิเวศและทรัพยากรธรรมชาติที่สมบูรณ์เพื่อความอยู่รอด รวมถึง
มนุษย์ ซึ่งอาศัย “นิเวศบริการ” (Ecological Services) หรือคุณ
ประโยชน์มากมายที่ระบบนิเวศสร้างขึ้นโดยไม่เสียค่าใช้จ่ายใดๆ ใน
การดำรงชีวิต เช่น
ด้านการเป็นแหล่งผลิต (Provisioning Services) : ระบบนิเวศ
เป็นแหล่งกำเนิดทรัพยากรธรรมชาติที่สำคัญ เช่น น้ำสะอาด แร่
ธาตุ และวัตถุดิบต่างๆ รวมถึงการเป็นแหล่งอาหาร ยาและแหล่ง
รวบรวมความหลากหลายทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต
ด้านการควบคุม (Reregulating services): ระบบนิเวศสามารถ
ควบคุมปรากฏการณ์และกระบวนการทางธรรมชาติ เช่น การ
ควบคุมสภาพภูมิอากาศ การเป็นแหล่งผลิตออกซิเจนของโลก
เป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ ช่วยป้องกันการกัดเซาะ
ชายฝั่ ง การควบคุมโรคภัยต่างๆ รวมถึงการย่อยสลายของเสีย
และขยะกลับคืนสู่ธรรมชาติ
ด้านวัฒนธรรม (Cultural services) : เป็นประโยชน์ทาง
นามธรรมที่ดำรงอยู่ภายในคุณค่าทางสังคมและวัฒนธรรม เช่น
คุณค่าทางประวิติศาสตร์ ศาสนา ประเพณี การเป็นแหล่งศึกษา
และให้ความรู้ต่างๆ รวมถึงการเป็นสถานที่พักผ่อนหย่อนใจ
ด้านการสนับสนุน (Supporting services) : กระบวนการทาง
ธรรมชาติภายในระบบนิเวศสามารถสนับสนุนบริการด้านอื่นๆ เช่น
การเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตทั้งหลายและเป็นจุดเริ่มต้น
ของห่วงโซ่อาหาร รวมถึงการสนับสนุนการเกิดวัฏจักรต่างๆหรือ
การหมุนเวียนของสสารภายในโลก
ดังนั้น การเสื่อมโทรมลงของระบบนิเวศธรรมชาติที่เคยมีความ
อุดมสมบูรณ์จากการขยายตัวและการพัฒนาของสังคมมนุษย์ ส่ง
ผลให้เกิดผลกระทบต่อทั้งสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ระบบ
นิเวศที่เสียสมดุลเร่งให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติ เช่น
ความแห้งแล้ง อุทกภัย โรคระบาด และภัยธรรมชาติที่รุนแรงยิ่ง
ขึ้น มนุษย์ยังคงเป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศ ถึงแม้เราจะสามารถ
สร้างสังคมขนาดใหญ่ของตนเอง เช่น ระบบนิเวศเมือง
อุตสาหกรรม หรือระบบนิเวศเกษตร แต่มนุษย์ยังคงต้องพึ่งพา
อาศัยธรรมชาติ รวมถึงการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์อื่นเพื่อ
ความอยู่รอด ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงหรือทำลายระบบนิเวศทาง
ธรรมชาตินั้น เปรียบเสมือนการทำลายปัจจัยในการมีชีวิตรอดของ
ตนเอง