Energy flow1

21.4 การถ่ายทอดพลังงานและ
การหมุนเวียนสารในระบบนิเวศ
 มีความสาคัญต่อสิ่งมีชีวิตในระบบ
นิเวศเป็นอย่างมาก
 เพราะสารต่าง ๆ ในระบบนิเวศไม่ได้
สูญหายไปไหน แต่มีการหมุนเวียน
นามาให้สิ่งมีชีวิตใช้ใหม่
ครูเสกสรรค์สุวรรณสุข 1

21.4 การถ่ายทอดพลังงานและ
การหมุนเวียนสารในระบบนิเวศ
 เกิดเป็นวัฏจักร ทาให้ระบบนิเวศเกิด
ความสมดุลทางธรรมชาติ

21.4.1 การถ่ายทอดพลังงานใน
สิ่งมีชีวิต
สิ่งมีชีวิต 3 กลุ่มในระบบนิเวศคือ ผู้ผลิต
ผู้บริโภคและผู้สลายสารอินทรีย์ มีความ
สัมพันธ์กันในรูป การกินกันเป็นอาหาร
เป็นทอด ๆ เรียกว่า โซ่อาหาร(food chain)

21.4.1 การถ่ายทอดพลังงานใน
สิ่งมีชีวิต
เนื่องจากผู้บริโภคมีการกินกันเองได้
หลายทอด จึงมีการลา ดับผู้บริโภคนี้ว่า
ลา ดับขั้นการกินอาหาร(trophic level)
นิยมเขียนเป็นแผนผัง ดังนี้

ผู้ผลิต ผู้บริโภคลา ดับที่ 1
ผู้บริโภคลา ดับที่ 2
ผู้บริโภคลา ดับที่ 3

- สาหร่าย-> ลูกกุ้ง -> ปลา -> แมว
- ใบไม้ -> หนอน -> นก -> งู

ในธรรมชาติ การกินต่อ ๆ กันเป็น
ทอด ๆ ของสิ่งมีชีวิตมีความสัมพันธ์
เชื่อมโยงกันซับซ้อน ไม่ได้เป็น
ลักษณะของโซ่อาหารเดี่ยว ๆ

เรียกโซ่อาหารที่มีความซับซ้อนนี้ว่า
สายใยอาหาร(food web) ทาให้เกิด
การถ่ายทอดพลังงานในสิ่งมีชีวิต
(energy flow)

ในระบบนิเวศนอกจากมีโซ่อาหารที่
เริ่มต้นจากผู้ผลิต ไปยังผู้บริโภคแล้ว
พบว่า ยังมีโซ่อาหารอีกประเภทหนึ่ง
ที่เริ่มต้นจากการย่อยสลายซากพืช
และสัตว์ของผู้ย่อยสลายสารอินทรีย์
ไปยังผู้บริโภคลา ดับต่าง ๆ

เรียกโซ่อาหารและสายใยอาหาร
สารอินทรีย์ประเภทนี้ว่า โซ่อาหาร
ดีไทรทัสและสายใย อาหารดี
ไทรทัส(detritus food chain and
detritus food web) หรือ

โซ่อาหารแซโพรไฟติกและ
สายใยอาหารแซโพรไฟติก
(saprophytic food chain and
saprophytic food web)
ดังภาพที่ 1 – 38

http://undergroundmagiconline.com/images/soil_foodweb_diagram_8ijj.jpg

http://www.bcgrasslands.org/grasslands/ecosystemprocesses.htm

จากการที่โซ่อาหารแต่ละสาย
มีชนิดและปริมาณของสิ่งมีชีวิต
แต่ละลา ดับขั้นของการกินมาก
น้อยต่างกัน

สามารถเขียนความสัมพันธ์แต่ละ
ลา ดับขั้นได้ในรูปของพีระมิด
เรียกว่า พีระมิดทางนิเวศวิทยา
(ecological pyramid)
จาแนกได้เป็น 3 แบบ คือ

1. พีระมิดจานวน (pyramid of numbers)
 ใช้จานวนของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ
นั้นๆ มาเขียนเรียงลา ดับ
โดยบริเวณฐานเป็นผู้ผลิต
ผู้บริโภคลา ดับต่างๆ ก็จะเรียงลา ดับต่อ
ขึ้นไป
 มีหน่วยเป็น จานวนต่อตารางเมตร

http://faculty.southwest.tn.edu/rburkett/ES%20-%20%20understanding_the_environment.htm

2.พีระมิดมวลชีวภาพ(pyramid of biomass)
 ใช้มวลชีวภาพหรือเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต
ทั้งหมดในรูปของน้าหนักแห้ง
 หน่วยเป็นกรัมต่อตารางเมตร ในการ
สร้างพีระมิด ดังภาพที่ 1 - 40

