Page 1

การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่ งแวดล้อม

1


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ กฎสิ บเปอร์เซ็นต์ (Ten percent law) ห่วงโซ่อาหาร (Food chain) สายใยอาหาร (Food web) พีระมิดนิเวศ (Ecological pyramid) 2


3


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ กฎสิ บเปอร์เซ็นต์ (Ten percent law) The ten percent law suggests or implies that exactly 90% of the energy is lost in the transfer at each trophic level, and that only 1 0% is passed on as useable biological energy. พลังงานทีถ่ ่ ายทอดจากสิ่ งมีชีวติ หนึ่งไปยังอีกสิ่ งมีชีวติ หนึ่งใน แต่ ละลำาดับขั้นมีประมาณ 10% ทั้งหมด อีก 90% จะสู ญเสี ยไปในรู ป ของพลังงานอืน่ ๆ เช่ น ความร้ อน การหายใจ 4


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ ห่วงโซ่อาหาร (Food chain) ความสัมพันธ์เชิงอาหารระหว่างสิ่ งมีชีวิตโดยการกินกัน เป็ นทอดๆ หรื อเป็ นการถ่ายทอดพลังงานในรู ปอาหารจากผูผ้ ลิตสู่ ผูบ้ ริ โภค และจากผูบ้ ริ โภคสู่ ผบู้ ริ โภคลำาดับถัดไป

5


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ ห่วงโซ่อาหาร (Food chain) --- ข้อสังเกต มีการกินกันเป็ นทอดๆ มีลกั ษณะเป็ นเส้นตรง สิ่ งมีชีวิต หนึ่ง จะมีการกินอาหารเพียงชนิดเดียวเท่านั้น และเป็ นลำาดับ ห่ วงโซ่ อาหารแบ่ งได้ เป็ น 3 แบบ คือ - ห่ วงโซ่ อาหารแบบจับกิน (Predator chain) - ห่ วงโซ่ อาหารแบบปรสิ ต (Parasitic chain) - ห่ วงโซ่ อาหารแบบเศษอินทรีย์ (Detritus chain) 6


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ ห่วงโซ่อาหารแบบจับกิน (Predator chain) มีการจับกินกันในแต่ละขั้น โดยเริ่ มจากผูผ้ ลิตไปยังผู ้ บริ โภคลำาดับต่างๆ หญ้ า ผัก

วัว หนอน

แพลงก์ ตอนพืช

เสื อ นก แพลงก์ ตอนสั ตว์

แมว ปลาเล็ก

ปลาใหญ่ 7


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ ห่วงโซ่อาหารแบบปรสิ ต (Parasitic chain) มีการจับกินกันในแต่ละขั้น โดยเริ่ มจากผูถ้ กู อาศัย (Host) จะถูกเบียดเบียนโดยปรสิ ต (Parasite) ซึ่งมีขนาดเล็กกว่า คน

พยาธิไส้ เดือน

ไก่

ไรไก่

แบคทีเรีย แบคทีเรีย

ไวรัส (Bacteriophage) 8


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ ห่วงโซ่อาหารแบบเศษอินทรี ย ์ (Detritus chain) มีการจับกินกันในแต่ละขั้น เริ่ มจากซากพืชซากสัตว์ที่ถกู กินโดยผูบ้ ริ โภคซาก และถูกจับกินไปเป็ นขั้นๆ ซากสั ตว์ ซากพืช

ปลา

หนอนแมลงวัน ไส้ เดือน

ไก่

สุ นัข 9


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ สายใยอาหาร (Food web) เป็ นห่วงโซ่อาหารที่มีการ จับกินกันเป็ นทอดๆอย่างหลาก หลาย ไม่เป็ นเส้นตรง โดยสิ่ งมีชีวิต ชนิดหนึ่งสามารถกินสิ่ งมีชีวิตอื่นๆ ได้หลายชนิด และสามารถถูกจับ กินได้โดยสิ่ งมีชีวิตอื่นๆได้อีกด้วย 10


ตัวอย่างสายใยอาหาร แยกได้เป็ นกี่ห่วงโซ่อาหาร?

