เว็บไซต์เพื่อการเรียนการสอนรายวิชาชีววิทยาเบื้องต้น


บทที่ 5
ปฏิสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม

 

 

เกริ่นนำ
นิเวศวิทยา เป็นการศึกษาด้านความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม การศึกษาทางนิเวศวิทยามี 4 ระดับ การศึกษาการรักษาดุลยภาพของสารประกอบภายในเซลล์และร่างกายของสิ่งมีชีวิตรายตัว ให้อยู่ในระดับเหมาะสมกับการเกิดเมตาโบลิสมต่างๆ ของเซลล์ และร่างกาย เป็นการศึกษาระดับสิ่งมีชีวิตรายตัว การศึกษาระดับประชากร เป็นการที่ศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงจำนวนและการกระจายพันธุ์ของประชากร และเมื่อประชากรมีปฏิสัมพันธ์กันระหว่างสปีชีส์แบบต่างๆ ทั้งทางด้านบวกและด้านลบต่อสปีชีส์ เป็นการศึกษาระดับสังคม นอกจากนี้ มีการศึกษาการไหลถ่ายเทสารและพลังงานในระบบนิเวศต่างๆ การหมุนเวียนของแร่ธาตุ สารอาหารและพลังงาน เป็นการศึกษานิเวศวิทยาระดับระบบนิเวศ

ปฏิสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม

ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม

1.1 ปัจจัยทางกายภาพมีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิต

กระบวนการเมตาโบลิสมในร่างกายของสิ่งมีชีวิตจะดำเนินไปได้นั้น ต้องมีเงื่อนไขขององค์ประกอบในเซลล์อย่างเหมาะสม และค่อนข้างคงที่ ปริมาณสารตั้งต้นและเอนไซม์เหมาะสมด้วย
สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ในสิ่งแวดล้อม ดังนั้นหากสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไปตามชั่วโมง วัน เดือน หรือฤดูกาล สิ่งมีชีวิตอาจมีการเปลี่ยนแปลงหรือควบคุมร่างกายตามการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมได้ระดับหนึ่ง กล่าวคือมีกระบวนการการรักษาสมดุลของปัจจัยต่างๆ ในร่างกาย(homeostasis) เพื่อให้ร่างกายทำงานได้ตามปกติ เป็นการรักษาดุลยภาพ หรือการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม ของสิ่งมีชีวิตทุกระดับตั้งแต่โปรโตซัวจนถึงสัตว์มีกระดูกสันหลัง
หากสิ่งมีชีวิตสามารถรักษาดุลยภาพภายในเซลล์และร่างกายไว้ได้ในเงื่อนไขหนึ่งของระบบนิเวศ มีชีวิตรอด ดำรงอยู่ เจริญเติบโต และแพร่พันธุ์ได้แล้ว เรียกว่าสิ่งมีชีวิตนั้นทนได้กับเงื่อนไขในระบบนิเวศนั้นๆ ซึ่งจัดว่าเป็นเงื่อนไขที่เหมาะสมต่อทำงานของเอนไซม์ในกระบวนการเมตาโบลิสมต่างๆ ของร่างกาย
สิ่งมีชีวิตจะมีช่วงของความทน (tolerance) ต่อการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม หรือเงื่อนไขทางกายภาพต่างๆ ได้ในระดับหนึ่ง แต่ไม่สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงได้ และถึงแก่ความตาย หากสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไปเกินกว่าความเหมาะสมต่อการทำงานปกติของเซลล์
สิ่งมีชีวิตบางชนิดอาจมีช่วงความทนกว้างๆ สำหรับปัจจัยหนึ่ง และมีช่วงความทนแคบๆสำหรับปัจจัยอื่นๆ และอาจมีความทนต่างกันเมื่ออยู่ในระยะของวงชีวิตต่างกันด้วย
สิ่งมีชีวิตจะมีช่วงความทนแคบลงมาตามลำดับ จากภาวะเพื่อการอยู่รอด ภาวะเพื่อการเจริญ และภาวะเพื่อการสืบพันธุ์
นอกจากนี้ สิ่งมีชีวิตต่างสปีชีส์กันจะมีค่าความทนสูงสุดและต่ำสุดสำหรับแต่ละปัจจัยไม่เท่ากันด้วย เป็นเหตุให้มันกระจายพันธุ์ตามภูมิภาคต่างๆ ได้ไม่เท่ากัน
เมื่อพบสิ่งมีชีวิตปรากฏอาศัยแพร่พันธุ์ได้ที่บริเวณใด เรียกบริเวณเหล่านั้นว่า ขอบเขตของการกระจายพันธุ์ (distribution range)
สำหรับสิ่งมีชีวิตที่มีช่วงความทนต่อปัจจัยต่างๆ กว้างๆ เรียกว่าเป็นพวกที่มีความทนกว้าง (eurytopic species) สำหรับสัตว์ที่มีช่วงความทนแคบจะเรียกว่า stenotopic species
สัตว์ที่มีความทนต่อทุกๆ ปัจจัยกว้างๆ จะสามารถกระจายพันธุ์ได้กว้างไกลกว่า
นอกจากเรื่องความทนต่อปัจจัยทางกายภาพแล้ว ในเรื่องของการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตนั้น สิ่งมีชีวิตต้องการสารอาหารและแร่ธาตุจำนวนหนึ่งที่จะทำให้มันอยู่รอดได้ สามารถเจริญเติบโตและสามารถสืบพันธุ์ได้ หากได้ต่ำกว่านี้จะจำกัดการรอดชีวิต การเจริญ และการสืบพันธุ์ ซึ่งปัจจุบันพบว่ามีธาตุอีกมากมายที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ แร่ธาตุในดินที่มีปริมาณแตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ มักจะเป็นปัญหาต่อการเจริญของพืช โดยเฉพาะแร่ธาตุสามชนิดคือ ไนโตรเจน โปตัสเซียมและฟอสฟอรัส
ในระบบนิเวศแต่ละระบบ อาจมีทรัพยากร (resources) เงื่อนไข (condition) หรือปัจจัย (factors) สำคัญต่อการเจริญ การสืบพันธุ์และการกระจายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต ในปริมาณที่ไม่เท่ากัน ทำให้สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศนั้นๆ ต้องแก่งแย่งกันเพื่อให้ได้มาซึ่งทรัพยากรที่จำกัด ตัวอย่างเช่นระบบนิเวศบนบกจะมีความเข้มของแสง ปริมาณน้ำฝน และแร่ธาตุในดิน ที่ต้องแก่งแย่งกัน สำหรับในทะเลจะมีค่าpHของน้ำ การไหลของกระแสน้ำ ความเค็ม และปริมาณออกซิเจนเป็นปัจจัยจำกัดที่มีอิทธิพลมากต่อสัตว์น้ำ ในทะเลทรายนั้นมีปริมาณน้ำ และแร่ธาตุในดิน อาหารของสัตว์ เป็นปัจจัยที่ต้องแก่งแย่งกันเป็นต้น
สิ่งมีชีวิตที่พบอาศัยอยู่ในพื้นที่หนึ่งๆ นั้น อาจกล่าวได้ว่าเนื่องจากสถานที่นั้นมีปัจจัยต่างๆ ที่จำเป็นต่อการเจริญ การสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตอย่างเพียงพอ แม้ว่าจะไม่ใช่บริเวณที่เหมาะสมที่สุดของมัน อาจเป็นเพราะว่าในพื้นที่ที่เหมาะสมมากกว่านั้น มีอิทธิพลด้านอื่นที่ทำให้อาศัยไม่ได้ เช่นภาวะการล่า ภาวะปรสิตและการแข่งขัน

