ระบบนิเวศ

ระบบนิเวศ

              ระบบนิเวศ (Ecosystem) หมายถึง หน่วยพื้นที่หนึ่งประกอบด้วยสังคมของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมทำหน้าที่ร่วมกัน ระบบนิเวศเป็นระบบที่แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดของสิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อม โดยการลำดับขั้นของการกินแบบต่าง ๆ ตลอดจนการหมุนเวียนของสารแร่ธาตุและการถ่ายทอดพลังงาน
จนทำให้เกิดองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตเป็นระบบที่มีลักษณะต่าง ๆ กัน ระบบนิเวศเป็นกลไกควบคุมสังคมของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ที่เกิดมาจากความสัมพันธ์ต่อกันทั้งส่วนที่เป็นสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต

ดังนั้นระบบนิเวศประกอบไปด้วย
    1. หน่วยพื้นที่
    2. องค์ประกอบที่มีชีวิต (Biotic component)
    3. องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (Abiotic component)
    4. ความสัมพันธ์ต่อกันระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม (ทั้งมีชีวิตและไม่มีชีวิต)

ประเภทของระบบนิเวศ
การจำแนกระบบนิเวศสามารถจำแนกได้เป็นหลายแบบ ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่ใช้
แบ่ง ได้แก่
1. การจำแนกโดยลักษณะทางภูมิศาสตร์เป็นเกณฑ์ สามารถแบ่งได้เป็น 2 แบบ คือ
        1) ระบบนิเวศพื้นดิน (Terrestrial Ecosystem) เช่น ระบบนิเวศป่าดิบเขา, ระบบนิเวศป่าชายเลน, ระบบนิเวศป่าเต็งรัง, ระบบนิเวศทุ่งหญ้า, ระบบนิเวศทะเล
ทราย, ระบบนิเวศป่าดิบชื้นเขตศูนย์สูตร
        2) ระบบนิเวศน้ำ (Aquatic Ecosystem) เช่น ระบบนิเวศน้ำจืด, ระบบนิเวศน้ำเค็ม, ระบบนิเวศน้ำกร่อย

2. การจำแนกโดยใช้แบบแผนของการถ่ายทอดพลังงานและสารอาหาร แบ่งออกเป็น
3 แบบ คือ
      1) ระบบนิเวศอิสระ (Lsolated Ecosystem) คือ ระบบนิเวศที่ไม่มีการถ่ายเท
สารอาหารและพลังงานระหว่างภายในระบบนิเวศกับสิ่งแวดล้อมภายนอกเป็นระบบ
นิเวศ ที่ไม่มีในธรรมชาติ แต่นักนิเวศวิทยาพยายามคิดค้นขึ้น
      2) ระบบนิเวศแบบปิด (Closed Ecosystem) คือระบบนิเวศที่มีเฉพาะการถ่ายเท
พลังงาน (แสงสว่าง) แต่ไม่มีการถ่ายเทสารอาหารระหว่างภายในระบบกับภายนอก
ระบบนิเวศ เป็นระบบนิเวศที่มนุษย์สร้างขึ้น ไม่มีในธรรมชาติ เช่น ตู้ปลา
      3) ระบบนิเวศแบบเปิด (Open Ecosystem) เป็นระบบนิเวศที่มีทั้งการถ่ายเทสาร
อาหารและพลังงานระหว่างระบบภายนอกกับระบบนิเวศภายใน เช่น สระน้ำ
ทุ่งหญ้า ป่าไม้

3. จำแนกโดยใช้ขนาดพื้นที่ของระบบนิเวศนั้นสามารถแบ่งได้เป็น 2 ขนาด คือ
      1) ระบบนิเวศขนาดใหญ่ เช่น ป่าเบญจพรรณ ทะเลสาบ มหาสมุทร ทุ่งหญ้า เป็นต้น
      2) ระบบนิเวศขนาดเล็ก เช่น แอ่งน้ำในล้อยางรถยนต์เก่า กิ่งไม้ผุในป่า เป็นต้น