10 ห่ วงโซ่ อาหาร 11


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ พีระมิดนิเวศ (Ecological pyramid) ความสั มพันธ์ เชิงอาหารระหว่ างสิ่ งมีชีวติ คล้ ายกับห่ วงโซ่ อาหาร แต่ แสดงผลเป็ นแผนภาพรูปแท่ งซ้ อนๆกัน (คล้ ายพีระมิด) ตามลำาดับขั้นของ การกิน แบ่ งได้ เป็ น 3 แบบ คือ - พีระมิดจำานวนของสิ่ งมีชีวติ (Pyramid of numbers) - พีระมิดมวลของสิ่ งมีชีวติ (Pyramid of mass) - พีระมิดพลังงานของสิ่ งมีชีวติ (Pyramid of energy) 12


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ พีระมิดจำานวนของสิ่ งมีชีวติ (Pyramid of numbers) ใช้ จาำ นวนของสิ่ งมีชีวติ ในระบบนิเวศนั้นๆ มาสร้ างพีระมิด มี หน่ วยเป็ นจำำนวนต่ อตำรำงเมตร วัดได้ ด้วยวิธีการนับ

13


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ พีระมิดมวลของสิ่ งมีชีวติ (Pyramid of mass) ใช้ มวลชีวภาพหรือเนือ้ เยือ่ ของสิ่ งมีชีวติ ทั้งหมดในรูปของน้ำ า หนักแห้ งมาสร้ างพีระมิด มีหน่ วยเป็ นกรัมต่ อตำรำงเมตร

14


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ พีระมิดพลังงานของสิ่ งมีชีวติ (Pyramid of energy) เป็ นพีระมิดทีใ่ ช้ ปริมาณพลังงานของแต่ ละลำาดับขั้นอาหารมาส ร้ างพีระมิด มีหน่ วยเป็ นกิโลแคลอรีต่อตำรำงเมตรต่ อปี

15


การถ่ายทอดพลังงานในสิ่ งมีชีวติ

16


จงสร้างพีระมิดทางนิเวศวิทยาจากข้อมูลที่กาำ หนดให้ แพลงก์ ตอนสั ตว์

แพลงก์ 600 ตัวต่ อตาราง ตอนสั ตว์ เมตร ไรน้ำ า 200 ตัวต่ อตาราง กุ้ง ปลา

ไรน้ำ า

กุ้ง

ปลา

100 กรัมต่ อตารางเมตร 1,000 กิโลแคลอรี ต่ อตารางเมตรต่ อปี

300 กรัมต่ อตารางเมตร 100 กิโลแคลอรีต่อตา เมตร รางเมตรต่ อปี 50 ตัวต่ อตารางเมตร 500 กรัมต่ อตารางเมตร 10 กิโลแคลอรีต่อตาราง เมตรต่ อปี 10 ตัวต่ อตารางเมตร 1,200 กรัมต่ อตาราง 1 กิโลแคลอรีต่อตาราง เมตร เมตรต่ อปี 17


พีระมิดจำานวน

พีระมิดมวลชีวภาพ

พีระมิดพลังงาน

10 ตัวต่อตารางเมตร

1,200 กรัมต่อตารางเมตร

50 ตัวต่อตาราง 200 เมตร ตัวต่อตาราง

500 กรัมต่อตารางเมตร

1 กิโลแคลอรี ต่อตารางเมตรต่อ 10 กิโลแคลอรีปีต่อตารางเมตรต่อ

600 ตัวเมตร ต่อตารางเมตร

แพลงก์ ตอนสัตว์

100 กิโลแคลอรีปี ต่อตารางเมตรต่อ ปี ต่อตารางเมตร 1,000 กิโลแคลอรี

300 กรัมต่อตารางเมตร 100 กรัมต่อตาราง เมตร

ไรน้ำ า

ต่อปี

กุ้ง

ปลา

18


(Nutrient cycle in ecosystem) การหมุนเวียนธาตุอาหาร (Nutrient cycle in ecosystem) คือ การเคลือ่ นย้ายธาตุอาหารทีส่ ะสมอยูใ่ นดินไปสูส่ ว่ น ต่างๆ ของพืช แล้วเคลือ่ นย้ายผ่านสัตว์ และผูย้ อ่ ยสลายอินทรีย สารกลับไปสะสมอยูใ่ นดิน เพือ่ ให้พชื ได้ใช้ประโยชน์ต่อไป *** การหมุนเวียนธาตุอาหารมีลกั ษณะเป็ นวัฏจักร จาก ธรรมชาติเข้าสูส่ งิ่ มีชวี ติ และจากสิง่ มีชวี ติ กลับคืนสูธ่ รรมชาติ ***


ภาพแสดงวัฏจักรของน้ำ า


ำ นตัวกลางของกระบวนการต่าง ๆ ในสิ่ งมีชีวิตรวมทั้งเป็ นแหล่งต่าง • น้าเป็ ำ ด น้าเค็ ำ ม น้าในดิ ำ น ในรู ปแบบของไอน้าและน้ ำ ำ งที่ปกคลุม ๆ ทั้งน้าจื าแข็ ขั้วโลก