1.1.1 ปัจจัยทางกายภาพที่สำคัญ

ปัจจัยทางกายภาพที่สำคัญต่อการดำเนินชีวิต คือทรัพยากร ได้แก่ อาหารและน้ำ แร่ธาตุ ที่อยู่อาศัย อากาศหายใจ และปัจจัยสำคัญต่อการอยู่รอด เช่นอุณหภูมิ ความชื้น ความกดอากาศ แรงดันน้ำ ปริมาณแสง ฯ
สิ่งมีชีวิตต้องรักษาระดับสารสำคัญในร่างกายให้สมดุล โดยปัจจัยทางกายภาพเหล่านั้นมีความสำคัญดังนี้
สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ใช้ก๊าซออกซิเจนในการสันดาปสารอาหารในเซลล์ เพื่อให้ได้พลังงานในการทำกิจกรรมต่างๆ ในชีวิตประจำวัน ตั้งแต่การรักษาสมดุลของร่างกาย รวมถึงการกำจัดของเสีย และกิจกรรมอื่นๆ (ใช้หาอาหาร วิ่งหนีศัตรู สร้างรัง ฯลฯ) ดังนั้นสิ่งมีชีวิตต้องมีอวัยวะเพื่อรับก๊าซออกซิเจนจากสภาพแวดล้อมอย่างเหมาะสม เช่นปลาใช้เหงือก เต่าใช้ปอด และกบใช้ผิวหนังและปอดเป็นต้น
สารอาหาร มีความสำคัญต่อร่างกาย โดยเป็นแหล่งพลังงานในการทำกิจกรรมทั้งหมด ดังนั้นอาหารจึงมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต ร่างกายคนต้องรักษาระดับน้ำตาลในเลือด (สารอาหารโมเลกุลเดี่ยว) ประมาณ 80-100 mg per 100 ml. หากมีมากกว่านี้หรือน้อยกว่านี้จะทำให้เกิดโรคต่างๆ
สัตว์ต้องการอาหาร เพื่อสร้างพลังงานที่ใช้ในการรักษาชีวิตไว้ และเพื่อรักษาสมดุลของร่างกาย เพื่อใช้สันดาปแล้วให้ความอบอุ่นต่อร่างกาย (เรียกกลุ่มสัตว์ที่มีการสร้างพลังงานความร้อนเองทั้งหมดว่า endothermic animals และเรียกกลุ่มสัตว์ที่ใช้ความร้อนจากจากแสงอาทิตย์เช่นการผึ่งแดด กับการสร้างขึ้นเองด้วยว่าเป็น ectothermic animals)
สารอาหารยังเป็นสารตั้งต้นในการสร้างเนื้อเยื่อ เพื่อการเจริญเติบโต และเพื่อการเจริญพันธุ์ด้วย
สิ่งมีชีวิตมีวิธีได้รับสารอาหารและพลังงานต่างกันไป พืชได้รับพลังงานจากแสงและ CO2 จากอากาศ เพื่อสังเคราะห์น้ำตาลและสารประกอบอื่นๆ แต่สัตว์ทั้งหมดใช้พลังงานจากการสลายสารอาหารที่มันกิน ซึ่งมาจากสิ่งมีชีวิตอื่นๆ สัตว์ควบคุมการรับสารอาหารโดยใช้ระดับปริมาณสารเช่นน้ำตาลกลูโคสในเลือดและแร่ธาตุในเซลล์และร่างกาย ตรวจสอบโดยระบบประสาทอัตโนมัติ หากมีปริมาณลดลงไปต้องกระตุ้นให้สัตว์เกิดการหิวและหาอาหารกิน
และโดยที่สารอาหารซึ่งเป็นแหล่งพลังงานมีจำกัด พลังงานจึงเป็นปัจจัยจำกัดของสิ่งมีชีวิตด้วย สิ่งมีชีวิตต้องจัดสรรพลังงานให้เหมาะสม โดยอันดับแรกนั้นต้องใช้ในการรักษาสมดุลของร่างกายให้มีรอดชีวิตก่อน ลำดับต่อมาเป็นการใช้ในการทำกิจกรรมประจำวัน (เช่นเดิน วิ่งจับเหยื่อ หนีศัตรู ป้องกันอาณาเขตฯ) พลังงานส่วนที่เหลือจะสะสมไว้ในเนื้อเยื่อเป็นการเจริญเติบโต และต้องมีมากพอจึงจะสามารถสืบพันธุ์ได้ เหล่านี้เป็นการจัดสรรพลังงานของสิ่งมีชีวิตให้เหมาะสมกับกิจกรรมต่างๆ และเมื่อจัดสรรอย่างเหมาะสมแล้ว สิ่งมีชีวิตจะประสบความสำเร็จ สามารถถ่ายทอดยีนต่อไปได้
น้ำเป็นองค์ประกอบของเซลล์และของเหลวอื่นๆ ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด น้ำจำเป็นต่อกระบวนการเมตาโบลิสมในร่างกาย เพราะเหตุที่การทำงานของร่างกายต้องมีเงื่อนไขที่เหมาะสม และเซลล์มีองค์ประกอบของสารต่างๆ ค่อนข้างคงที่ จึงต้องมีการควบคุมปริมาณน้ำในเซลล์ให้อยู่ในระดับที่คงที่
อุณหภูมิ นั้นมีอิทธิพลต่อกิจกรรมในเซลล์และร่างกายของสัตว์ ซึ่งจะจำกัดในช่วงอุณหภูมิหนึ่ง จาก 0 ?C ถึงประมาณ +50?C สัตว์จะตายเมื่ออุณหภูมิภายนอกสูงขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจาก เกิดการเสียสภาพของโปรตีน ซึ่งจะเกิดการตกตะกอน ที่อุณหภูมิประมาณ 45-55 ?C เอนไซม์ในร่างกายจะไม่ทำงานในภาวะที่เกินความเหมาะสมหรือเกินการทนได้ โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ ที่มีโปรตีนแทรกอยู่ หากเกิดการเสียสภาพ ย่อมเปลี่ยนแปลงการทำงานไปด้วย นอกจากนี้ อุณหภูมิสูง ทำให้ออกซิเจนที่ละลายในน้ำไม่เพียงพอต่อสัตว์
อุณหภูมิมีผลต่อการกระจายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากอุณหภูมิมีผลต่อกระบวนการ
เมตาโบลิสมในร่างกายนั่นเอง ซึ่งต้องกระจายอยู่ได้ในที่ที่เอนไซม์ในร่างกายทำหน้าที่ได้
สำหรับสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในบริเวณหนาวจัด มีน้ำแข็งปกคลุม น้ำภายในเซลล์จะแข็งตัวและทำให้เซลล์เสียหายและตายได้ จึงต้องมีการสร้างสารบางชนิดขวางการสร้างผลิตน้ำแข็งของน้ำในเซลล์ให้ไม่สามารถสร้างเต็มเซลล์ จึงเรียกว่าเป็นสารต่อต้านการแข็งตัวของน้ำในเซลล์ (anti-freeze substance) สารนี้ได้แก่ ไกลโคโปรตีน พบในปลาขั้วโลก เป็นต้น
สำหรับสัตว์ที่ไม่มีสารนี้อาจต้องอพยพหนี หรืออาจอาศัยโดยต้องลดกิจกรรมของร่างกายเข้าสู่ระยะเฉื่อยชา (hibernation) ไม่มีกิจกรรมประจำวัน จะขดนิ่งอยู่ในรู ร่างกายมีอุณหภูมิต่ำลงมาก (แต่ไม่เกินขีดความทนของมัน) เมื่อพ้นภาวะรุนแรงที่สุดไป สัตว์จะตื่นจากระยะเฉื่อยนั้นและดำเนินชีวิตโดยการออกหากินอาหารชดเชย และเมื่อมีพลังงานเหลือพอจึงจะสืบพันธุ์ ภาวะเฉื่อยชานี้ มีวิวัฒนาการมาเพื่อหลีกเลี่ยงการตายเนื่องจากการรักษาอุณหภูมิให้ปกติไม่ได้ ในภาวะขาดแคลนอาหารจากสภาพรุนแรงของอากาศ
แร่ธาตุ หรืออิออนในน้ำเลือด หรือของเหลวในเซลล์ มีความสำคัญต่อการทำงานของเซลล์ ต้องมีในปริมาณพอเหมาะ โดยรับมาพร้อมกับอาหาร น้ำดื่ม หรือการแพร่เข้าทางเหงือก ร่างกายสูญเสียแร่ธาตุทางปัสสาวะ และเหงื่อ จึงต้องได้รับชดเชยกันโดยการดื่มน้ำ หรือดึงน้ำและแร่ธาตุจากสิ่งแวดล้อมโดยกระบวนการ active transport สำหรับแร่ธาตุที่มีมากเกินไปเพราะได้มากับอาหารนั้นจะมีอวัยวะกำจัดออกอย่างเหมะสม เช่นการขับเกลือออกทางไต และทางต่อมขับเกลือต่างๆ หากเป็นสัตว์น้ำจืดที่ขาดแคลนแร่ธาตุ จะทำการดึงธาตุ อิออนจากน้ำเข้ามาทางเซลล์เหงือกโดยใช้พลังงานเช่นกัน สำหรับน้ำที่ออสโมซีสเข้ามามากเกินตามผิว และเหงือกของสัตว์น้ำนั้น สัตว์ต้องกำจัดทางการขับปัสสาวะที่เจือจาง
สำหรับปัจจัยอื่นๆ ได้แก่ แสง แรงกดอากาศ แรงกดของน้ำ pH ในดินและน้ำนั้น กระแสลมกระแสน้ำ สิ่งมีชีวิตต้องอาศัยในพื้นที่ที่มันสามารถทนได้ดีโดยมีการปรับสรีระ สัณฐานวิทยาของร่างกาย ตลอดจนพฤติกรรมให้สอดคล้องกับระบบนิเวศ ตัวอย่างเช่น แสงสำคัญต่อพืช บริเวณที่มีแสงน้อย เช่นใต้ร่มเงาของต้นไม้ใหญ่ในป่า จะมีพืชชนิดใช้แสงน้อยได้เจริญ (เรียกว่าเป็นพืชทนร่ม) ในทะเลทรายมีแดดแรงมาก เป็นพืชกลุ่มที่ต้องการแสงแดดเข้ม สัตว์มีนาฬิกา-
ชีวภาพตอบสนองต่อแสง เช่นออกหากินเวลากลางคืน หรือกลางวัน สัตว์อพยพโดยมีแสง ช่วงความยาวของวันและอุณหภูมิเป็นสิ่งกระตุ้น ปลาทะเลลึกที่อาศัยบริเวณที่มีแต่ความมืด ต้องพัฒนาอวัยวะสร้างแสงเอง มีแรงกดดันภายในร่างกายเท่าๆ กับแรงกดของน้ำที่ระดับลึกนั้น เป็นต้น
ชนิด และองค์ประกอบ ของดินและหินในพื้นที่หนึ่งๆ เกี่ยวกับปริมาณแร่ธาตุในดินและน้ำ การมีแร่ธาตุมากเกินไป หรือขาดแคลน มีอิทธิพลต่อการรอดของพืช และกระจายพันธุ์ของพืชและสัตว์อย่างมาก
นอกจากนี้ การเกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ได้แก่ การเกิดไฟไหม้ป่า แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด ซึ่งจัดว่าเป็นการรบกวนระบบนิเวศโดยธรรมชาตินั้น มีผลต่อการรอดของพืชและสัตว์ ทำให้สิ่งมีชีวิตที่เป็นองค์ประกอบของสังคมและระบบนิเวศเปลี่ยนแปลงไป

1.2 ปัจจัยชีวภาพมีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิต

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดอาศัยในระบบนิเวศ หรืออาจกล่าวได้ว่าเป็นโครงสร้างหนึ่งในระบบนิเวศ สิ่งมีชีวิตเกิดและดำเนินชีวิตสอดคล้องกับลักษณะของถิ่นอาศัย มีการรักษาสมดุลของร่างกาย มีรูปแบบการดำเนินชีวิตและพฤติกรรมเหมาะสมกับระบบนิเวศหนึ่งๆ และตามความสามารถที่มีวิวัฒนาการมา มีวิถีชีวิตเฉพาะสปีชีส์ หรือเรียกว่าชีพพิสัยของสิ่งมีชีวิต (niche หรือ ecological niche) ซึ่งจะบ่งบอกว่าเมื่อไรที่จะพบเจอมัน มันการออกหากินในเวลาใด อาศัยในถิ่นอาศัยแบบใด และกินอะไร ชีพพิสัยนี้บ่งบอกหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศด้วย เช่นบอกตำแหน่งของมันในระดับของการถ่ายทอดสารอาหารในห่วงโซ่อาหาร
การที่พืชสีเขียวดักจับพลังงานแสงแล้วสร้างอาหารขึ้นเองได้ เป็นแหล่งอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ดังนี้ถือว่า พืชมีหน้าที่เชิงนิเวศคือสร้างอาหารให้ระบบนิเวศ และการที่ผู้บริโภคมากินพืช ทำให้สารอาหารเหล่านั้นถ่ายทอดออกไปสู่สิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีก เรียกว่าผู้บริโภค มีหน้าที่ทำให้สารอาหารหมุนเวียนไป และผ่านไปในสิ่งมีชีวิตต่างๆ อีกทั้งทำหน้าที่ควบคุมประชากรของสัตว์หรือพืชที่มันกิน
เมื่อสิ่งมีชีวิตตายไป ย่อมถูกย่อยสลายโดยเห็ด รา และจุลินทรีย์ จนได้เป็นสารอาหารในรูปที่พืชสามารถนำไปใช้ได้อีก สะสมอยู่ที่ดิน หน้าที่เชิงนิเวศของผู้ย่อยสลายเหล่านี้คือ เป็นผู้ปลดปล่อยธาตุอาหารจากรูปแบบที่พืชไม่สามารถใช้ได้ให้อยู่ในรูปแบบที่พืชนำมาใช้ได้ จึงเป็นผู้ทำให้ธาตุอาหารหมุนเวียนครบวงจรจากสิ่งมีชีวิตสู่สิ่งแวดล้อมและสู่สิ่งมีชีวิตอีก
เมื่อพิจารณาสปีชีส์ในด้านชีพพิสัยแล้ว โครงสร้างทางชีวภาพของระบบนิเวศจะประกอบด้วย 2 ส่วนคือ
ก. autotrophic (self feeding) เป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่สร้างสารอาหารจากการตรึงพลังงาน
จากแสงแดดและอนินทรีย์สารจากดิน มาสร้างเป็นอินทรีย์สารในเซลล์ของมัน(ยกเว้นพวกไลเคนที่ใช้สารอนินทรีย์จากอากาศและจากการละลายในน้ำฝน)
ข. heterotrophic (other feeding) เป็นผู้ที่กินผู้อื่น มีการจัดสร้างสารขึ้นมาใหม่จากการ
กิน การย่อยเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตอื่น
สำหรับผู้บริโภคในสังคมหนึ่งๆ มีหน้าที่เป็นผู้ควบคุมประชากรของสัตว์ หรือพืชอื่นๆ โดยเป็นผู้ล่า(predator) หรือปรสิต (parasite) ของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ให้ประชากรอยู่ในภาวะสมดุล
ทั้งผู้ล่า เหยื่อ เจ้าบ้าน และปรสิตจะมีอิทธิพลต่อพฤติกรรม รูปแบบการดำเนินชีวิต และการกระจายพันธุ์ซึ่งกันและกัน เรียกว่าเป็นวิวัฒนาการร่วมกัน (co-evolution)
ประชากรในสังคม มีการใช้ทรัพยากร ซึ่งอาจเป็นชนิดเดียวกันกับสปีชีส์อื่น ตามแต่ลักษณะชีพพิสัยของแต่ละสปีชีส์ หากเป็นกรณีใช้ทรัพยากรเดียวกัน และทรัพยากรนั้นมีจำกัด ย่อมเกิดการแก่งแย่ง (competition) กัน นักนิเวศวิทยาสนใจปฏิสัมพันธ์ด้านการล่า การเป็นปรสิต และการแก่งแย่งกันมากกว่าปฏิสัมพันธ์แบบอื่นๆ เนื่องจากเป็นเหตุให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของประชากรของอีกฝ่ายหนึ่ง ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ส่งผลด้านลบต่ออีกประชากรหนึ่ง
สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต ในรูปอื่นๆ ที่ทำให้เกิดประโยชน์ต่อสปีชีส์ของมัน ได้แก่ การพึ่งพา (mutualism) เช่นไลเคน เป็นการพึ่งพาตลอดกาลของราและสาหร่าย โปรโตซัวกับปลวก และสัตว์เคี้ยวเอื้องต่างๆ บางชนิดเป็นฝ่ายเกื้อกูล ให้อีกฝ่ายได้รับประโยชน์ (commensalism) เช่นปลาการ์ตูนอาศัยหลบภัยในดอกไม้ทะเล กล้วยไม้อาศัยบนต้นไม้ใหญ่ หรือการได้ประโยชน์ที่มีความเฉพาะเจาะจงกัน เช่นผู้ถ่ายละอองเกสร (ได้แก่แมลงภู่ นก ค้างคาว) กับพืชชนิดที่มันกิน(และช่วยผสมเกสรไปในตัว)การได้ประโยชน์เพราะมาร่วมมือกันเป็นบางครั้ง (protocooperation) เช่นนกเอี้ยงกับสัตว์ป่าพวกควายป่า เพลี้ยอ่อนกับมด การร่วมมือกันล่าเหยื่อ หรือร้องเมื่อมีศัตรูผู้ล่าเข้ามาใกล้ฝูง บางครั้งการดำเนินชีวิตของสิ่งมีชีวิตมีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เช่นนกทะเลสร้างรังแล้วขี้ออกมาจำนวนมากทำให้ไลเคน และพืชบริเวณนั้นตาย เรียกว่า amensalism การดำเนินชีวิตของคนมักก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อย่างมากเช่นกัน บางกรณีร้ายแรงจนสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นสูญพันธุ์ไป และเมื่อใดที่สิ่งมีชีวิตไม่ต้องการทรัพยากรเดียวกัน และการดำเนินชีวิตไม่เกี่ยวข้องกัน มันจะไม่มีผลกระทบต่อกัน เรียกว่า neutralism
สรุปความสัมพันธ์แสดงประโยชน์และโทษระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วยกันดังในตารางที่ 1
โดยสรุปแล้ว ในธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตมักมีความสัมพันธ์กันไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง และธรรมชาติจะมีการคัดเลือกพันธุ์สิ่งมีชีวิตที่สามารถดำเนินชีวิตด้านการหากิน การหลีกเลี่ยงการถูกจับกินและการสืบพันธุ์อย่างมีประสิทธิภาพ คือประหยัดพลังงานและสามารถสืบทอดยีนต่อไปได้มากๆ และเลี้ยงดูลูกให้สามารถมีชีวิตรอดจนสามารถสืบพันธุ์ได้
ดังนั้นสิ่งมีชีวิตต้องมีการวิวัฒนาการร่างกาย ปรับการดำเนินชีวิต และพฤติกรรมให้สามารถใช้พลังงานในกิจกรรมต่างๆ อย่างมีประสิทธิภาพ จึงจะสามารถดำรงเผ่าพันธุ์และปรากฏอยู่ในที่ต่างๆ บนโลกนิเวศนี้ได้

ตารางที่ 1 ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิต(ดัดแปลงจาก Odum,1985 อ้างถึงใน Pearce,1997)

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2. การศึกษาประชากร
การที่สปีชีส์ใดๆ ประสบความสำเร็จ สามารถเพิ่มจำนวนได้ คือการขยายขนาดประชากร(population) ของสปีชีส์นั้น และหากบริเวณนั้นมีปัจจัยที่จำเป็นต่อการดำเนินชีวิต โดยเฉพาะอาหาร ที่อยู่อาศัย คู่ผสมพันธุ์ เงื่อนไขทางกายภาพเหมาะสม และไม่ถูกรบกวนอย่างรุนแรงโดยธรรมชาติแล้ว สปีชีส์นั้นจะขยายจำนวนเพิ่มขึ้นตามความสามารถของการสืบพันธุ์ของมัน
แต่ในความเป็นจริงแล้ว ธรรมชาติมีปัจจัยสำคัญต่อการดำรงชีวิตจำกัด อาหารอาจอุดมสมบูรณ์ในบางฤดูกาล บางเวลาน้ำอาจแห้งลงไป หรือน้ำท่วมขัง หรืออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงมาก หนาวเย็นมาก หรืออุณหภูมิสูงขึ้นมาก สัตว์อาจไม่สามารถรอดชีวิต หรือสืบพันธุ์ได้ในเงื่อนไขแบบนั้น บางสปีชีส์ทนเงื่อนไขรุนแรงนั้นไม่ได้ ต้องอพยพออก ตัวอย่างเหล่านี้เป็นผลของสภาพแวดล้อม และสภาพอากาศที่มีอิทธิพลต่อการขยายจำนวนประชากร
ประชากรจะเปลี่ยนแปลง( population change) โดยเพิ่มจำนวนขึ้น (increase) หรือลดจำนวนลง(decrease) ขึ้นอยู่กับอัตราการเกิด (ซึ่งขึ้นอยู่กับค่าความสามารถในการสืบพันธุ์ของมัน คือค่า r ) อัตราการตาย การอพยพเข้าและอพยพออก (ซึ่งมีอิทธิพลมาจากสภาพอากาศหรือสภาพแวดล้อม)
ประชากรหน่วยหนึ่ง (จำนวนในสปีชีส์หนึ่งในพื้นที่หนึ่ง ในระยะเวลาหนึ่ง) เปรียบเสมือนดำเนินชีวิตไป ใน 3 ระยะ (phase) คือ ระยะการเจริญ(growth) ระยะการทรงตัว (stability) และระยะการลดลง (decline) ของจำนวนประชากรสปีชีส์นั้นๆ
ประชากรเติบโต เป็นเวลาที่ทรัพยากรมีเพียงพอต่อการดำเนินชีวิต จึงทำให้มีการสืบพันธุ์อย่างรวดเร็ว อัตราการตาย (death rate)ต่ำ เป็นระยะที่มีการเพิ่มจำนวนประชากร
ประชากรคงตัว เป็นการคงตัวของประชากร ไม่มีการเพิ่มจำนวน โดยมากแล้วประชากรจะคงตัวเป็นเวลานาน
การลดลงของประชากร ระยะเวลาที่จำนวนของประชากรลดลง ซึ่งอาจลดลงจนถึงขั้นสูญพันธุ์ไป
สาเหตุการลดจำนวนลง ได้แก่การขาดแคลนปัจจัยในการดำรงชีวิต อาจเป็นเพราะประชากรมีมากเกินไป หรือเกิดจากการถูกรบกวนโดยมนุษย์ โดยการใช้ประโยชน์มากเกินไป (ล่ามากไป) หรือการทำลายถิ่นอาศัยให้เป็นหย่อมๆ และภัยธรรมชาติ เช่นไฟป่า ภูเขาไฟระเบิด แผ่นดินไหว น้ำท่วม
จำนวนสมาชิกในประชากร เป็นเกณฑ์ที่บ่งชี้ว่า มันมีจำนวนถึงขั้นเป็นอันตรายต่อยีนหรือไม่ หมายถึงจำนวนลดลงมากจนเกิดการผสมพันธุ์ในเครือญาติหรือไม่ หากมีจำนวนลดลงถึงระดับหนึ่งที่เป็นอันตรายนี้ เรียกว่าสัตว์อยู่ในภาวะคุกคาม (endangered species) ซึ่งในความเป็นจริงแล้ว ผู้ล่าขนาดใหญ่มักสู่ภาวะนี้ และหากผู้ล่านั้นเป็นผู้ควบคุมสมดุลของระบบนิเวศ(เป็น keystone species)แล้ว ระบบนิเวศอาจเปลี่ยนแปลงไปในทางลบ เช่นเกิดการระบาดของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่อาจเป็นศัตรูพืช หรือทำให้สัตว์อื่นๆ ที่แก่งแย่งไม่ได้สูญพันธุ์ หรือวัชพืช เช่นต้นไมยราบยักษ์ เป็นต้น