4. จำแนกโดยใช้ลักษณะการนำมาประยุกต์ใช้ประโยชน์ต่อการพัฒนาเศรษฐกิจและ
การดำรงชีพ สามารถแบ่งได้ดังนี้
     1) ระบบนิเวศสมบูรณ์ หมายถึง ระบบนิเวศที่มีองค์ประกอบครบทั้งส่วนที่เป็น
กลุ่มสิ่งมีชีวิต ซึ่งได้แก่ ผู้ผลิต ผู้บริโภค ผู้ย่อยสลาย และกลุ่มที่เป็นปัจจัย
ทางกายภาพ เช่น แสง ความชื้น อากาศ เป็นต้น ระบบนิเวศส่วนใหญ่ใน
ธรรมชาติจะเป็นแบบนี้ เช่น สระน้ำ ป่าผลัดใบ
      2) ระบบนิเวศไม่สมบูรณ์ หมายถึง ระบบนิเวศที่มีองค์ประกอบไม่ครบอาจขาด
ปัจจัย บางส่วนในระบบนิเวศนั้น เช่น บริเวณเขตทะเลลึกที่แสงส่องไม่ถึงใน
ที่แสงส่องไม่ถึง พบหลายแห่งในประเทศไทย เช่น เทือกเขาบูโด จังหวัดนราธิวาส
เทือกเขาในเขตอุทยานแห่งชาติทุ่งแสลงหลวง จังหวัดพิษณุโลก ถ้ำค้างคาว
ร้อยล้าน จังหวัดราชบุรี ถ้ำผาปู่ จังหวัดเลย เป็นต้น ในบริเวณที่เป็นระบบนิเวศ ไม่สมบูรณ์นี้ส่วนใหญ่จะไม่มีผู้ผลิต โดยเฉพาะพืช ดังนั้นการมีชีวิตอยู่ของ
ผู้บริโภคในเขตระบบนิเวศแบบนี้ต้องกินซากอินทรีย์จากการตกตะกอนหรือออกไป
กินในบริเวณอื่น เช่น พวกค้างคาวที่อาศัยในถ้ำ แต่ไปหากินที่อื่น เป็นต้น

บทบาทของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ
ในระบบนิเวศสิ่งมีชีวิตจะมีบทบาทแตกต่างกัน ซึ่งสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบ่งได้
เป็น 3 กลุ่ม คือ
       1.ผู้ผลิต (Producer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารได้ เช่น พืชที่มีสารสีใน
การสังเคราะห์แสง (คลอโรฟิลล์ แคโรทีน แซนโทฟิลล์) เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มที่สามารถ
สร้างอาหารได้เองนี้ว่า ออโตโทรฟ (Autotroph) เช่น แพลงตอนพืช แบคทีเรียบางชนิด
ที่สังเคราะห์แสงได้ พืชทุกชนิด สิ่งมีชีวิตเหล่านี้โดยเฉพาะพืชใบเขียว สร้างอาหาร
ขึ้นมาจากสารประกอบอนินทรีย์โมเลกลุเล็ก ให้เป็นสารประกอบที่มีพลังงานสูง พวกคาร์โบไฮเดรตและสารอื่น ๆ โดยกลไกจากการสังเคราะห์แสง ผลผลิต
ที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์แสงนี้ คือ คาร์โบไฮเดรท จะเป็นสารอาหาร
ที่ให้พลังงานแก่สิ่งมีชีวิตอื่นที่ได้รับเข้าไปในรูปของอาหาร และก๊าซออกซิเจนจาก
ปฏิกิริยานี้จะเป็นก๊าซที่คายออกทางใปากใบของพืชแล้วแพร่ไปในบรรยากาศ ซึ่งมีประโยชน์ทั้งต่อมนุษย์และระบบนิเวศในหลายกรณี
      2. ผู้บริโภค (Consumer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารได้เองต้องได้รับอาหารโดยกินผู้ผลิต เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้ว่า เฮเทโรโทรฟ (Heterotroph) เช่นแพลงตอนสัตว์ สัตว์ต่าง ๆ ทั้งช้าง ม้า วัว ควาย หมี นก ผีเสื้อ ฯลฯ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้บริโภคนี้มีจำนวนมากและแต่ละชนิดก็มีลักษณะการบริโภคที่แตกต่างกัน ดังนั้นเราจึงสามารถแบ่งผู้บริโภคออกเป็นกลุ่ม ๆ โดยยึดชนิดของอาหารที่กินเป็นเกณฑ์ ซึ่งจำแนกผู้บริโภคได้เป็น 3 กลุ่ม คือ
พวกกินพืช (Herbivore) เช่น กระต่าย วัว ม้า ช้าง ผีเสื้อ เลียงผา
พวกกินสัตว์ (Carnivore) เช่น เสือ เหยี่ยว กบ ลิ่น นกแต้วแล้ว
พวกกินทั้งพืชและสัตว์ (Omnivore) เช่น นกบางชนิดที่กินทั้งแมลงและ
เมล็ดพืชได้แก่ นกหัวขวาน นกกระทาทุ่ง
      3. ผู้ย่อยสลาย(Decomposer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ดำรงชีวิตและได้พลังงานมาใช้ด้วย
การย่อยสลายอินทรีย์สารแล้วดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย เช่น พวกสิ่งมีชีวิตในกลุ่มเห็ดรา
(Fungi) และแบคทีเรียที่สร้างอาหารเองไม่ได้