ภาพแสดงวัฏจักรของไนโตรเจน


• วัฏจักรของไนโตรเจน ธาตุไนโตรเจนเป็ นองค์ประกอบของคลอโร ฟิ ลและโปรตีน จึงเป็ นธาตุที่มีความสำาคัญต่อสิ่ งมีชีวิต ไนโตรเจน มี อยูป่ ระใน 78 % ของปริ มาณอากาศทั้งหมด แต่สิ่งมีชีวิตสามารถ นำาไปใช้ในรู ปของสารประกอบอื่นๆ เช่น แอมโมเนีย ไนเตรท ยูเรี ย กรดอะมิโนหรื อโปรตีน และจาการที่แร่ ธาตุไนโตรเจนมีความจำาเป็ น ต่อการเจริ ญเติบโตของพืชมนุษย์จะนำาธาตุไนโตรเจนมาผลิตปุ๋ ย โดย ใช้ไนโตรเจนจากในอากาศเป็ นวัตถุดิบและนำาปุ๋ ยที่ได้ในรู ปของ แอมโมเนียไปใช้ในการเกษตร ไนโตรเจนที่ถกู นำาไปใช้จะถูกส่ งต่อ ไปตามข่ายใยอาหาร ( Food Web )


• วัฏจักรของฟอสฟอรัส ฟอสฟอรัสไม่มีในบรรยากาศ ดั้งนั้นวงจร ฟอสฟอรัสจึงจำากัดอยูใ่ นดินและน้าำ โดยเป็ นกระบวนการที่ ฟอสฟอรัสถูกหมุนเวียงจากดินสู่ ทะเล และจากทะเลกลับสู่ ดิน กระบวนการตกตะกอน ออกซิเจนมีบทบาทสำาคัญต่อวงจรของ ฟอสฟอรัส ถ้ามีออกซิเจนมาก ฟอสฟอรัสที่เกิดขึ้นจะเป็ นประเภทที่ ำ ไม่ละลายน้าและจะตกตะผนึ ก ซึ่งพืชไม่สามารถนำาไปใช้ได้ถา้ อยู่ ในสภาพนั้นนานๆ เกลือฟอสฟอรัสจะสะสมเป็ นหิ นฟอสเฟส ซึ่งจะ ค่อยๆกลับสู่ ระบบนิเวศโดยกระบวนการสลายตัวของหน้าดิน ( Erosion )


ฟอสฟอรัสเป็ นธาตุที่มีอยู่ในธรรมชาติน้อยมาก และเกิดขึ ้นจาก การเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา ฟอสฟอรัสจึงถูกใช้ หมุนเวียนในระบบ ในปริ มาณที่จำากัด ฟอสฟอรัสในหินถูกกัดกร่อนชะล้ างไหลลงสูแ่ ม่น้ำา และทะเลตกตะกอนในทะเล ฟอสฟอรัสในดินพืชนำาไปใช้ แล้ วสงไปยัง สัตว์ที่กินพืช เมื่อสัตว์ตายลงฟอสฟอรัสจะถูกส่งต่อไปอยูใ่ นดินเป็ น อาหารของพืชต่อไป ฟอสฟอรัสที่ตกตะกอนในทะเลจะถูกสิง่ มีชีวิตใน ท้ องทะเลนำาไปใช้ แล้ วเข้ าสูโ่ ซ่อาหาร โดยสัตว์น้ำากินสัตว์ที่ได้ รับ ฟอสฟอรัสต่อๆกันไป ในที่สดุ ฟอสฟอรัสจะถูกนำากลับมาใช้ ในดินเป็ น อาหารของพืชแล้ วหมุนเวียนในระบบนิเวศ


• วัฏจักรกำามะถัน วัฏจักรกำามะถัน สิ่ งมีชีวติ ไม่ตอ้ งการกำามะถันมากนัก แต่วงจรกำามะถันมีความ สำาคัญ เพราะเกี่ยวข้องกับผลผลิต และการย่อยสลายตัวของสารอินทรี ยใ์ นระบบ นิเวศ วงจรของกำามะถันจะถูกนำาไปสู่ โซ่อาหาร โดยพืชนำาไปใช้ก่อน แล้วกำามะถัน ถูกส่ งต่อไปยังสัตว์ โดยเป็ นทาสที่เป็ นองค์ประกอบของโปรตีนในสิ่ งมีชีวติ ทุก ชนิด กำามะถันที่อยูใ่ นรู ปของโปรตีนจะถูกเปลี่ยนเป็ นซัลเฟต ( sulphates ) โดยแบคทีเรี ยและรา ( fungi ) พืชจะนำากำามะถันกลับไป ใช้อีกโดยตรง กำามะถันที่ปนเปื้ อนอยูใ่ นเชื่อเพลิงจะถูกเผาไหม้เป็ นซัลเฟอร์ ได ออกไซด์ ( SO ) และซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ ( SO ) ซึ่ งเป็ นต้นเหตุของ อากาศเสี ย 2