3. พีระมิดพลังงาน (pyramid of energy)
 แสดงค่าพลังงานในสิ่งมีชีวิต
แต่ละชนิด
 มีหน่วยเป็น กิโลแคลอรีต่อตารางเมตร
ต่อปี ดังภาพที่ 1- 41

http://www.eduweb.com/portfolio/earthsystems/food/images/energy_pyramid.gif

พลังงานที่สิ่งมีชีวิต แต่ละลาดับ
ขั้นในระบบนิเวศได้รับนั้น จะไม่
เท่ากัน ตามหลักการของลินด์แมน
กล่าวไว้ว่า

พลังงานที่ได้รับจากผู้ผลิตทุกๆ
100 ส่วน จะมีเพียง 10 ส่วน
เท่านั้นที่ผู้บริโภคนาไปใช้ในการ
ดารงชีวิตและการเจริญเติบโต

และพลังงานในผู้บริโภคแต่ละ
ลาดับทุก ๆ 100 ส่วน จะถูกนาไป
ใช้ได้แค่ 10 ส่วน เช่นกัน
เรียกว่ากฎสิบเปอร์เซ็นต์
(Law of ten percent)
ดังแสดงในภาพที่ 1-42

http://www.kmitl.ac.th/agritech/nutthakorn/04090035_2202/multiweb/environ/ecosystem.html
ประสิทธิภาพในการแอสซิมิเลชั่น = (แอสซิมิเลชั่นลาดับการกินที่ n/แอสซิมิเลชั่นลาดับการกินที่ n-1)

21.4.2 วัฏจักรสารในระบบนิเวศ
 ในระบบนิเวศ แร่ธาตุและสาร
ต่างๆ เป็นสิ่งจาเป็นในการดารงชีวิต
เช่น คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน
ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และน้า

 สารต่างๆ เหล่านี้ เป็นองค์ประกอบ
ของโมเลกุลที่สาคัญในเซลล์สิ่งมีชีวิต
เรียกว่า ชีวโมเลกุล (biomolcules)
เช่น ลิพิด โปรตีน คาร์โบไฮเดรต
และกรดนิวคลีอิก

 ปกติแล้วสารเหล่านี้จะมีปริมาณ
ค่อนข้างคงที่ และสมดุลในธรรมชาติ
เนื่องจากมีการหมุนเวียนสารเหล่านี้
กลับมาใช้ใหม่ เป็นการหมุนเวียนผ่าน
โซ่อาหารเป็นวัฏจักร เรียกว่า

วัฏจักรสาร (material cycle) เช่น
วัฏจักรน้า วัฏจักรคาร์บอน วัฏจักร
ไนโตรเจน วัฏจักรฟอสฟอรัส และ
วัฏจักรกามะถัน เป็นต้น

material cycle

วัฏจักรน้า (water cycle)
น้า(H2O)เป็นสิ่งที่จาเป็นต่อ
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดในระบบนิเวศ
เพราะนอกจากจะเป็นองค์ประกอบ
ของเซลล์แล้ว .....

 น้ายังเป็นตัวกลางสาคัญของ
กระบวนการต่างๆในสิ่งมีชีวิต
 เป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต
หลายชนิด

 เป็นปัจจัยสาคัญที่ทาให้เกิดระบบ
นิเวศชนิดต่างๆ

การหมุนเวียนของน้าในระบบ
นิเวศ เกิดจาก 2 กระบวนการ คือ
 การระเหย (evaporation)
 การกลั่นตัวเป็นฝนตกลงสู่
ผิวโลก (precipitation)

http://ednet.kku.ac.th/~sumcha/212300/graphics/sequence/sequence.html

วัฏจักรคาร์บอน (carbon cycle)
 คาร์บอน (C) เป็นธาตุหลักใน
สารประกอบอินทรีย์ทุกชนิด
 เป็นองค์ประกอบของสารอนินทรีย์
ที่มีอยู่ในระบบนิเวศ

 เป็นธาตุที่มีการหมุนเวียนเป็น
วัฏจักร ดังภาพที่ 21 - 42

http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/16cm05/1116/54-17-CarbonCycle-L.gif

 ผู้ผลิตจะรับคาร์บอนในรูปของ
CO2 เพื่อนาไปใช้ในการสังเคราะห์
ด้วยแสง

 เมื่อสัตว์กินพืชก็จะได้รับ
สารประกอบเหล่านี้ไปใช้ประโยชน์
และสร้างเป็นเนื้อเยื่อ

เมื่อพืชและสัตว์ตายลง แบคทีเรีย
เห็ดรา จะย่อยสลายซากพืชซากสัตว์
ตลอดจนสิ่งขับถ่าย ให้เป็น CO2 และ
น้า กลับคืนสู่บรรยากาศ
รวมทั้งการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงก็
จะได้ CO2 คืนสู่บรรยากาศได้อีก