         ในระบบนิเวศธรรมชาติสิ่งมีชีวิตทั้งกลุ่มผู้ผลิต กลุ่มผู้บริโภคและผู้ย่อยสลาย
ทำให้เกิดกลไกความสัมพันธ์ต่อกันในเชิงระบบ ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม
ซึ่งสามารถอธิบายความสัมพันธ์ที่มีต่อกันนั้นได้โดยผ่านทางกลไก 3 ประการ ได้แก่
       1. ห่วงโซ่อาหาร คือ การกินกันอย่างเป็นลำดับขั้น เรียกแต่ละลำดับขั้นนั้นว่า ระดับอาหาร และจะมีลำดับการกินต่อกันเป็นทอด ๆ สามารถแสดงความสัมพันธ์
์ของแต่ละระดับอาหารที่กินกันเป็นทอด ๆ นี้ได้โดยห่วงโซ่อาหาร (Food chain) และสายใยอาหาร (Food web)
        2. การถ่ายทอดพลังงาน คือ การถ่ายทอดพลังงานจากอาหารการกินกันอย่าง
เป็นลำดับขั้นพลังงานที่ถ่ายทอดไปตามระดับอาหาร  การถ่ายทอดพลังงาน
จากระดับอาหารต้นไปสู่ระดับอาหารท้ายนั้นระดับพลังงานจะลดน้อยลงไปเรื่อย ๆ ตามลำดับการกิน
        3. วัฏจักรสารอาหารในระบบนิเวศ คือ ผลพวงที่เกิดมาจากการย่อยสลายของ
กลุ่มผู้ย่อยสลายในระบบนิเวศ ทำให้เกิดการหมุนเวียนถ่ายเทสารอาหาร
ที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ ซึ่งจะปรากฏในรูปแบบของการหมุนเวียน
ของธาตุต่าง ๆ โดยแต่ละธาตุมีการหมุนเวียนแตกต่างกัน โดยวัฏจักรสารอาหาร
สามารถแบ่งเป็น 3 กลุ่มคือ
          3.1 การหมุนเวียนของสารประกอบ ได้แก่ วงจรของน้ำ
          3.2 การหมุนเวียนของธาตุที่เป็นก๊าซ ได้แก่ ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโดรเจน
          3.3 การหมุนเวียนของธาตุที่สะสมอยู่บนผิวโลกพบในลักษณะการตก
ตะกอนการละลาย การสะสมในรูปแบบต่าง ๆ และถูกปล่อยออกมาด้วย
กระบวนการกัดกร่อน ได้แก่ ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ โพแทสเซียม ฯลฯ

ห่วงโซ่อาหาร (Food Chain)

