ระบบนิเวศทางชีวภาพ

ระบบนิเวศทางชีวภาพ

ระบบนิเวศน์ในทะเลที่สำคัญจะอยู่ในเขตน้ำขึ้นน้ำลง (intertidal zone) ซึ่งเป็นจุดที่เชื่อมต่อระหว่างบนบกและทะเล สิ่งมีชีวิตที่อยู่ในบริเวณดังกล่าวจะต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทั้งทางกายภาพ และทางชีวภาพ ตัวอย่างเช่นการสูญเสียน้ำในร่างกายในช่วงน้ำลง (desiccation), อิทธิพลจากน้ำฝนจากแผ่นดินซึ่งจะก่อให้เกิดปัญหาในการควบคุมสมดุลของน้ำและไอออนในร่างกายและการป้องกันตัวจากผู้ล่า เป็นต้น ระบบนิเวศน์ในทะเลที่สำคัญ ๆ คือ

1) หาดหิน (rocky shore) หาดหินเป็นระบบนิเวศในทะเลแห่งหนึ่งที่มีความสัมพันธ์ที่สลับซับซ้อนของสิ่งมีชีวิตที่เข้ามาอาศัยอยู่ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสิ่งมีชีวิตหน้าดิน (macrobenthic organisms) ที่มีทั้งผู้ผลิต ผู้บริโภค จนถึงผู้ย่อยสลาย ปัจจัยทางสภาวะแวดล้อมต่างๆในทางกายภาพเช่น ความรุนแรงของคลื่นที่เข้ามากระทำในพื้นที่ ระดับน้ำขึ้นน้ำลง และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในรอบวัน รวมถึงปัจจัยทางชีวภาพ เช่นกระบวนการลงเกาะของตัวอ่อนเพื่อเติบโตเป็นประชากรในรุ่นต่อไป (settlement and recruitment processes) การแก่งแย่งแข่งขันเพื่อใช้พื้นที่ในการดำรงชีวิต (space competition) การเป็นผู้ล่าและผู้ถูกล่า (predation) มีอิทธิพลสำคัญต่อรูปแบบและลักษณะการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตหน้าดินในหาดหิน ปัจจัยต่างๆเหล่านี้ทำให้โครงสร้างชุมชนของสิ่งมีชีวิตหน้าดินในหาดหินสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาทั้งในมิติของพื้นที่และเวลา เนื่องจากปัจจัยทางกายภาพที่สำคัญในบริเวณนี้คือ การพัดของคลื่นที่มากระทบหาด ทำให้สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ต้องมีการปรับตัวโดยการยึดเกาะกับหินให้มั่นคงโดยการหลั่งสารประกอบหินปูนยึดตัวเองกับหิน เช่นเพรียงหิน และหอยนางรมเป็นต้น ในหอยแมลงภู่จะใช้หนวด(byssus thread) หอยบางชนิดจะมีเปลือกหนาเพื่อต้านทางแรงคลื่น รวมทั้งมีฝาที่ปิดสนิทและมีความแข็งแรงเพื่อป้องกันการสัมผัสกับอากาศในช่วงน้ำลง มีเปลือกสีเข้มหรือจางเพื่อลดการดูดกลืนของแสงซึ่งจะแตกต่างกันไปตามถิ่นที่อยู่ กลุ่มที่อยู่ในเขตใกล้แนวน้ำขึ้นสูงสุด (upper intertidal) จะมีสีเปลือกที่จางกว่าพวกที่อยู่ในเขตต่ำลงมา (lower intertidal) ส่วนปัจจัยทางชีวภาพที่มีผลต่อสิ่งมีชีวิตในบริเวณนี้คือผู้ล่า และการแก่งแย่งแข่งขัน ทั้งในแง่ของอาหารและที่อยู่อาศัย

การแพร่กระจายของสัตว์ทะเลบริเวณหาดหิน จะมีการแพร่กระจายตามแนวดิ่งที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน โดยจะขึ้นอยู่กับช่วงเวลาที่จมอยู่ใต้น้ำ การกินอาหาร ความทนทานต่อการสูญเสียน้ำออกจากตัว และอุณหภูมิ โดยในเขตบนสุดของการแพร่กระจายจะพบแมลงสาบทะเล (Ligia sp.) ปูแสม ปูหิน หอยมะระ หอยฝาชี หอยขี้นก เพรียงหิน พวกนี้จะอยู่ตอนบนของโขดหิน ในเขตถัดมาซึ่งเป็นเขตที่มีน้ำท่วมถึงจะพบพวก ลิ่นทะเล หอยหมวกเจ๊ก ฟองน้ำ หอยนางรม ดอกไม้ทะเล ส่วนเขตถัดมาซึ่งเป็นเขตที่มีน้ำท่วมถึงตอดเวลาจะพบ ปะการัง เม่นทะเล หนอนฉัตร ดาวทะเล ปู กุ้ง หอย

