Community Ecology Outline
|
สังคมชีวิต
 |
การที่สิ่งมีชีวิตหลายชนิดมาอาศัยอยู่รวมกัน บนพื้นที่หนึ่ง โดยมีปฏิสัมพันธ์กันภายในชนิดเดียวกันและกับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ และอาจจะมีปฏิสัมพันธ์กันโดยตรงหรือโดยทางอ้อมก็ตาม |
|
Community study

การศึกษานิเวศวิทยาสังคมชีวิต จะต้องเป็นการศึกษาเกี่ยวกับ ความแตกต่าง (Variety) และความหลายหลากมากน้อย (Abundance) ของสิ่งมีชีวิตในเวลาใดเวลาหนึ่งบนพื้นที่หนึ่ง
|
การกำหนดขอบเขตของสังคมชีวิต
- พิจารณาตามพื้นที่ (Spatial) นั่นคือการพิจารณาสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อาศัยในพื้นที่เดียวกัน เช่น สังคมชีวิตในบ่อน้ำ สังคมชีวิตในชั้นเรือนยอดของต้นไม้ว่ามีรูปแบบและรายละเอียดอย่างไร
- พิจาณาตามลำดับการกิน (Trophiclevel) เช่น ถ้าพิจารณาเฉพาะผู้ผลิต (Producer) ก็อาจจะกล่าวถึงสังคมชีวิตพืช ที่ประกอบไปด้วยพืชที่ทำหน้าที่เป็นผู้ผลิตหลาย ๆ ชนิดในพื้นที่หนึ่ง
- พิจารณาตามการจัดจำแนก (Taxonomic) นั่นคือจะพิจารณาเฉพาะสังคมชีวิตที่มีการจัดหมวดหมู่อยู่ในกลุ่มเดียวกัน เช่นสังคมชีวิตของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมขนาดเล็ก
- พิจารณาจากรูปแบบชีวิต (Life form) เช่นสังคมชีวิตของต้นไม้ในป่าเต็งรัง ซึ่งมีสมาชิกเฉพาะรูปแบบชีวิตที่เป็นต้นไม้นั้น ไม่นับรวมรูปแบบชีวิตอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็น เถาวัลย์ ไม้พุ่ม ไม้ล้มลุก
ในกรณีที่มีสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่งทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบหลักของสังคมชีวิต สามารถใช้เป็นการทำความเข้าใจขอบเขตของสังคมชีวิตได้ เช่น สังคมชีวิตป่าสน ที่มีต้นสนเป็นองค์ประกอบหลักเป็นต้น
นอกจากนี้ยังสามารถเรียกสังคมชีวิตตามชนิดของสิ่งมีชีวิตขึ้น เช่น สังคมชีวิตนก สังคมชีวิตแมลง
|
โครงสร้างทางกายภาพของสังคมชีวิต
1. รูปแบบชีวิต (Life form)
- ต้นไม้ (Tree) เป็นพืชยืนต้นที่มีความสูงมากกว่า 3 เมตร โดยสามารถแบ่งเป็นกลุ่มย่อยตามลักษณะของใบ เช่น ใบกว้างผลัดใบ (Broadleaf deciduous) ใบกว้างไม่ผลัดใบ (Broadleaf evergreen) หรืออาจจะแบ่งตามลักษณะของต้น เช่น ต้นมีหนาม (Thorn tree)
- ไม้พุ่ม (Shrub) เป็นพืชยืนต้นที่มีความสูงน้อยกว่า 3 เมตร
- พืชล้มลุก (Herb) เป็นกลุ่มพืชที่ไม่มีลำต้นอยู่เหนือดินเกิน 1 ฤดูกาล
- เถาวัลย์ (Liana) เป็นไม้เลื้อยที่มีอายุข้ามปี มีการสร้างเนื้อไม้ขึ้นมา
- อิพิไฟต์ (Epiphyte) เป็นพืชที่เกาะพืชอื่น ๆ เป็นแหล่งอาศัยแต่ไม่ได้ดูดกินอาหารจากต้นที่ให้อาศัย เช่น กล้วยไม้
- ทอลโลไฟต์ (Thallophyte) เป็นพืชปกคลุม เช่น มอส
2. รูปลักษณะ (Formation)
ป่าศูนย์สูตร ป่าละเมาะหนาม ป่าหญ้า ทะเลทราย ทุนดรา
3. การจัดชั้นในแนวดิ่ง (Vertical stratification)
ในสังคมพืชจะมีการจัดชั้นในแนวดิ่ง โดยเป็นการจัดชั้นที่เกี่ยวข้องกับปัจจัยของแสงซึ่งจะมีผลทำให้เกิดความเหมาะสมต่อรูปแบบชีวิตที่แตกต่างกัน ส่วนในสัตว์จะมีการกระจายตามชั้นตามแนวดิ่งด้วย เช่น ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมในป่าเขตร้อนบริเวณบอเนียว จะมีการจัดชั้นตามแนวดิ่งตามลักษณะชั้นในแนวดิ่งของสังคมพืช และการจัดชั้นในแนวดิ่งของสัตว์ยังพบในสัตว์ที่อาศัยอยู่ในน้ำ เช่น แพลงตอนพืชจะอยู่บริเวณใกล้ผิวน้ำ
- ชั้นเรือนยอดชั้นบน (A layer, Canopy)
- ชั้นเรือนยอดชั้นรอง (B layer, Lower canopy)
- ชั้นเรือนยอดชั้นล่าง (C layer, Understory)
- ชั้นเรือนยอดไม้พุ่ม (D layer, Shrub)
- ชั้นของหญ้าและพืชล้มลุก (E layer, Herbaceous)
4. การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล (Seasonal change)