              หมายถึง  ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในเรื่องของการกินต่อกันเป็นทอด ๆ  จาก  ผู้ผลิตสู่ผู้บริโภค ทำให้มีการถ่ายทอดพลังงานในอาหารต่อเนื่องเป็นลำดับจากการกินต่อกัน    เป็นลำดับเชื่อมโยงเส้นตรงในสายใยอาหารโดยเริ่มจากพืชและต่อด้วยสัตวกินพืชจากนั้นจะเกิดการกินเป็นทอดๆ ห่วงโซ่อาหารแตกต่างจากสายใยอาหาร เพราะสายใยมีเครือข่ายความสัมพันธ์การกินที่ซับซ้อน แต่ห่วงโซ่มีเส้นทางการกินเพียงอย่างเดียวเป็นเส้นตรงเท่านั้น ตัววัดทั่วไปที่ใช้บอกจำนวนโครงสร้างเชิงอาหารของสายใยอาหารคือ ความยาวห่วงโซ่อาหาร ในรูปแบบง่ายที่สุด ความยาวของห่วงโซ่อาหาร คือ จำนวนเชื่อมโยงระหว่างผู้บริโภคกับฐานของสายใย และความยาวโซ่เฉลี่ยของสายใยทั้งหมด คือ ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของความยาวห่วงโซ่ทั้งหมดในสายใยอาหาร

              จากแผนภาพ จะสังเกตเห็นว่า การกินต่อกันเป็นทอด ๆ ในห่วงโซ่อาหารนี้ เริ่มต้นที่ ต้นข้าว  ตามด้วยตั๊กแตนมากินใบของต้นข้าว   กบมากินตั๊กแตน  และ เหยี่ยวมากินกบ  ซึ่งจากลำดับขั้นในการกินต่อกันนี้ สามารถอธิบายได้ว่า

 ต้นข้าว นับเป็นผู้ผลิตในห่วงโซ่อาหารนี้ เนื่องจากต้นข้าว เป็นพืชซึ่งสามารถสร้างอาหารได้เองโดยใช้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

ตั๊กแตน นับเป็นผู้บริโภคลำดับที่ 1 เนื่องจาก ตั๊กแตนเป็นสัตว์ลำดับแรกที่บริโภคข้าวซึ่งเป็นผู้ผลิต

กบ นับเป็นผู้บริโภคลำดับที่ 2  เนื่องจาก กบจับตั๊กแตนกินเป็นอาหาร หลังจากที่ตั๊กแตนกินต้นข้าวไปแล้ว

เหยี่ยว เป็นผู้บริโภคลำดับสุดท้าย เนื่องจาก เหยี่ยวจับกบกินเป็นอาหาร และในโซ่อาหารนี้ไม่มีสัตว์อื่นมาจับเหยี่ยวกินอีกทอดหนึ่ง

             ในการเขียนโซ่อาหาร  ให้เขียนโดยเริ่มจากผู้ผลิต อยู่ทางด้านซ้าย และตามด้วยผู้บริโภคลำดับที่ 1, ผู้บริโภคลำดับที่ 2,  ผู้บริโภคลำดับที่ 3 ต่อไปเรื่อย ๆ จนถึงผู้บริโภคลำดับสุดท้าย  และเขียนลูกศรแทนการถ่ายทอดพลังงานจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีก  สิ่งมีชีวิตหนึ่ง หรือ เขียนให้หัวลูกศรชี้ไปทางผู้ล่า และปลายลูกศรหันไปทางเหยื่อนั่นเอง

ห่วงโซ่อาหารในระบบนิเวศ (Food chain)

              เมื่อสิ่งมีชีวิตหนึ่งกินสิ่งมีชีวิตหนึ่งเป็นอาหารแล้ว ก็อาจถูกสัตว์อื่นๆ กินเป็นอาหารต่อไปอีก ทำให้เกิดการถ่ายทอดพลังงาน จากธาตุอาหาร ผ่านจากชีวิตหนึ่ง ไปสู่อีกชีวิตหนึ่ง การถ่ายทอดนี้ก็คือ ระบบของห่วงโซ่อาหาร ที่เกิดขึ้นในระบบนิเวศ ซึ่งเป็นการถ่ายทอดพลังงาน และการหมุนเวียนธาตุอาหาร ไปตามลำดับ ขั้นตอนของการบริโภค