2.1 การเติบโตของประชากร (population growth) มีสองลักษณะ

ก. การเติบโตของประชากรสิ่งมีชีวิตประเภทที่มีวงชีวิตในหนึ่งปี ตัวเต็มวัยตายเมื่อสิ้นสุดฤดูการสืบพันธุ์ เช่นแมลง จะวางไข่แล้วตายไป การเพิ่มจำนวนประชากรของสิ่งมีชีวิตชนิดนี้จะขึ้นอยู่กับปัจจัยทางกายภาพ หรือสภาพแวดล้อม ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของประชากร จะเรียกว่าเป็นการควบคุมขนาดประชากร โดยไม่ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของประชากร
ข. การเพิ่มของประชากรแบบต่อเนื่อง ได้แก่พืช และสัตว์ที่มีอายุมากกว่าหนึ่งฤดูกาลสืบ
พันธุ์ ประชากรจะรวมตัวที่รอดมาจากรุ่นก่อนด้วย เรียกว่าประชากรมีการซ้อนทับกัน (overlapping generation) อัตราการเพิ่มจำนวนประชากรพวกนี้อาจจำกัดด้วยความหนาแน่นของประชากรเองเป็นสำคัญ (density-dependent regulation)
ขนาดของประชากรที่ไม่มีขีดจำกัดในเรื่องปัจจัยต่างๆ การเพิ่มประชากรขึ้นอยู่กับความสามารถของการสืบพันธุ์ของมัน ขนาดประชากรเริ่มต้น และเวลาที่ผ่านไป

ประชากรถูกจำกัดจำนวนอย่างไร
โดยธรรมชาติแล้ว ประชากรของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีแนวโน้มที่จะเพิ่มจำนวนให้มากที่สุด
ตราบนานเท่านาน เท่าที่มีทรัพยากร แต่ในธรรมชาติ ไม่มีประชากรใดเติบโตขึ้นเรื่อยๆ ตลอดเวลา เนื่องจากปริมาณอาหารและปัจจัยอื่นๆ ในธรรมชาติที่มีจำกัดนั้น จะเป็นผู้ควบคุมจำนวนของสิ่งมีชีวิต เรียกว่า ธรรมชาติมีขีดจำกัด (carrying capacity = K หมายถึงจำนวนสูงสุดที่แต่ละสปีชีส์จะมีได้ ตามความสามารถในการรองรับของระบบนิเวศ) เมื่อทรัพยากรต่างๆนั้นมีจำกัด สิ่งมีชีวิตจะต้องแข่งขันกันเพื่อครอบครองหรือเพื่อใช้ทรัพยากรที่เหลืออยู่นั้น การแข่งขันจะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและทรัพยากรที่เหลืออยู่ เป็นการควบคุมประชากรโดยความหนาแน่นของประชากรเอง (density-dependent regulation)
ในด้านการอนุรักษ์ จะมุ่งความสนใจหรือให้ความสำคัญไปที่สัตว์ขนาดใหญ่ที่มีความสามารถในการเพิ่มจำนวนต่ำ มีระยะเวลาเติบโตจนถึงวัยที่จะให้ลูกได้(generation time) ยาวนาน และให้ลูกจำนวนน้อย

2.2 ลักษณะของประชากร (Population characteristics)

ประชากรมีคุณสมบัติเฉพาะกลุ่ม ขึ้นอยู่กับสมาชิกของประชากรว่าเป็นสปีชีส์ใด มีขนาดรูปร่าง วงชีวิต อายุขัย สัดส่วนเพศ และอายุวัยเจริญพันธุ์เป็นอย่างไร
ลักษณะของประชากรแสดงออกในรูปของความหนาแน่น (density คือจำนวนตัวต่อพื้นที่) และการกระจายพันธุ์ (spacing หรือ dispersion patterns ซึ่งเป็นการวางตัวของสิ่งมีชีวิตในพื้นที่นั้นๆ)
ความหนาแน่นของประชากรคือจำนวนตัวต่อพื้นที่ ในเวลาใดเวลาหนึ่งอาจวัดเป็นมวล (biomass) หรือจำนวนเซลล์ต่อตารางมิลลิเมตร หรือหน่วยอื่นๆ ขึ้นอยู่กับสปีชีส์ของสิ่งมีชีวิตนั้น
การกระจายพันธุ์ของประชากร
การกระจายของประชากร คือรูปแบบการกระจายของระยะห่างระหว่างสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในบริเวณหนึ่ง (spacing)
สืบเนื่องจากสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมกับสิ่งมีชีวิตหนึ่งๆ นั้นไม่สม่ำเสมอเท่ากันทั่วทุกบริเวณของโลก เป็นหย่อมๆ (patchness) หรือมีอิทธิพลจากสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่อาศัยร่วมกันในสังคมนั้นๆ (การล่า การแข่งขันสูง หรือการมีปรสิต) สิ่งมีชีวิตสปีชีส์หนึ่งๆ จึงมีรูปแบบการกระจายพันธุ์แตกต่างกัน ดังนี้
การกระจายเป็นหย่อมๆ (clumped dispersion) เป็นการกระจายตัวเป็นหย่อมๆ เนื่องจากสภาพดินไม่เหมาะสม แมลงและแอมพิเบียนมักพบเป็นกลุ่มในที่ชื้นในสระน้ำ มากกว่าพื้นที่แห้งแล้งเป็นต้น
การกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ (uniform or even dispersion) เป็นการวางระยะห่างกันคงที่ หรือกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในพื้นที่ เช่นการกระจายตัวของพืชทะเลทราย การวางตัวของเซลล์ในรังผึ้งเป็นต้น บางครั้งความคงที่เกิดจากการแสดงอาณาเขต (territory) ของสัตว์ก็ได้
การกระจายที่ไม่มีรูปแบบ (random spacing, patterness dispersion) เป็นการวางตัวในพื้นที่ ที่ขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ ที่ขึ้น หรืออาศัยอยู่ก่อนแล้ว จึงไม่มีแบบแผนแน่นอน
นักนิเวศวิทยาจำเป็นต้องศึกษาความหนาแน่นและรูปแบบการกระจายของประชากรนั้นๆ การรู้ขนาดที่แท้จริงของประชากรที่ใกล้สูญพันธุ์ จะทำให้สามารถวางแผนได้การจัดการการใช้ทรัพยากรนั้นได้อย่างถูกต้องเหมาะสม และหาวิธีป้องกันมิให้สูญพันธุ์ได้