2) หาดทราย (sandy beach) เป็นพื้นที่ชายฝั่งซึ่งได้รับอิทธิพลของปัจจัยทางกายภาพจากทะเลมากที่สุดแห่งหนึ่ง หาดทรายเป็นที่สะสมของของเม็ดทรายที่เกิดจากการกัดเซาะชายฝั่งของคลื่น อิทธิพลของคลื่นยังมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางกายภาพของหาดซึ่งได้แก่ ความลาดชันของหาดที่มีความแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่และตามฤดูกาลโดยเฉพาะในเขตอบอุ่น(Temperate Zone) มีการศึกษาพบว่าความลาดชันของหาดระหว่างฤดูหนาวและร้อนจะแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด อิทธิพลของคลื่นยังมีผลต่อขนาด (Particle Size) ของเม็ดทราย โดยทรายละเอียดจะเกิดจากแรงกระทำของคลื่นที่มีความรุนแรงไม่มากแต่หากหาดทรายได้รับอิทธิพล จากคลื่นมีความรุนแรงมากเม็ดทรายก็จะมีความหยาบมาก ขนาดของเม็ดทรายนี้ยังถือเป็นปัจจัยที่สำคัญประการหนึ่งที่มีผลต่อการแพร่กระจายและความหนาแน่นของสิ่งมีชีวิตที่มาอาศัยอยู่ ทั้งกลุ่มที่ฝังตัวอยู่ใต้พื้นทรายและกลุ่มที่อาศัยอยู่ที่ผิวหน้าทราย สำหรับกลุ่มที่ฝังตัวใต้พื้นทรายนั้น ทรายหยาบจะมีแรงเสียดสีกับตัวสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มากกว่าทรายละเอียดแต่ในขณะเดียวกันน้ำจะสามารถผ่านลงไปใต้พื้นทรายมากกว่า ปัจจัยทางกายภาพอื่นๆที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงของหาดทรายคือ การเคลื่อนที่ของมวลน้ำบริเวณท้องทะเล (Substrate Movement) ซึ่งทำให้มีการนำพาเอาอนุภาคของทรายหรือหินกรวดต่างๆเข้ามาตกตะกอนทับถมในบริเวณหาดทราย นอกจากนี้น้ำขึ้นน้ำลงก็เป็นปัจจัยทางกายภาพที่กำหนดระยะเวลาที่สิ่งมีชีวิตจะจมอยู่ใต้น้ำหรือออกหาอาหาร ปัจจัยประการสุดท้ายคือ ความร้อนจากแสงอาทิตย์ โดยปัจจัยสองข้อหลังนี้ยังมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความชื้นและอุณหภูมิของทรายตามระดับความลึกจากผิวหน้าโดยปกติอุณหภูมิที่ผิวหน้าทรายจะสูง แต่เมื่อลึกลงไปเพียงไม่กี่เซนติเมตรอุณหภูมิจะต่ำกว่าผิวหน้ามาก
สัตว์ทะเลหน้าดินขนาดใหญ่ที่อาศัยอยู่บริเวณหาดทรายเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความสำคัญต่อ
ระบบนิเวศในทะเล โดยสัตว์ทะเลหน้าดินหลายชนิดเป็นอาหารที่สำคัญของสัตว์น้ำต่าง ๆที่เข้ามา
หาอาหารในหาดทรายในช่วงน้ำขึ้น ชนิดและความชุกชุมของสัตว์ทะเลหน้าดินขนาดใหญ่
ที่อาศัยในหาดทรายสามารถบ่งบอกถึงความอุดมสมบูรณ์ของหาดทรายและมีความสัมพันธ์กับ
ปริมาณสัตว์น้ำเศรษฐกิจบางชนิดที่กินสัตว์ทะเลหน้าดินขนาดใหญ่เหล่านี้เป็นอาหาร นอกจากนี้
ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาชุมชนของสัตว์ทะเลหน้าดินขนาดใหญ่ยังสามารถใช้ระดับการเกิดมลพิษ
และคุณภาพน้ำทะเลของหาดทรายอีกด้วย

การแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต ก็จะเป็นเช่นเดียวกับหาดหินเขตบริเวณแนวน้ำขึ้นสูงสุดขึ้นไปอาจมีป่าชายหาดซึ่งเป็นสังคมพืชทนเค็มทั้งพืชยืนต้นและพืชล้มลุก ในเขตน้ำขึ้นน้ำลงจะพบสัตว์หน้าดินต่างๆฝังตัวอยู่ตามพื้นทราบเช่น ไส้เดือนทะเล ปูลม ปูทหาร ปูหนุมาณ หอยสองฝาหลายชนิด ถัดจากเขตน้ำลงต่ำสุดลงไปมักพบปลิงทะเล ปู ดาวทะเล เหรียญทะเล ดอกไม้ทะเล เป็นต้น

3) ระบบนิเวศน์เอสทูรี เอสทูรีเป็นบริเวณปากแม่น้ำที่ได้รับอิทธิพลจากคลื่นลม มีการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมตลอดเวลา โดยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงความเค็ม เมื่อน้ำขึ้นความเค็มจะเพิ่มขึ้นน้ำลงความเค็มจะลดลง การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในบริเวณนี้นอกจากจะมีการเปลี่ยนแปลงในรอบวันแล้วยังมีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลด้วย โดยในเขตร้อนอาจไม่เด่นชัดนัก

ชนิดและขนาดของตะกอนนั้น ตะกอนที่มีขนาดใหญ่จะตกตะกอนก่อนถึงปากแม่น้ำ บริเวณปากแม่น้ำอินทรียสารจะมีขนาดเล็กมาก โดยมีแบคทีเรียทำหน้าที่ในการย่อยสลายโดยใช้ออกซิเจน ตะกอนส่วนใหญ่จึงมีสีดำ บริเวณนี้จะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่มากโดยพบว่าส่วนใหญ่เป็นสัตว์หน้าดินซึ่งจะมีปริมาณ 60-80 % ของสัตว์หน้าดินทั้งหมด และมักมีสัตว์เศรษฐกิจมาอาศัยอยู่ในบางช่วงเวลา สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในบริเวณนี้จะมีลักษณะพิเศษคือ จะต้องมีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงความเค็มอย่างรวดเร็วได้เป็น hyper-hypo osmoregulator โดยความเค็มภายนอกตัวต่ำมันจะต้องรักษาความเข้มข้นภายในตัวให้สูงกว่าภายนอก ถ้าความเค็มภายนอกสูงกว่าปกติมันจะรักษาความเข้มข้นภายในให้สูงกว่าภายนอก ในบางชนิดจะมีวิธีการกินอาหารแบบ oppotunistic feeder คือการเปลี่ยนแปลงการกินอาหารให้สอดคล้องกับปริมาณอาหารที่มีมากในบริเวณนั้น

4) ระบบนิเวศน์ป่าชายเลน (mangrove ecosystem) เป็นระบบนิเวศน์ที่มีความสำคัญมากในประเทศไทย ป่าชายเลนเป็นป่าที่อยู่ในเขต intertidal พบมากบริเวณชายฝั่งทะเลที่อยู่ระหว่างเส้นละติจูดระหว่าง 25 องศาเหนือและใต้ ไม้ยืนต้นที่เป็น dominant species ที่พบมากได้แก่ต้นโกงกาง (Rhizophora sp.) แสม (Avicennia spp) ลำพู (Sonneratia spp.) พังกาหัวสุม (Bruguiera spp.) และโปรง (Ceriops spp.)และจาก เป็นต้น พืชเหล่านี้จะมีวิวัฒนาการที่สามารถเจริญงอกงามได้ดีบนดินเลนที่ค่อนข้างเค็มและมีระบบรากที่ซับซ้อนเพื่อช่วยในการหายใจ และช่วยยึดเกาะกับพื้นเพื่อป้องกันแรงกระทบจากคลื่น นอกจากนี้รากของพืชเหล่านี้ยังป้องกันการกัดเซาะของชายฝั่ง และลักษณะพิเศษอีกอย่างหนึ่งคือผลและเมล็ดสามารถงอกได้ง่าย สัตว์ที่พบ ได้แก่พวกที่ เป็น infauna ได้แก่ ปู ไส้เดือนทะเล และกุ้งเป็นต้น ส่วนที่เป็น epifauna ได้แก่ ปู หอย ปลิง และงู ตามรากไม้อาจพบค้างคาวและนก