3


ภาพแสดงหน้ าที่ของระบบนิเวศ


ความหลากหลายทางชีวภาพ ความหลากหลายทางชีวภาพ (Biodiversity) หมาย ถึง ความหลากหลายของสรรพสิง่ มีชวี ติ ทัง้ หลาย การมี สิง่ มีชวี ติ หลายๆ ชนิด หลายสายพันธุ์


ประเภทของความหลากหลายทางชีวภาพ 1. ความหลากหลายทางพันธุกรรม หมายถึง ความหลาก หลายของยีนส์ทม่ี อี ยูใ่ นสิง่ มีชวี ติ แต่ละชนิด สิง่ มีชวี ติ ชนิด เดียวกันมียนี ส์แตกต่างกันไปตามสายพันธุ์ เช่น ข้าวมี สายพันธ์นบั พันชนิด สุนขั มีหลายสายพันธุ์ เป็ นต้น


ประเภทของความหลากหลายทางชีวภาพ(ต่อ) 2. ความหลากหลายของชนิดพันธุข์ องสิง่ มีชวี ติ หมายถึง ความหลากหลายของชนิดของสิง่ มีชวี ติ ทีอ่ ยูใ่ นพืน้ ที่ หนึ่ง มีสงิ่ มีชวี ติ จำานวนมากหลายล้านชนิด ซึง่ มีความ แตกต่างกันทางด้านลักษณะเฉพาะ รูปร่าง การดำารง ชีวติ


ประเภทของความหลากหลายทางชีวภาพ(ต่อ) 3. ความหลากหลายของระบบนิเวศ หมายถึง ความซับ ซ้อนของลักษณะพืน้ ทีท่ แ่ี ตกต่างกันในแต่ละภูมภิ าคของ โลก เมือ่ ประกอบกับสภาพภูมอิ ากาศ ภูมปิ ระเทศ ทำาให้เกิดระบบนิเวศ ถิน่ ทีอ่ ยูข่ องสิง่ มีชวี ติ ทีแ่ ตกต่าง กัน


การอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพ • จัดหาข้ อมูลและจัดระบบจัดเก็บข้ อมูลสปี ชีส์ของสิง่ มีชีวิตที่ กระจัดกระจาย • พิทกั ษ์ รักษาพื ้นที่บริเวณที่มีระดับความอุดมสมบูรณ์


การอนุรักษ์ระบบนิเวศอย่างยัง่ ยืน • ได้ ศกึ ษาหาความรู้และความเข้ าใจเกี่ยวกับระบบนิเวศ ตามสภาพธรรมชาติดงเดิ ั ้ มและระบบนิเวศที่ได้ รับการ จัดการอยู่ และจะมีวิธีการใดบ้ างที่ชว่ ยรื อ้ ฟื น้ ระบบนิเวศ ที่ได้ รับความเสียหายนันให้ ้ กลับคืนสภาพ


การอนุรักษ์ความหลากหลายทางพันธุกรรม • โดยการแสวงหาแหล่งพันธุกรรมที่มีอยูต่ ามธรรมชาติอนั เป็ นผล พวงมาจากการเปลี่ยนแปลงวิวฒ ั นาการของสิง่ มีชีวิต ที่อาจนำา มาประยุกต์ใช้ ให้ เกิดประโยชน์ในการปรับปรุงพันธุ์พืชและสัตว์


ำ องถิ่น (10 คะแนน) การสำารวจระบบนิเวศแหล่งน้าในท้ 1. ให้ นักเรียนออกแบบการทดลองเพือ่ สำ ารวจระบบนิเวศในท้ องถิน่ (โรงเรียน) อาจเป็ น แหล่งน้ำ าเช่ นสระน้ำ าในโรงเรียน, สนามหญ้ าหน้ าอาคาร หรือบริเวณอืน่ ๆ โดยในการ ทำาการสำ ารวจโดยประกอบด้ วยเนือ้ หาต่ อไปนี้ 1.1 ปัญหาของการสำ ารวจ 1.2 สมมติฐานของการสำ ารวจ 1.3 อุปกรณ์ ทใี่ ช้ ในการสำ ารวจ 1.4 วิธีการสำ ารวจ 1.5 ผลการสำ ารวจ 1.6 วิเคราะห์ ผลการสำ ารวจ 1.7 สรุปผลการสำ ารวจ 1.8 วิจารณ์ การสำ ารวจ 35 โรงเรี ยนฟากกว๊านวิทยาคม

Ecology  
Ecology  

Biology&Ecology

Advertisement