ห่วงโซ่อาหารในระบบนิเวศนั้นแบ่งออกได้เป็น ๓ รูปแบบด้วยกัน คือ 

๑. โซ่อาหารแบบการล่าเหยื่อ 

               เป็น ขั้นตอนของโซ่อาหารจากพืชต่ำสุด และจากสัตว์เล็กไปยังสัตว์ที่ใหญ่กว่า เป็นลักษณะของผู้บริโภคที่เป็นสัตว์กินเหยื่อแบบกัดกิน หรือฆ่ากิน ซึ่งผู้ล่าจะมีขนาดใหญ่กว่าเหยื่อเสมอ และหากผู้ล่าเหยื่อมีขนาดเล็กกว่า เหยื่อก็จะมีเขี้ยวเล็บแหลมคม ที่ช่วยให้มีความสามารถในการตะปบ กัด หรือออกล่าเหยื่อเป็นกลุ่ม 

๒. โซ่อาหารแบบปรสิต 

               เป็นโซ่อาหาร ที่เริ่มต้นจากสัตว์ใหญ่ไปหาสัตว์เล็กตามลำดับ

๓. โซ่อาหารแบบซากอินทรีย์ 

               เป็นโซ่อาหารที่เริ่มต้นจากซากชีวิตที่ตายแล้ว ไปยังสิ่งมีชีวิตเล็กๆ

               แต่เนื่องจากในระบบของห่วงโซ่อาหาร ในระบบของการถ่ายทอด จะถ่ายทอดโดยตรง จากชีวิตหนึ่งไปสู่อีกชีวิตหนึ่ง เนื่องจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งอาจกินอาหารหลายชนิด หลายระดับ และเหยื่อชนิดเดียวกัน ก็อาจถูกสิ่งมีชีวิตหลายชนิดกิน จนไม่อยู่ในลำดับ และขั้นตอนของห่วงโซ่อาหาร ลักษณะดังกล่าว โดยที่ได้เกิดความซับซ้อนกันในระบบของห่วงโซ่อาหาร ซึ่งเรียกว่า สายใยของห่วงโซ่อาหาร (Food web) ซึ่งสายใยของห่วงโซ่อาหาร จะประกอบด้วย ห่วงโซ่อาหารหลายสายที่เชื่อมโยงกัน อันแสดงถึงความสัมพันธ์อันสลับซับซ้อนของสิ่งมีชีวิต ในชุมชนของระบบนิเวศ ซึ่งยิ่งสายใยของห่วงโซ่อาหารมีความสลับซ้บซ้อนมากเพียง ใด ก็ได้แสดงให้เห็นถึงระบบนิเวศ ที่มีระบบความสมดุลสูง อันเนื่องมาจากมีความหลากหลายของชีวิตในระบบ
เพิ่มเติมได้ที่https://th.wikibooks.org

การถ่ายทอดพลังงาน

        คาร์บอนและพลังงานซึ่งรวมอยู่ในเนื้อเยื่อพืช (การผลิตปฐมภูมิสุทธิ) ถูกสัตว์บริโภคขณะพืชยังมีชีวิต หรือยังไม่ถูกกินเมื่อเนื้อเยื่อพืชตายและกลายเป็นซากสลาย ในระบบนิเวศบนดิน การผลิตปฐมภูมิสุทธิราว 90% ถูกตัวสลายสารอินทรีย์สลาย ส่วนที่เหลือไม่ถูกสัตว์บริโภคขณะยังมีชีวิตแล้วเข้าสู่ระบบโภชนาการที่มีพืชเป็นฐาน ก็ถูกบริโภคหลังตายแล้วแล้วเข้าระบบโภชนาการที่มีซากสลายเป็นฐาน ในระบบในน้ำ สัดส่วนชีวมวลพืชที่ถูกสัตว์กินพืชบริโภคมีสูงกว่ามาก ในระบบโภชนาการ อินทรีย์สังเคราะห์ด้วยแสงเป็นผู้ผลิตปฐมภูมิ อินทรีย์ที่บริโภคเนื้อเยื่อของผู้ผลิตปฐมภูมิ เรียก ผู้บริโภคปฐมภูมิ ผู้บริโภคลำดับที่หนึ่ง หรือผู้ผลิตทุติยภูมิ คือ สัตว์กินพืช สัตว์ที่กินผู้บริโภคปฐมภูมิ คือ สัตว์กินเนื้อ เป็นผู้บริโภคทุติยภูมิหรือผู้บริโภคลำดับที่สอง ผู้ผลิตและผู้บริโภคเหล่านี้ประกอบเป็นระดับโภชนาการ ลำดับการบริโภค ตั้งแต่พืชถึงสัตว์กินพืช ถึงสัตว์กินเนื้อ ก่อเป็นโซ่อาหาร ระบบจริงซับซ้อนกว่านี้มาก โดยทั่วไปอินทรีย์จะกินอาหารมากกว่าหนึ่งรูป และอาจกินที่ระดับโภชนาการมากกว่าหนึ่งระดับ สัตว์กินเนื้ออาจจับเหยื่อบางส่วนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบโภชนาการที่มีพืชเป็นฐาน และบางส่วนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบโภชนาการที่มีซากสลายเป็นฐาน เช่น นกกินทั้งตั๊กแตนซึ่งเป็นสัตว์กินพืช และไส้เดือนดินซึ่งบริโภคซากสลาย ระบบจริงที่มีบรรดาความซับซ้อนเหล่านี้ ก่อสายใยอาหารแทนโซ่อาหาร