การไม่ผลัดใบ (Evergreen) การผลัดใบในช่วงฤดูแล้ง (Dry deciduous) หรือผลิใบในช่วงหน้า-ร้อน (Summer green) การศึกษาติดตามการผันแปรของชนิดพืชที่แสดงออกในรอบปีในด้านต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นการออกดอก ออกผล ผลสุก และร่วงหล่น ของพืชแต่ละชนิดเรียกว่าการศึกษาแบบนี้ว่า ชีพลักษณ์ (Phenology)
|
โครงสร้างทางชีวภาพของสังคมชีวิต
โครงสร้างทางชีวภาพของสังคมชีวิต หมายถึง จำนวนและความมากน้อยของสิ่งมีชีวิตที่เป็นส่วนประกอบของสังคมชีวิต โดยจะเรียกโครงสร้างนี้ว่าความหลากหลายของชนิด (Species diversity)
การแปรผลเปรียบเทียบทำได ้โดยคำนวณได้จากดัชนีความหลากหลายต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นดัชนีความหลากหลายชนิดของแชนนอน-วีเนอร์ (Shannon-Wieners index) ดัชนีความหลากหลายของซิมป์สัน (Simpsons index) และดัชนีความเท่าเทียมกันของพีลิว
|
ดัชนีความหลากหลายชนิด
 |
ดัชนีความหลากหลายชนิดของแชนนอน-วีเนอร์ (Shannon-Wieners index) |
| i |
Ni |
pi |
ln(pi) |
pi*ln(pi) |
| 1 |
6 |
0.333 |
-1.100 |
-0.366 |
| 2 |
3 |
0.167 |
-1.790 |
-0.298 |
| 3 |
1 |
0.056 |
-2.882 |
-0.161 |
| 4 |
8 |
0.444 |
-0.812 |
-0.361 |
| รวม |
18 |
1.000 |
-6.584 |
-1.186 |
สำรวจแปลงผักสวนครัวขนาด 100 ตารางเมตร พบพริก 6 ต้น, กระเพรา 3 ต้น, โหระพา 1 ต้น และมะเขื่อ 8 ต้น จงคำนวน H' สำหรับแปลงนี้ (H' คือ 1.186)
|
การจัดองค์กรของสังคมชีวิต
จากแนวความคิดว่า สังคมชีวิตย่อมเกิดจากการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต ปฏิสัมพันธ์หลาย ๆ ชนิดก็ทำหน้าที่แตกต่างกันไป โดยภาวการณ์แก่งแย่ง (Competition) จะทำหน้าที่ควบคุมความหลากหลาย (Species diversity) และความมากน้อย (Abundance) การล่า (Predation)เป็นผลให้สิ่งมีชีวิตบางชนิดเพิ่มจำนวนมากน้อยแตกต่างกันไป การปรากฏตัวของผู้ล่าอาจจะมีผลต่อสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ
|
Food chain
 |
สิ่งมีชีวิตที่มาอาศัยอยู่รวมกันย่อมต้องการสสารและพลังงานในการดำรงชีวิต และจะต้องทำหน้าที่
บทบาทแตกต่างกันไป ทำให้สิ่งมีชีวิตมีลำดับในเชิงอาหาร (Trophiclevel) ต่างกันไปตามการถ่ายทอดพลังงาน สิ่งมีชีวิตที่สามารถเปลี่ยนสสารและพลังงานจากธรรมชาติมาใช้ประโยชน์ หรือสร้างอาหารเองได้ จะเรียกว่า ผู้ผลิต (Producer) สิ่งมีชีวิตที่รับพลังงานจากผู้ผลิตไม่ว่าจะด้วยการกิน การแทะเล็ม หรือภาวะปรสิตจะเรียกว่าผู้บริโภคอันดับแรก (Primary consumer) ส่วนผู้บริโภคส่งมีชีวิตอันดับแรกจะเรียกว่าผู้บริโภคอันดับที่สอง และจะเรียงลำดับผู้บริโภคไปเรื่อยๆ ตามลำดับของการรับพลังงาน การเขียนแผนภาพโดยเรียงลำดับการถ่ายทอดพลังงานนี้เรียกว่า ห่วงโซ่อาหาร (Food chain) |
 |
ห่วงโซ่อาหาร |
|
การถ่ายทอดพลังงาน