2.3ปัจจัยในการควบคุมขนาดประชากร

สิ่งแวดล้อมนั้นเป็นปัจจัยสำคัญในการควบคุมประชากรให้อยู่ในสภาพคงตัว หรือลดลง มีสองปัจจัยสำคัญคือ
1. ปัจจัยทางกายภาพ ได้แก่สภาพอากาศ พื้นที่ การเกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ การ
ถูกรบกวนเช่นไฟป่า น้ำท่วม แผ่นดินไหว El Nino รังสี UV ที่รุนแรงขึ้น และมลภาวะต่างๆ
2. ปัจจัยทางชีวภาพ เป็นการแก่งแย่งแข่งขันเพื่อให้ได้มาซึ่งทรัพยากร การล่า และอิงอาศัย ระหว่างประชากรภายในและต่างสปีชีส์ ได้แก่
ภาวะแข่งขัน (competition) เป็นการแก่งแย่งเมื่อสิ่งมีชีวิตสองตัว (ในสปีชีส์เดียวกันหรือต่างสปีชีส์กัน) ใช้ทรัพยากรแบบเดียวกัน ซึ่งทรัพยากรมักมีจำกัด จะมีกลยุทธ์เช่นการปล่อยสารเคมีทางราก ยับยั้งการเจริญของพืชชนิดอื่นบริเวณนั้น เช่นต้น black walnut ยับยั้งหญ้าอัลฟาฟาไม่ให้เจริญเกิดเป็นวงกว้างที่โคนต้น (การปล่อยสารพิษที่กลายมาเป็นยาปฏิชีวนะให้คน ของราเพนนิซิลินก็เช่นกัน) กรณีนี้เรียกว่า allelopathy
ภาวะการล่า (predation) ผู้ล่ามักจะฆ่าและกินสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ผู้ล่าจะจำกัดประชากรของเหยื่อ ซึ่งบางครั้งรุนแรง ทำให้เหยื่อหมดไปหรือสูญพันธุ์ไปได้ (กรณีล่าจนสูญพันธุ์ไป) แต่มักไม่เกิดในธรรมชาติ เนื่องจากเหยื่อมักมีกลยุทธ์เพื่อหลีกเลี่ยงการถูกจับกิน เช่นมีการพรางตัว มีพิษ ฯลฯ ซึ่งจะทำให้ไม่ถูกจับกินได้โดยง่าย นอกจากนี้เหยื่อจะสามารถหลบหนีได้ในบริเวณที่ผู้ล่าเข้าไม่ถึง อีกประการหนึ่ง ผู้ล่าเองมักจะเปลี่ยนชนิดของเหยื่อ เมื่อประชากรของเหยื่อลดน้อยลง
ภาวะปรสิต (parasitism) เป็นการอิงอาศัยที่ฝ่ายหนึ่งได้รับประโยชน์และอีกฝ่ายเสียประโยชน์ ปรสิตได้แก่ปรสิตภายในและภายนอกร่างกาย และเชื้อโรคต่างๆ ปรสิตสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่มันอิงอาศัย เนื่องจากมันเองก็ต้องการแพร่พันธุ์ ไม่ต้องการถูกกำจัดออก ดังนั้นมันจึงต้องพัฒนาพันธุกรรมให้มีการหลบหลีกการกำจัดของเจ้าบ้านได้ จึงเป็นเหตุให้เจ้าบ้านล้มตายมาก เนื่องจากพัฒนาภูมิคุ้มกันไม่ทันการแปรผันทางพันธุกรรมของมันนั่นเอง
จากภาวะการแก่งแย่งแข่งขัน การล่า และปรสิต เป็นปัจจัยสำคัญที่ผลักดันให้เกิดการปรับ (adaptation) ด้านสรีระร่างกาย สัณฐานวิทยา และพฤติกรรมของพืชและสัตว์อย่างมากเพื่อหลีกเลี่ยงการถูกจับกิน และถูกอิงอาศัย หรือเพื่อให้มีประสิทธิภาพในการล่าเหยื่อมากขึ้น หรือให้ได้มาซึ่งทรัพยากรมากขึ้น ดังนั้นทั้งเหยื่อและผู้ล่า ปรสิตและเจ้าบ้าน หรือสิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่แข่งขันกัน ต้องมีกลยุทธ์ข้างต้น ทั้งสองฝ่ายนี้มีวิวัฒนาการร่วมกัน เป็นเหตุให้สามารถดำรงอยู่ในโลกนิเวศนี้ด้วยกัน ตัวอย่างเช่นการมีรูปร่างเหมือนกิ่งไม้แห้งของตั๊กแตน ทำให้ผู้ล่าสังเกตเห็นยากขึ้น จึงลดการตายเพราะถูกจับกิน ตั๊กแตนสปีชีส์นี้จึงเหลือรอดและถ่ายทอดยีนที่ให้รูปร่างแบบกิ่งไม้แห้งเรื่อยมาจนถึงปัจจุบัน


2.4 การจัดการประชากร (Managing population)

ความจำเป็นในการควบคุมประชากร เนื่องจากประชากรสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ต้องมีการใช้
พลังงานและใช้ทรัพยากรต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นอาหาร ที่อยู่อาศัย และทรัพยากรอื่นๆ ในการดำรงชีวิตและสืบพันธุ์ หากมีประชากรแต่ละสปีชีส์มากเกินไป ทรัพยากรที่มีจำกัดบนโลกนี้ย่อมถูกใช้หมดไป ซึ่งแน่นอนว่าทรัพยากรอาหาร ที่อยู่อาศัย และปัจจัยที่สำคัญอื่นๆ ย่อมไม่เพียงพอ นอกจากนี้ทรัพยากรอื่นๆ โดยเฉพาะทรัพยากรเชื้อเพลิงที่มนุษย์ใช้เพื่อกิจกรรมอื่นๆ ด้วย หากมนุษย์มีมากเกินไป แหล่งเชื้อเพลิงดิบ ย่อมผลิตให้ไม่เพียงพอกับความต้องการใช้ (การกำเนิดเชื้อเพลิงดิบที่เป็นฟอสซิลนั้นใช้เวลานับร้อยปีขึ้นไป) ทั้งนี้รวมถึงแหล่งที่อยู่อาศัยและทรัพยากรอื่นได้แก่ น้ำสะอาด อากาศบริสุทธิ์ ผืนดินอันอุดมสมบูรณ์ (ที่มนุษย์ใช้อย่างฟุ่มเฟือยและผิดประเภทเสมอๆ) นั้นไม่เพียงพอ จึงควรควบคุมประชากรของมนุษย์ไม่ให้มีเกินความสามารถที่โลกจะรองรับได้ เพื่อสภาพแวดล้อมที่จำเป็นอื่นๆ นั้นเพียงพอกับความต้องการของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ทำไมต้องคำนึงถึงสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ก็เพื่อการจะดำรงความหลากหลาย ซึ่งเสมือนดำรงความมีเสถียรภาพของระบบนิเวศไว้ ทั้งนี้ผลประโยชน์จากความหลากหลายและความมีเสถียรภาพนี้ มนุษย์ย่อมได้รับประโยชน์ด้วยทั้งสิ้น
ประชากรของสิ่งมีชีวิตในโลกนี้จะถูกควบคุมตามธรรมชาติ ให้มีในขนาดพอเหมาะ ไม่มากเกินไปจนเสียสมดุลและเกินขีดจำกัด (ค่า carrying capacity) ของธรรมชาติ อย่างไรก็ดี ประชากรของสิ่งมีชีวิตบางชนิดที่มนุษย์จัดการให้เหนือธรรมชาติ เช่นให้พื้นที่อาศัยและอาหารอย่างไม่จำกัด อีกทั้งป้องกันศัตรูให้เหล่านี้ จะทำให้ประชากรของมันมีจำนวนมากเกินปกติ การกระทำเช่นนี้เป็นการขัดต่อหลักการรักษาสมดุลประชากรของระบบนิเวศ แต่พวกมันอาจถูกควบคุมและจัดการได้เนื่องจากเป็นอาหารของมนุษย์ แต่เมื่อพิจารณาในภาพรวมแล้ว ประชากรของสัตว์ชนิดใดหรือพืชชนิดใดที่มีมากเกินไป อาจถูกควบคุมด้วยแรงผลักดันทางธรรมชาติให้สมดุล เช่นการทำให้เกิดโรคระบาด ศัตรูพืชระบาด เนื่องจากมันเป็นแหล่งอาหารอย่างดี ที่เชื้อโรคในธรรมชาติจะอาศัยแพร่พันธุ์ ประกอบกับพืชและสัตว์ที่มีมากนั้นไม่สามารถพัฒนาระบบภูมิคุ้มกันให้ทันต่อการเปลี่ยนแปลงสายพันธุ์ของเชื้อโรค ที่มีการพัฒนาเปลี่ยนแปลงสายพันธุ์ของมันอยู่ตลอดเวลาและรวดเร็วกว่ามาก (เพราะเชื้อโรคเองก็ไม่ต้องการสูญพันธุ์โดยการถูกกำจัดให้หมดไป) ดังนั้นการเพิ่มจำนวนสัตว์และพืชที่มนุษย์ใช้ประโยชน์ จนมีจำนวนมากเกินศักยภาพของธรรมชาติแล้ว มนุษย์ต้องยอมรับว่า จะต้องเสี่ยงกับการเกิดโรคระบาด อย่างกรณีไข้หวัดนก เป็นต้น
ในกรณีของสัตว์หรือพืชป่าที่ใกล้สูญพันธุ์ อาจจำเป็นต้องดำเนินการช่วยเหลือด้วยวิธีทางวิทยาศาสตร์ เช่นช่วยผสมพันธุ์ ช่วยป้องกันกำจัดศัตรูธรรมชาติให้ นำมาเพาะเลี้ยงในที่กักขัง เพื่อรักษาชนิดพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นให้คงอยู่ให้มากที่สุด ด้วยเหตุผลคือการรักษาความหลากหลายของพันธุกรรมไว้นั่นเอง

--------------------------------------------------------------------------------


3. การศึกษานิเวศวิทยาระบบนิเวศ
นักนิเวศวิทยามักพิจารณาระบบนิเวศในรูปแบบของการไหลของพลังงาน การไหลของ
ธาตุคาร์บอน และธาตุอาหารอื่นๆ เป็นวัฏจักร
ดังนั้น การศึกษานิเวศวิทยาระบบนิเวศ จึงสนใจศึกษาถึงการไหลถ่ายเทของสารอาหาร
และพลังงานในระบบนิเวศ การไหลเวียนของธาตุอาหารเป็นวัฏจักร ผ่านสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต ตลอดจนสนใจศึกษาการเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศด้วย
สืบเนื่องจากระบบนิเวศ มีองค์ประกอบ คือสิ่งไม่มีชีวิต ที่เป็นสภาพแวดล้อม และสิ่งมีชีวิต ได้แก่ผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยสลาย และสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จำเป็นต้องใช้ทรัพยากร (resources) ที่เป็นปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพ จึงเกิดเป็นความสัมพันธ์ หรือปฏิสัมพันธ์กันของสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตในระบบนิเวศ ทำให้เกิดลักษณะสำคัญ 2 ประการคือ การไหลของพลังงานจากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภคและผู้ย่อยสลาย และการไหลเวียนของสารอนินทรีย์ ได้แก่แร่ธาตุต่างๆ เป็นวัฏจักร จากสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ ผ่านไปยังสิ่งมีชีวิตและกลับคืนสู่สิ่งแวดล้อมอีก อย่างนี้เรื่อยไป ระบบนิเวศจึงดำเนินกิจกรรมไปได้
พลังงานจากดวงอาทิตย์ เป็นพลังงานรูปแบบแรกของระบบนิเวศ พลังงานนี้ บางส่วนจะถูกดักจับไว้โดยพืช และบางส่วนดูดซับโดยผิวดินผิวน้ำ (บางส่วนสะท้อนกลับในรูปพลังงานความร้อนซึ่งเป็นช่วงคลื่นยาว) พืชมีเซลล์และอวัยวะเฉพาะคือคลอโรพลาสต์ ที่ใบและส่วนที่เห็นเป็นสีเขียวต่างๆ ในการจับพลังงานแสง เพื่อสังเคราะห์อาหารโมเลกุลเดี่ยว ภายใต้สภาวะเช่นอุณหภูมิ และความเข้มของแสงเหมาะสม สร้างสารอินทรีย์เป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวออกมาเรียกว่า สารอาหาร เป็นแหล่งพลังงานรูปแบบที่สองที่เกิดขึ้นภายในระบบนิเวศ
สารอาหารที่สร้างขึ้นในพืชนี้ถูกนำไปใช้ในกิจกรรมประจำวันของพืช คือการหายใจให้ได้พลังงานในกิจกรรมรักษาสมดุลของสารและอุณหภูมิของเซลล์ การเคลื่อนไหว เป็นต้น ที่เหลือเป็นการเก็บสะสมในเนื้อเยื่อ ไว้ที่ลำต้น ราก ใบ และส่วนหนึ่งใช้ในการสืบพันธุ์ เพื่อผลิตดอก ผล และเมล็ด หรือแตกหน่อ สารอาหารที่เป็นสะสมและการมีผลและเมล็ดของพืชนี้เอง ที่เป็นแหล่งพลังงานสำหรับสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองไม่ได้พวกสัตว์ต่อไป
การไหลของพลังงานแสงจากนอกระบบสู่ในระบบเป็นทิศทางเดียว แต่การไหลของสารอาหารจากผู้ผลิต สู่ผู้บริโภคอันดับต่อไปจนสิ้นสุดที่ผู้ย่อยสลายนั้นเป็นวัฏจักร
การกินกัน ตั้งแต่กินผู้ผลิต และกินสัตว์ต่อๆกันนี้ เป็นห่วงโซ่อาหาร (food chain) และสายใยอาหาร (food web) เป็นการถ่ายเทสารอาหารและพลังงานภายในระบบนิเวศ
สารอินทรีย์ที่ได้จากการสังเคราะห์แสงเป็นผลผลิตขั้นปฐมภูมิของระบบนิเวศ เรียกว่า ผลผลิตรวม (gross primary production, GPP) เมื่อพืชใช้สารอาหารที่สร้างได้ส่วนหนึ่งในการหายใจและกิจกรรมของพืชแล้ว สารอาหารและพลังงานที่เหลือจากการหายใจแล้วเรียกว่าผลผลิตสุทธิ (net primary production, NPP) เป็นสารอินทรีย์ที่เป็นองค์ประกอบภายในพืชหรือต้นไม้ ซึ่งก็คือมวลชีวภาพ นั่นเอง