 ทั้งพืชและสัตว์จะคืนคาร์บอนสู่
บรรยากาศในรูปของ CO2 โดย
กระบวนหายใจ

วัฏจักรไนโตรเจน
(nitrogen cycle)
ไนโตรเจน (N) ในบรรยากาศมี
ประมาณร้อยละ 78
 แต่สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ ไม่สามารถนา
แก๊สนี้มาใช้ได้โดยตรง

(nitrogen cycle)
 โดยเฉพาะพืชจะใช้ได้ก็ต่อเมื่ออยู่
ในรูป สารประกอบพวก
เกลือแอมโมเนีย เกลือไนไตรท์ และ
เกลือไนเตรต ซึ่งพืชจะนาไปสร้าง
สารประกอบต่างๆ ภายในเซลล์

(nitrogen cycle)
วัฏจักรไนโตรเจนประกอบด้วย
กระบวนการที่สาคัญ คือ

(nitrogen cycle)
 การตรึงไนโตรเจน
(nitrogen fixation)
 การเปลี่ยนสารประกอบไนโตรเจน
เป็นแอมโมเนีย (ammonification)

(nitrogen cycle)
 การเปลี่ยนเกลือแอมโมเนียมเป็น
ไนไตรท์และไนเตรต(nitrification)
 การเปลี่ยนไนเตรต กลับเป็นแก๊ส
ไนโตรเจนในบรรยากาศ
(denitrification) ดังภาพที่ 21-43

วัฏจักรฟอสฟอรัส
(phosphorus cycle)
ฟอสฟอรัส (P) เป็นธาตุที่จาเป็น
สาหรับเซลล์ทุกชนิด
 เนื่องจากเป็นองค์ประกอบของ สาร
พันธุกรรม เช่น DNA RNA

(phosphorus cycle)
 เป็นส่วนประกอบของสารพลังงาน
สูง เช่น ATP ADP
 เป็นส่วนประกอบที่สาคัญ ของ
กระดูกและฟันในสัตว์

(phosphorus cycle)
 พืชนาไปใช้ในการเจริญเติบโต เพื่อ
สร้างความแข็งแรงและผลผลิตให้
สูงขึ้น
เป็นอีกธาตุหนึ่งที่มีการหมุนเวียน
เป็นวัฏจักร จากภาพที่ 21 - 44

(phosphorus cycle)
 แหล่งสะสมฟอสฟอรัส คือ ดิน
หิน โดยเฉพาะหินและตะกอนที่
ทับถมกันอยู่ที่ใต้ทะเล

(phosphorus cycle)
 สาหรับฟอสฟอรัสที่สะสมอยู่ใน
ดิน เมื่อถูกกัดกร่อนหรือชะล้าง
ตามธรรมชาติก็จะได้สารฟอสเฟต
ซึ่งพืชสามารถดูดไปใช้ได้

(phosphorus cycle)
 เมื่อสัตว์กินพืช สารนี้ก็จะถูก
ถ่ายทอดไปยังสัตว์

(phosphorus cycle)
 เมื่อพืชและสัตว์ตายลงจะถูกย่อย
สลาย ได้สารประกอบฟอสเฟต
ทับถมอยู่ในดิน และบางส่วนจะ
ลงสู่แหล่งน้า

วัฏจักรกามะถัน (sulfur cycle)
กามะถัน (S) คือ ธาตุที่เป็น
องค์ประกอบสาคัญของโปรตีนใน
พืช และสัตว์

 โดยเฉพาะกรดอะมิโนที่จาเป็น
บางชนิด
 รวมทั้งวิตามินและโคเอนไซม์
บางชนิด

จะพบกา มะถันบริสุทธ์ิจาก
บริเวณที่มีภูเขาไฟระเบิด หรือบริเวณ
น้าพุร้อน

กา มะถันส่วนใหญ่ที่พบ จะอยู่ใน
รูปของสารประกอบ เช่น SO2 H2S
พวกซัลไฟด์ และซัลเฟต เป็นต้น

สิ่งมีชีวิตไม่สามารถนากามะถัน
มาใช้โดยตรงได้แต่จะนามาใช้ใน
รูปของสารประกอบ โดยที่พืชดูด
ซัลเฟตในดินไปสร้างเป็นอินทรีย
สารในพืช

 สัตว์ได้กามะถันจากการบริโภคพืช
 เมื่อพืชและสัตว์ตายลง ก็จะถูก
สลายโดยผู้ย่อยสลายอินทรียสาร
จนได้สารประกอบซัลเฟตที่ละ
ลายน้าได้อยู่ในดิน ทา ให้พืช
นาไปใช้ได้อีก ดังภาพที่ 21 - 45

Energy flow1

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Energy flow1

Similar to Energy flow1 (20)

Energy flow1