ความสำคัญของป่าชายเลนคือ เป็นแหล่งทรัพยากรธรรมชาติที่อุดมสมบูรณ์ จัดเป็นบริเวณที่ก่อให้เกิดผลผลิตขั้นต้นทางชีวภาพ จากต้นไม้ สาหร่าย แพลงตอนพืช รากไม้และใบไม้ที่หล่นก็จะเป็นแหล่งของสารอินทรียี่สำคัญ, เป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์ชนิดต่างๆ เพราะมีอาหารสมบูรณ์และมีที่หลบภัยมาก พื้นที่ที่เป็นป่าจะมีความลาดชันน้อย คลื่นลมที่พัดเข้าไม่รุนแรง สัตว์ทะเลจึงนิยมใช้เป็นที่วางไข่และอนุบาลตัวอ่อน นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งสะสมของดินตะกอน ช่วยเพิ่มพื้นที่บริเวณชายทะเล (land builder) เนื่องจากระบบรากมีความซับซ้อนจึงเก็บกักดินไว้ได้มาก นอกจากนี้ยังช่วยป้องกันคลื่นลมต่างๆได้อีกด้วย

5) ระบบนิเวศแนวปะการัง (Coral reef ecosystem) ปะการังเป็นสัตว์ที่สามารถสร้างหินปูนซึ่งเป็นโครงร่างแข็งห่อหุ้มตัวเองได้ ปะการังจะแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ด้วยกันคือ

• Hermatypic coral (reef building coral) เป็นปะการังที่สามารถสร้างเป็นแนว (reef) ได้ โดยจะมีสาหร่ายเซลล์เดียวชื่อ zooxanthallae อาศํยอยู่ใน polyp ของปะการังโดยจะอยู่ร่วมกันแบบ symbiosis เราจะพบปะการังในกลุ่มนี้ที่อุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 20 องศาเซลเซียส ดังนั้นปะการังในกลุ่มนี้จึงมีแพร่กระจายอยู่ในเขตร้อนและเขตอบอุ่นเท่านั้น
• Ahermatypic coral เป็นปะการังกลุ่มที่ไม่สามารถสร้าง reef ได้จึงพบอยู่กันเป็นกลุ่ม ๆ เนื่องจากมันไม่มี zooxanthallae อาศัยอยู่ใน polyp หรือถ้ามีก็จะพบน้อยมาก พบได้ในทะเลทั่วไปรวมทั้งทะเลในเขตหนาว

เราสามารถจำแนกลักษณะของ coral reef ได้เป็น 3 แบบด้วยกันคือ

• Fringing reef เป็นแนวปะการังที่เกิดขึ้นขนานกับชายฝั่งทะเล พบได้ตามชายทะเลทั่วไปและตามเกาะต่าง ๆ
• Barrier reef เป็นแนวปะการังที่อยู่ห่างจากชายฝั่งไปไม่มาก เจริญเติบโตขนานไปกับชายฝั่งโดยมีร่องน้ำกั้นระหว่างชายฝั่งกับแนวปะการัง
• Atoll เป็นแนวปะการังที่เกิดขึ้นกลางมหาสมุทร โดยมีการเรียงตัวกันเป็นวงกลมหรือเป็นรูปเกือกม้า

แนวปะการังเป็นระบบนิเวศน์ที่สำคัญอันหนึ่ง โดยจัดเป็นแหล่งอนุบาลสัตว์น้ำวัยอ่อน เป็นที่อยู่ของสัตว์เศรษฐกิจหลายชนิด เป็นกำแพงกันคลื่นลมที่จะเข้ามาสู่ชายฝั่งรวมทั้งเป็นแหล่งท่องเที่ยวที่สำคัญ

6) ที่ลุ่มน้ำเค็ม (Salt marshes) เป็นบริเวณที่เป็นที่ลุ่ม และมีสันทรายกั้นระหว่างทะเลกับที่ลุ่มดังกล่าว พืชที่ขึ้นอยู่ส่วนใหญ่จะเป็นหญ้าและสาหร่าย ถ้าเราศึกษาถึงการกระจายจะพบว่าชนิดของพืชจะแตกต่างกันไปตามความสูงของหาด ปัจจัยทางกายภาพที่สำคัญก็คือ ช่วงเวลาน้ำขึ้นน้ำลง ความเค็มของน้ำและชนิดของตะกอนดิน ที่ลุ่มน้ำเค็มมักจะเกิดบริเวณสันทรายปากแม่น้ำ และเกาะแก่งที่มีคลื่นลงค่อนข้างสงบ และจะขยายเขตได้มากถ้ามีการตกทับถมของตะกอนดินและอินทรียสารมากในบริเวณนั้น ลักษณะที่สำคัญอีกประการหนึ่งก็คือการได้รับอิทธิพลจากน้ำขึ้นน้ำลง โดยจะมีช่วงเวลาที่โผล่พ้นน้ำ และบางช่วงเวลาที่อยู่ใต้น้ำ และพืชที่ขึ้นจะเป็นพืชดอกโดยเฉพาะหญ้า