3.1 ลักษณะการไหลของพลังงานในระบบนิเวศ

1. การไหลของพลังงานจากระดับหนึ่งสู่อีกระดับหนึ่งจะลดลงเรื่อยๆ เนื่องจากมีการสูญ
หายไปในรูปความร้อนจำนวนมาก ซึ่งเป็นการหายใจของพืชและสัตว์ เหลือเพียงเล็กน้อยถูกเก็บไว้ในเนื้อเยื่อพืช และสัตว์ ซึ่งส่วนนี้จะถูกถ่ายทอดต่อไปโดยการกินกันเรื่อยๆ ไป
การถ่ายทอดพลังงานนี้เป็นไปตามกฏข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ (Laws of thermodynamics) โดยกฏข้อที่หนึ่งกล่าวว่า พลังงานไม่มีการสูญหายแต่มีการเปลี่ยนรูปไป
กฏข้อที่สองกล่าวว่า พลังงานที่เปลี่ยนแปลงไปนั้น มักจะเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนสู่บรรยากาศ ซึ่งจะไม่สามารถใช้ได้อีกโดยสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ทุกส่วนประกอบของระบบนิเวศ (พืชสีเขียว สัตว์กินพืช สัตว์กินสัตว์ หรือผู้ย่อยสลาย) นั้นจะใช้พลังงานที่นำเข้ามาในระบบเพื่อกิจกรรมเช่นการหายใจเพื่อให้ได้พลังงานมาใช้ในกิจกรรมต่างๆ ได้แก่การหาอาหาร การหลบหนี การเจริญเติบโต สืบพันธุ์ ซึ่งกิจกรรมต่างๆ นั้นจะให้ความร้อนออกมาด้วย
2. ผู้บริโภคจะได้รับพลังงานที่ถ่ายทอดมาไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับระดับของการกิน และประสิทธิภาพทางเมตาโบลิสม (metabolic efficiency) ของผู้บริโภคนั้น
ดังนั้นชนิดของอาหารที่กิน และขนาดความยาวของห่วงโซ่ จึงเป็นปัจจัยที่จะกำหนดว่าสิ่งมีชีวิตในห่วงโซ่นั้นจะได้รับพลังงานที่ถ่ายทอดมากน้อยเพียงไร และเหลือพลังงานสู่ขั้นต่อไปเท่าไร
การศึกษาเรื่องการไหลของพลังงานในระบบนิเวศนี้ แสดงให้ทราบถึงหน้าที่ของผู้ย่อย
สลายอย่างมาก และทุกระบบนิเวศ(หรือสังคมของสิ่งมีชีวิต)จะมีการสูญเสียพลังงานไปกับการหายใจ
สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศภายในพื้นที่หนึ่งหน่วย อาจมีองค์ประกอบเป็นพืช และสัตว์กินพืช และสัตว์กินสัตว์ต่างๆ ซึ่งจะให้ผลผลิตปฐมภูมิ ทุติยภูมิ ตติยภูมิ และ….ตามลำดับ
ผลผลิตทั้งหมดสามารถวัดได้ เช่นวัดออกมาเป็น มวลชีวภาพ (biomass) พลังงาน (energy)และจำนวน (number) ซึ่งแสดงได้เป็นปิรามิดทั้งสามแบบ คือ ปิรามิดมวลชีวภาพ ปิรามิดพลังงาน และปิรามิดจำนวน


3.2 ห่วงโซ่อาหาร

คือการกินกันเป็นทอดๆ ระหว่างผู้ล่า กินเหยื่อ ปรสิตกินเนื้อเยื่อของโฮสต์ และผู้ย่อยสลายกินซากสิ่งมีชีวิต
ห่วงโซ่อาหาร มักจะเริ่มที่พืช สู่สัตว์กินพืช สัตว์กินสัตว์ และผู้บริโภคระดับสุดท้าย ความสั้นยาวขึ้นอยู่กับจำนวนสิ่งมีชีวิตที่กินกันต่อๆ มา

3.3 สายใยอาหาร

สายใยอาหาร คือห่วงโซ่อาหารหลายห่วงโซ่ เชื่อมโยงกันและมีความสัมพันธ์กัน ไม่ว่าพืชหรือสัตว์ที่อยู่ในระดับต่ำจะเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตในระดับสูงหลายชนิด ในระบบนิเวศสิ่งมีชีวิตหนึ่งๆ จะมีสายใยอาหารมากมาย เนื่องจากสิ่งมีชีวิตมักมีอาหารหลายชนิด
ลักษณะสำคัญของสายใยอาหารคือ มีความซับซ้อนแต่มีความสมดุลมาก การกินกันเป็นทอดๆ นี้เป็นการถ่ายทอดสารอาหารและแร่ธาตุต่างๆ จากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังสิ่งมีชีวิตหนึ่ง พร้อมกับการถ่ายทอดพลังงานด้วย ในสายใยอาหารนี้ หากมีการปนเปื้อนสารเคมีเช่นยาฆ่าแมลง หรือสารเคมีอื่นๆ ที่ใช้ในชีวิตประจำวันของมนุษย์ ได้แก่ขยะอันตราย ขยะจากเทคโนโลยีที่อาจปล่อยสารพิษออกมาปะปนในดิน ในน้ำ สารเหล่านี้จะเข้าไปสะสมไว้ในเนื้อเยื่อของแพลงก์ตอนพืช พืชและ สัตว์ขนาดเล็กพวกzooplankton ซึ่งจะต้องถูกกินโดยสัตว์ขนาดใหญ่ต่อไปเป็นทอดๆ ดังนั้นสารพิษเหล่านี้จึงถ่ายทอดไปสู่สัตว์ขนาดใหญ่ต่อไปและการถ่ายทอดปริมาณสารพิษจะมากเป็นหลายเท่า
ตัวอย่างเช่นการสะสมของ DDT ในสิ่งมีชีวิต จะเพิ่มปริมาณสูงขึ้นเรื่อยๆตามระดับขั้นของการกิน ดังนั้น top carnivore ซึ่งอาจจะเป็น เหยี่ยว ปลา สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมต่างๆ หรือคนจะได้รับสารพิษนี้สะสมในร่างกายมากที่สุด กระบวนการเพิ่มการสะสมสารพิษในร่างกายของสิ่งมีชีวิตตามระดับขั้นของการกินนี้ว่า biological magnification
ระบบนิเวศมีกลไกการรักษาสมดุลของมันเองเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิต ระบบนิเวศในธรรมชาติจะมีลักษณะหนึ่งสามารถควบคุมสมดุลของมันเองได้ เช่นการควบคุมจำนวนประชากรของสิ่งมีชีวิต ความสำเร็จในการรักษาสมดุลนี้ ขึ้นอยู่กับว่าระบบนิเวศนั้นจะเปลี่ยนแปลงรุนแรงและยาวนานเพียงใด ถ้ารุนแรงมาก สิ่งมีชีวิตอาจสูญพันธุ์ การรักษาสมดุลนี้เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อมที่มันเกี่ยวข้องด้วย


3.4 การหมุนเวียนของสารอาหารและ สารต่างๆในระบบนิเวศ (Nutrients and element
flow in ecosystem)


สารอาหาร (nutrient) ได้แก่สารอาหารประเภทน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และกรดอะมิโน
สาร และสสาร (matter or elements or trace elements) คือสาร อาจเป็นธาตุ เช่นคาร์บอน ไนโตรเจน หรือสารประกอบประเภท ไนเตรต ไนไตรท์
พลังงาน (energy) พลังงานเคมีที่แฝงอยู่ในสารอาหารพวกโปรตีน คาร์โบไฮเดรต หากถูกเผาผลาญ จะให้พลังงานออกมา วัดได้ด้วยเครื่องมือ calorie meter มีหน่วยเป็น cal หรือ joules
วัฏจักรธรรมชาติของสารต่างๆ (matter cycles) สารที่หมุนเวียนในโลกนี้มีสองส่วน คือ