                                    

ซ้าย: แผนภาพการถ่ายทอดพลังงานของกบ กบเป็นสัญลักษณ์ของปม (node) หนึ่งในสายใยอาหารขยาย พลังงานจากการกินถูกใช้ประโยชน์เพื่อกระบวนการเมแทบอลิซึมแล้วแปลงเป็นชีวมวล การถ่ายทอดพลังงานดำเนินวิถีของมันต่อหากกบถูกนักล่าหรือปรสิตกินต่อ หรือถูกกินเป็นซากสลายในดิน แผนภาพการถ่ายทอดพลังงานนี้แสดงวิธีที่พลังงานเสียไปเพื่อเป็นเชื้อเพลิงกระบวนการเมแทบอลิซึมซึ่งแปลงพลังงานและสารอาหารเป็นชีวมวล
ขวา: โซ่อาหารพลังงานเชื่อมโยงสามขยาย (1. พืช 2. สัตว์กินพืช 3. สัตว์กินเนื้อ) แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแผนภาพการถ่ายทอดอาหารและสัดส่วนการแปลงพลังงาน (transformity) สัดส่วนการแปลงพลังงานลดลงจากคุณภาพสูงกว่าเป็นคุณภาพต่ำกว่าเมื่อพลังงานในโซ่อาหารไหลจากชนิดโภชนาการหนึ่งไปอีกชนิดหนึ่ง อักษรย่อ: I=สิ่งป้อนเข้า, A=การนำอาหารไปเสริมสร้างเนื้อเยื่อ, R=การหายใจ, NU=ไม่ถูกใช้ประโยชน์, P=การผลิต, B=ชีวมวล

วัฏจักรของสารในระบบนิเวศ

              โดยทั่วไปในสภาวะแวดล้อมจะมีแร่ธาตุและสารต่าง ๆ เป็นองค์ประกอบอยู่แล้วตามธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตไม่เพียงแต่ใช้ แร่ธาตุและสารจากธรรมชาติ แต่กิจกรรมการดำรงชีวิตก็มีการปล่อย สารบางอย่างกลับคืนสู่ธรรมชาติด้วย วนเวียนกันเป็นวัฏจักร อย่างไรก็ตามถ้าระบบการหมุนเวียนสารหรือวัฏจักรของสารนี้ถูกรบกวน นั่นคือระบบนิเวศถูกรบกวน ย่อมมีผลต่อระบบนิเวศนั้น รวมทั้งส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศอื่นๆอีกด้วย

ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม

1. ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม

ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมในระบบนิเวศ แบ่งออกได้เป็น ๒ ลักษณะ คือ

1. เป็นความผูกพัน พึ่งพากัน หรือส่งผลต่อกันระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วยกันเอง
2. เป็นความเกี่ยวข้องสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งไม่มีชีวิตที่แวดล้อมมันอยู่