การใช้พลังงานไปในส่วนต่าง ๆ
|
Biomass pyramid

เกี่ยวข้องกับ 10 percent law
|
Food web

เมื่อนำห่วงโซ่อาหารมาเชื่อมต่อกันตามสิ่งมีชีวิตที่ประกอบเป็นสังคมชีวิต โดยจะต้องรวมเอาสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้ย่อยสลาย (Decomposer) และผู้กินซาก (Detritus feeder) ก็จะสามารถสร้างสายใยอาหาร (Food web) ขึ้นมาได้ โดยสายใยอาหารนี้จะมีความซับซ้อนมีการไหลเวียนกลับของสสารและพลังงานและสามารถรับรู้ถึงชนิดของปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วย

นอกจากนี้ ยังสามารถคำนวณความเชื่อมโยง (Connectance) ภายในสังคมชีวิตได้ แม้ว่าสายใยอาหารจะมีสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด ที่มีปฏิสัมพันธ์หลายแบบ โดยคำนวณจาก สัดส่วนของปฏิสัมพันธ์ที่ที่เกิดขึ้นจริงและปฏิสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ในสังคมชีวิต

จากภาพสายใยอาหารสามารถคำนวณค่าความเชื่อมโยงได้โดย แทนค่าจำนวน
ชนิดทั้งหมด (S) คือ 20 ชนิด และมีปฏิสัมพันธ์ (I) เท่ากับ 31 แบบ ดังนั้น C มีค่าเท่ากับ 31/190 = 0.16
|
ทฤษฎีชีวภูมิศาสตร์ของเกาะ

เป็นทฤษฎีที่กล่าวถึงการเข้าสู่จุดสมดุลของจำนวนชนิดที่มีอยู่ในเกาะ โดยมีความสมดุลของการอพยพเข้า (Immigration) และการสูญพันธ์ไปจากพื้นที่ (Extinction) ทฤษฎีนี้ใช้อธิบายว่าทำไมสังคมชีวิตจึงมีจำนวนสิ่งมีชีวิตเท่าที่เป็นอยู่ โดยเปรียบเทียบว่าพื้นที่ที่สังคมชีวิตนั้นมีลักษณะเป็นเกาะ แล้วสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ จะอพยพเข้ามาอาศัย ส่วนสิ่งมีชีวิตชนิดใดไม่ประสบผลสำเร็จในการเข้ามาอาศัยก็จะสูญพันธ์จากพื้นที่
|
การเปลี่ยนแปลงแทนที่
- การเปลี่ยนแปลงแทนที่ปฐมภูมิ

- การเปลี่ยนแปลงแทนที่ทุติยภูมิ

|