1. ส่วนที่ถูกสะสมเอาไว้ (reservoir pool) เป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุด มีการเคลื่อนไหวช้า และโดยทั่วไปจะอยู่ในที่ไม่มีชีวิต เช่นการสะสมของ CaCO3 ในหินตะกอน
2. ส่วนที่หมุนเวียนสม่ำเสมอ(cycling pool) เป็นส่วนน้อยแต่เคลื่อนไหวเร็วและแลกเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว ระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในระบบนิเวศ และสภาพแวดล้อม

พิจารณาในแง่ชีวภาพทั้งหมด วัฏจักรของธาตุจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่คือ
1. ชนิดที่เป็นก๊าซ ซึ่งสะสมอยู่กับบรรยากาศ ในน้ำ หรือในทะเล เป็นแหล่งสำรองแร่ธาตุ หิน ดิน ธาตุที่ถูกชะล้างพังทะลาย หรือในน้ำ
2.ชนิดที่เป็นของแข็ง จับตัวเป็นก้อนสะสมไว้ในเปลือกโลก

ธาตุต่างๆ เข้าสู่ระบบนิเวศได้อย่างไร
ปรากฏการณ์ธรรมชาติทำให้เกิดการหมุนเวียนของธาตุได้ ดังนี้
1. กระบวนการผุกร่อน (weathering) เช่นการผุกร่อนของหิน ดิน กลายเป็นแร่ธาตุ
2. โดยการตกมาจากชั้นบรรยากาศ (atmospheric input) เช่นการตกของน้ำฝน และเข้าโดยกระบวนการผ่านสิ่งมีชีวิต ได้แก่ ธาตุ C ผ่านในกระบวนการสังเคราะห์แสง ธาตุ N โดยการเกิดฟ้าแลบ ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า ธาตุ S Cl Ca Na มักมาโดยการชะมากับฝนตก
2. โดยการตรึงของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ
-เช่นการตรึงไนโตรเจนของแบคทีเรีย รา actimycetes สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว
Rhizobium ใน พืชตะกูลถั่ว
4. โดยการอพยพเข้าของสัตว์ต่างๆ (immigration) เป็นการอพยพเข้าของสัตว์มายังระบบนิเวศหนึ่ง ธาตุอาหารเก็บในรูปมวลชีวภาพ หรือเนื้อเยื่อของสัตว์ จะถูกปลดปล่อยสู่ระบบนิเวศโดยการขับถ่ายของเสีย และเมื่อมันตายลง

การไหลออกของแร่ธาตุจากระบบนิเวศ ( nutrient output to ecosystem)
1. โดยการพังทะลายของดินและหิน (erosion) พบมากบริเวณพื้นที่เกษตรกรรมที่ไม่รักษาหน้าดิน มีการเปิดพื้นที่โดยการตัดต้นไม้ใหญ่หมด ดินและแร่ธาตุในดินจึงถูกพัดพาโดยลม และน้ำได้ง่าย ธาตุที่ถูกพัดพามากคือ โปตัสเซียม ฟอสฟอรัส และไนโตรเจน
2. การซึมชะ (leaching) ทำให้ดินจืดโดยการชะของน้ำจากผิวดินซึมลงสู่น้ำใต้ดิน แล้วอาจไหลไปติดต่อกับแม่น้ำ ทะเลสาบ มหาสมุทร พบมากในระบบนิเวศที่ถูกรบกวน
3. โดยแบคทีเรีย ได้แก่ ธาตุไนโตรเจน โดยกระบวนการ denitrification พบว่าสูญเสียมากถึง 80 %
4. การอพยพออกของสัตว์ (emigration) หรือการถูกเก็บเกี่ยว (harvesting) เป็นการนำเอาธาตุต่างๆติดไปด้วย ออกจากระบบนิเวศ
การหมุนเวียนแร่ธาตุ และสารอาหารในโลกนิเวศ เกี่ยวข้องกับกระบวนการเมตาโบลิสม ของสิ่งมีชีวิต และกระบวนการทางเคมี ปฏิกิริยาเคมีที่มีแบบแผน มีลำดับขั้นต่างๆ เป็นระบบ
กระบวนการนั้นๆ ขึ้นอยู่กับว่าสิ่งมีชีวิตจะใช้ ธาตุอะไร และอย่างไร
ในระบบนิเวศมีแหล่งสะสมที่ธาตุและสารอาหารจะไหลผ่านแหล่งสะสมนี้ ถ้าธาตุไหลออกโดยไม่เวียนกลับมาสะสมในแหล่งดังกล่าว จะส่งผลกระทบต่อกลุ่มสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ ทำให้เสียสมดุลไป เช่นการสะสมของสารอินทรีย์เป็นถ่านหินและเชื้อเพลิงเหลวอยู่ใต้ทะเล แผ่นดินและทะเลทรายเหล่านั้น จุลินทรีย์ไม่อาจย่อยสลายได้ สารอินทรีย์เหล่านั้นไม่อาจถูกเปลี่ยนเป็นสาร
อนินทรีย์ที่พืชนำไปใช้ได้ ธาตุจำนวนนั้นอาจสูญหายไปจากวงจร
โดยทั่วไปการหมุนเวียนของสารอาหารผ่านแหล่งสะสมในระบบนิเวศกับสิ่งมีชีวิตเป็นไปอย่างสมดุล การไหลเวียนของคาร์บอนและ ออกซิเจนนั้นรวดเร็ว โดยผ่านกระบวนการหายใจและสังเคราะห์แสง แต่การสลายสารอื่นๆได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โปตัสเซียม กำมะถัน จะต้องอาศัยการย่อยของจุลินทรีย์ ที่สามารถนำสารเหล่านี้ไปใช้ในการดำรงชีวิต
การไหลเวียนของแร่ธาตุ สารอาหารในระบบนิเวศ ควบคู่ไปกับการถ่ายทอดพลังงาน เราอาจใช้สารกัมมันตรังสีติดตามการไหลของพลังงานในระบบนิเวศได้ สำหรับวัฏจักรคาร์บอนมีการไหลของพลังงานเร็วพอๆกับการหมุนเวียนของธาตุ แต่สำหรับธาตุอื่นๆ เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และกำมะถันนั้น สิ่งมีชีวิตนำมาสร้างเป็นเนื้อเยื่อก่อน ดังนั้นอัตราการไหลของธาตุพวกนี้จึงต่ำกว่าอัตราการไหลของพลังงาน
การแลกเปลี่ยนธาตุและสารต่างๆ ระหว่างเปลือกโลก ในดิน น้ำ อากาศ กับสิ่งมีชีวิต นั้นเป็นไปค่อนข้างสมดุล เว้นแต่กิจกรรมของมนุษย์ทำให้เสียสมดุล การไหลของธาตุในธรรมชาติ ต่างใช้พลังงานทั้งสิ้น ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนสถานะของน้ำจากของเหลวกลายเป็นไอ ต้องใช้พลังงานความร้อนอาจเป็นจากแสงอาทิตย์ การเปลี่ยนน้ำให้เป็น ออกซิเจน โดยผ่านพืชสีเขียว ในกระบวนการสังเคราะห์แสง ก็ใช้ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานเช่นกัน


3.5 ความเครียด (stress) ของระบบนิเวศ

ความเครียดในที่นี้คือ ปัจจัยที่มีอิทธิพลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อม ซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้ สามารถวัดได้ แสดงออกเป็นผลกระทบทางนิเวศวิทยา สิ่งที่ทำให้เกิดความเครียดอาจเป็นปัจจัยทางสิ่งแวดล้อม ทางฟิสิกส์ เคมี หรือชีวภาพในธรรมชาติก็ได้ แต่โดยทั่วไปแล้ว มักเป็นสารเคมีที่เป็นพิษ เช่นยาฆ่าแมลงศัตรูพืช และก๊าซพิษ หรืออาจเป็นการเพิ่มธาตุอาหารในสิ่งแวดล้อมมากเกินไปก็ได้ อาจเป็นลมพายุ หรืออุณหภูมิก็ได้ ต้นเหตุที่ทำให้สิ่งแวดล้อมเครียดได้แก่
1. Physical stress เป็นแบบเฉียบพลัน เช่นการรบกวนจากธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น ภูเขาไฟระเบิด พายุหมุน คลื่นที่รุนแรงเช่น tsunamis แผ่นดินไหว ฯ
2. ไฟป่า เป็นการเกิดไฟไหม้ป่า โดยธรรมชาติหรือโดยคนจุด เผาไหม้เชื้อไฟจนหมดไปทั่วบริเวณ ซึ่งสิ่งมีชีวิตต่างๆ ได้รับผลกระทบ และล้มตายด้วย
3. มลภาวะ เช่นสารเคมี ก๊าซพิษเช่นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ โอโซน สารปรอท arsenic และยาฆ่าแมลง การเพิ่มสารฟอสเฟตในน้ำมากเกินไป ทำให้เกิด eutrophication สิ่งเหล่านี้ที่ปะปนไปในสิ่งแวดล้อม จนมีความเข้มข้นพอที่จะเป็นอันตราย มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งมีชีวิตในสังคม และระบบนิเวศ
4. ความเครียดจากการเพิ่มอุณหภูมิ เช่นการปล่อยน้ำที่มีอุณหภูมิสูงจากโรงไฟฟ้า หรือจากโรงงานอุตสาหกรรม ลงแหล่งน้ำ ความร้อนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยา
5. จากรังสี เช่นจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ หรือจากการระเบิดนิวเคลียร์ จากการทดลองนิวเคลียร์ ของประเทศต่างๆ รังสีต่างๆ มีผลทำให้เกิดเซลล์มะเร็งและโรคร้ายต่างๆ
6. จากสภาพอากาศ จากความไม่เหมาะสมของอุณหภูมิ ความชื้น รังสี(solar radiation) หรือทั้งหมดรวมกัน
7. จากทางชีวภาพ ซึ่งเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตด้วยกันในสังคม เช่นการแก่งแย่ง การล่า (จากสัตว์กินพืช สัตว์กินสัตว์) การเป็นปรสิตและโรคต่างๆ ความเครียดเกิดจากมนุษย์ที่ใช้ทรัพยากรจนหมด (exploitative stress) เช่นการล่าสัตว์จนหมด การตัดต้นไม้หมดป่า หรือเป็นการทำให้เกิดความเครียดทางอ้อมเช่นการทำลายผืนดินอันอุดม เหล่านี้ก่อให้เกิดความเครียดต่อระบบนิเวศ ทำให้สัดส่วนการทำงานของระบบนิเวศเสียไป ความเครียดจากการตายจำนวนมาก ในธรรมชาติเช่นการระบาดของแมลงศัตรูพืช หรือเชื้อโรค ทำให้พืชและสัตว์เสียหายตายหมด เช่นเพลี้ยกระโดดทำให้ไร่ข้าวเสียหาย เชื้อไข้หวัดนกทำให้สัตว์ปีกชนิดต่างๆ ตายไปหมด ผลกระทบแรกของการใช้จนหมดคือการหายไปจากพื้นที่ ในระดับสิ่งมีชีวิตรายตัว ประชากร ระดับป่าทั้งป่า หรือทั้งสังคม การเก็บเกี่ยวจนหมดไม่ปล่อยให้มีธาตุอาหารกลับสู่ดินและยังมีการเผาเศษซากพืชต่างๆ ด้วย จะเกิดผลกระทบขั้นที่สอง คือดินเสื่อมไม่มีแร่ธาตุอีกด้วย ผลกระทบทางอ้อมของการใช้จนหมดคือการลดความสำคัญและหน้าที่ของสิ่งมีชีวิต ต่อโครงสร้างทางระบบนิเวศ