ซึ่งลักษณะความสัมพันธ์ทั้ง 2 ประการนี้ จะเกิดขึ้นพร้อมๆ กัน และมีอยู่ในทุกระบบนิเวศและความสำคัญของความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมก็คือ การถ่ายทอดพลังงานและการแลกเปลี่ยนสสารซึ่งเป็นความสัมพันธ์ที่เป็นไปตามกฎเกณฑ์อย่างมีระเบียบภายในระบบ
ทำให้ระบบอยู่ในภาวะที่สมดุลนั้นคือการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตจะได้พลังงานโดยตรงมาจากดวงอาทิตย์
ซึ่งพลังงานจากดวงอาทิตย์จะถูกตรึงไว้ในชีวบริเวณด้วยขบวนการสังเคราะห์แสงของพืชสีเขียว ทำให้มีการเจริญเติบโตและเป็นอาหารให้กับสัตว์ขณะเดียวกันตลอดระยะเวลาของการเติบโตของพืชสีเขียว มันก็จะปล่อยก๊าซออกซิเจนที่เป็นประโยชน์ต่อกระบวนการหายใจของพืชและสัตว์ตัวอย่างของการถ่ายทอดพลังงาน
และการแลกเปลี่ยนสสารระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมในระบบนิเวศ

องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (abiotic component)
               1 สารอนินทรีย์ (inorganic substances) ประกอบด้วยแร่ธาตุและสารอนินทรีย์ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในเซลล์สิ่งมีชีวิต เช่น คาร์บอน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำเป็นต้น สารเหล่านี้มีการหมุนเวียนใช้ในระบบนิเวศ เรียกว่า วัฏจักรของสารเคมีธรณีชีวะ (biogeochemical cycle)

               2 สารอินทรีย์ (organic compound) ได้แก่สารอินทรีย์ที่จำเป็นต่อชีวิต เช่นโปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และซากสิ่งมีชีวิตเน่าเปื่อยทับถมกันในดิน (humus) เป็นต้น

               3 สภาพภูมิอากาศ (climate regime) ได้แก่ปัจจัยทางกายภาพที่มีอิทธิพลต่อสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ แสง ความชื้น อากาศ และพื้นผิวที่อยู่อาศัย (substrate) ซึ่งรวมเรียกว่า ปัจจัยจำกัด (limiting factors)

                         กระบวนการหลักสองอย่างของระบบนิเวศคือ การไหลของพลังงานและการหมุนเวียนของสารเคมี การไหลของพลังงาน (energy flow) เป็นการส่งผ่านของพลังงานในองค์ประกอบของระบบนิเวศ ส่วนการหมุนเวียนสารเคมี (chemical cycling) เป็นการใช้ประโยชน์และนำกลับมาใช้ใหม่ของแร่ธาตุภายในระบบนิเวศ อาทิเช่น คาร์บอน และ ไนโตรเจน

องค์ประกอบที่มีชีวิต (biotic component)
             1 ผู้ผลิต (producer or autotrophic) ได้แก่สิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้ จากสารอนินทรีย์ส่วนมากจะเป็นพืชที่มีคลอโรฟิลล์

             2 ผู้บริโภค (consumer) ได้แก่สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ (heterotroph) ส่วนใหญ่เป็นสัตว์ที่กินสิ่งมีชีวิตอื่นเป็นอาหาร เนื่องจากสัตว์เหล่านี้มีขนาดใหญ่จึงเรียกว่า แมโครคอนซูมเมอร์ (macroconsumer)

             3 ผู้ย่อยสลายซาก (decomposer, saprotroph, osmotroph หรือ microconsumer) ได้แก่สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่สร้างอาหารเองไม่ได้ เช่น แบคทีเรีย เห็ด รา (fungi) และแอกทีโนมัยซีท (actinomycete) ทำหน้าที่ย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วในรูปของสารประกอบโมเลกุลใหญ่ให้กลายเป็นสารประกอบโมเลกุลเล็กในรูปของสารอาหาร (nutrients) เพื่อให้ผู้ผลิตนำไปใช้ได้ใหม่อีก

                                      การหมุนเวียนของสารเคมีธรณีชีวภาพ (biogeochemical)