3.6 ผลของกิจกรรมจากมนุษย์ต่อสิ่งแวดล้อม

กิจกรรมการดำเนินชีวิต ธุรกิจและสังคมของมนุษย์ทำให้เกิดผลกระทบต่อทรัพยากรต่างๆ ได้แก่ ทรัพยากรดิน แร่ธาตุ แหล่งน้ำ อากาศ ป่าไม้และสัตว์ป่า รวมถึงผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์ และสิ่งมีชีวิตต่างๆ ด้วย
-ก๊าซต่างๆ ที่เป็นมลพิษที่มนุษย์สร้าง ได้แก่ SO2 NO2 CO2 CFCs มีเทน และ O3 เป็นต้น
-สารพิษได้แก่ธาตุ โลหะหนักต่างๆ จากเกษตรกรรม โรงงานอุตสาหกรรม ทั้งที่เป็นเหมืองและโรงงานผลิตโลหะ ที่ปล่อยสารที่เป็นพิษต่อพืช ต่อพืชป่าไม้ต่างๆ
-ยาฆ่าแมลงศัตรูพืช สารพิษได้แก่ DDT และอื่นๆ ที่เป็นอนุพันธ์ของมัน ยาฆ่าหญ้าและวัชพืชต่างๆ
-น้ำมัน แหล่งผลิตและแหล่งปล่อยให้รั่วไหล ความเป็นพิษของน้ำมันดิบ ความเป็นพิษของน้ำมันต่อแหล่งน้ำ และดินจากอุบัติเหตุทางเรือ และแท่นขุดเจาะน้ำมันต่างๆ
-การปล่อยสารเคมี จากการซักล้าง สารอินทรีย์จากโรงฟอกหนัง โรงฆ่าสัตว์ ทำให้เกิดธาตุอาหารเพิ่มขึ้นอย่างเสียสมดุล (eutrophication) ในแหล่งน้ำจืดต่างๆ
-การทำลายป่าสมบูรณ์ เป็นเหตุให้เกิดการชะล้างของธาตุอาหารออกจากดินทำให้ดินจืด
ฯลฯ
-กิจกรรมของมนุษย์ในการดำเนินชีวิต การขับขี่ยานยนต์ การประกอบการโรงงาน โรงโม่ สถานบันเทิง ฯลฯ
แหล่งความเครียดที่มนุษย์สร้างขึ้น -ขยะ
ขยะเป็นของที่คนไม่ใช้ แต่สิ่งของบางอย่างยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ หากมีการแปรรูปเสียใหม่ เรียกว่าผ่านการ recycle สำหรับบางชิ้นสามารถนำมาใช้ประโยชน์อย่างอื่นๆต่อได้ เรียกว่า reused เช่นการนำกระดาษเอกสารที่ใช้ไปหน้าหนึ่ง มาใช้หน้าที่สองต่อ
ก่อนทิ้งขยะ จึงควรแยกส่วนที่ใช้ไม่ได้แล้วจริงๆ ออกจากขยะอื่นๆ ที่อาจใช้ประโยชน์ได้อีก สำหรับขยะสดที่สามารถย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ในธรรมชาติได้ ควรทิ้งให้จุลินทรีย์ในดินช่วยย่อยสลายไป แต่ควรมีวิธีทิ้งให้มิดชิดไม่ให้สัตว์อื่นๆ (หนู แมลงสาบ แมลงวันต่างๆ) มากิน และป้องกันกลิ่นเน่าเหม็นด้วย
ขยะอันตรายเช่นขยะจากโรงพยาบาล ที่มีเชื้อโรคอยู่นั้นต้องกำจัดในสถานที่กำจัดโดยเฉพาะ ทิ้งทั่วไปไม่ได้ เพราะเป็นการแพร่เชื้อโรค ซึ่งโรงพยาบาลมีวิธีกำจัดอยู่แล้ว แต่ผู้ป่วยที่อยู่ตามบ้าน อาจทิ้งขยะเชื้อโรคปะปนมากับขยะอื่นๆ จึงต้องให้ความรู้ กับประชาชนให้มากๆ อาจแทรกไปกับโทรทัศน์ช่วงละคร หรือข่าวเป็นต้น หรือสอนนักเรียน หรือนิสิตในมหาวิทยาลัย โดยหวังผลให้บอกความรู้ต่อแก่บุคคลอื่นๆ ที่อาจไม่เข้าใจ
ขยะพิษที่เป็นสารเคมี สารพิษจาก batteryไฟฉาย หรือจากอุปกรณ์ไฟฟ้า คอมพิวเตอร์ และอื่นๆ ต้องมีโรงงานกำจัดโดยตรง เผา หรือฝังดินก็จะปนเปื้อนกับแหล่งน้ำใต้ดิน แต่คนทั่วไปไม่เข้าใจถึงอันตรายมักทิ้งปนกับขยะสดต่างๆ ซึ่งจะไปสู่หลุมขยะของเทศบาลในจังหวัด เป็นการแพร่สารเคมีมีพิษ และสู่ดิน สู่พืช หรือแหล่งน้ำใต้ดิน หรือสู่บรรยากาศ ในที่สุดก็กลับมาสู่คนอีก มีหลายเหตุการณ์ที่คนตายหรือพิการ เนื่องจากได้รับพิษจากเชื้อโรค หรือจากขยะพิษต่างๆ

การลดสิ่งที่เป็นขยะเป็นวิธีที่จะช่วยแก้ปัญหา และควรกระทำดังนี้
reuse คือการนำมาใช้ใหม่ ใช้ซ้ำ
repair คือการซ่อมแซมใช้ใหม่ แม้จะเก่า และไม่ทันสมัย ก็ขอให้ใช้ให้คุ้มที่สุด
recycle คือการแปรรูปกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งต้องแยกขยะพวกนี้ให้โรงงานที่ทำได้ไปทำใหม่
reject and reduce หลีกเลี่ยงและลดการสร้างขยะ เช่นการใช้ตะกร้าใส่อาหารสดพวกผัก
ผลไม้ ลดการซื้อผลิตภัณฑ์ที่มีบรรจุภัณฑ์หีบห่อมากเกินความจำเป็น (สินค้าจากต่างชาติมักเน้นหีบห่อสวยงาม และห่อหลายชั้น อาหารหรือสินค้านั้นมีปริมาณน้อยกว่าหีบห่อ) นำถุงพลาสติคที่ใส่ของ ที่ไม่สกปรกกลับไปให้ผู้ขายใส่อีก เช่นถุงใส่ผักผลไม้ให้ใส่ซ้ำได้ เรียกว่าใช้ให้คุ้มค่าก่อนทิ้งลงถังขยะ และถุงพลาสติคสามารถนำไปหลอมได้อีก หากแยกเป็นสัดส่วน คนเก็บขยะจะได้นำไปให้โรงงานหลอมใหม่อีก
อีกประการหนึ่ง ควรสร้างทัศนคติด้านการบริโภคเสียใหม่ จะเป็นการแก้ปัญหาได้ระดับหนึ่ง ทัศนคติจากที่เคยคิดว่าต้องใช้ และกินให้มาก (ใช้ให้มากเข้าไว้) เป็นการเพิ่มความสุขแก่ตนอย่างเต็มที่ การคิดและดำเนินชีวิตเช่นนี้เป็นการสร้างขยะและทิ้งทรัพยากรที่มีค่าอย่างมาก ปัจจุบัน จำเป็นต้องคิดใหม่และปฏิบัติตนใหม่ โดยคิดว่า ควรลดการบริโภคทรัพยากร น้ำ พลังงาน และทรัพยากรส่วนรวม (ได้แก่แหล่งน้ำสะอาด และธรรมชาติต่างๆ ) ควรคิดว่า จะลดการสร้างปัญหาให้ธรรมชาติให้น้อยที่สุด (การเข้าท่องเที่ยวป่าเขา น้ำตก อุทยานต่างๆ มีส่วนทำให้เกิดความเสื่อมโทรมด้วย เช่นการเหยียบย่ำ) คนซึ่งเป็นประชากรสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งที่มีขนาดใหญ่ มีกิจกรรมใช้ทรัพยากรธรรมชาติ และทิ้งของเสียสู่ธรรมชาติมากที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ คนจึงควรดำเนินชีวิตอย่างสมถะ ใช้แต่พอจำเป็น โดยเฉพาะทรัพยากรที่เป็นพลังงานจากซากบรรพชีวิน (น้ำมัน และแก๊ส) และลดการใช้สารเคมี พร้อมกับหาสิ่งทดแทนสารเคมีอันตรายต่างๆ เหล่านี้จะทำให้โลกมีทรัพยากรสำหรับมนุษย์ได้ใช้นานขึ้น


----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


 

     

พัฒนาโดย นางสาวชุลีพร วงศ์กา เสนอ อาจารย์ภาสภร เรืองรอง รายวิชาเทคโนโลยีและสื่อสารการศึกษา 355201
สงวนลิขสิทธิ์ โดยคณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร พ.ศ. 2547

[กลับสู่หน้าหลัก]