การถ่ายทอดพลังงานและสารอาหารในระบบนิเวศ (Energy Flow and Nutrient Cycling)

                         สิ่งมีชีวิตไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้โดยลำพัง  ต้องมีการประสานสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตอื่นๆในระบบนิเวศการประสานสัมพันธ์ขององค์ประกอบต่าง ๆ เริ่มจากกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช  ทำให้เกิดสารประกอบของคาร์บอน (Carbon Compound)  ซึ่งเป็นสารที่ทำให้สิ่งมีชีวิตทั้งหลายดำรงอยู่ได้    พลังงานที่ใช้ในระบบนิเวศส่วนใหญ่จะได้รับมาจากดวงอาทิตย์ ซึ่งพืชนำมาใช้ในการสังเคราะห์แสงแล้วสะสมไว้ในอาหารที่สร้างขึ้น จากนั้นจะถูกถ่ายทอดไปสู่ผู้บริโภคตามลำดับขั้นการบริโภคและถูกถ่ายทอดเข้าสู่ผู้ย่อยสลายในการถ่ายทอดพลังงานนี้พลังงานส่วนหนึ่งจะสูญเสียไปนอกระบบในรูปพลังงานความร้อนตามกฏเทอร์โมไดนามิก (Thermodynamic Law) โดยพลังงานจะไม่มีการหมุนเวียน (Non cyclic) อยู่ในระบบนิเวศนั้น

ภาพที่  2.2   การสูญเสียพลังงานตามลำดับขั้นการบริโภค

พลังงานที่สูญเสียออกไปจากระบบเนื่องจากสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ได้นำพลังงานนั้นมาใช้ในการดำรงชีวิต เช่น การหายใจ  การเคลื่อนไหว การสูบฉีด โลหิตของร่างกาย  การขนถ่ายสารอาหารและน้ำในร่างกาย เป็นต้น  สิ่งเหล่านี้ต้องใช้พลังงานในลักษณะที่เป็นพลังงานกล ดังนั้นสิ่งมีชีวิตทั้งหลายจึงทำการเปลี่ยนพลังงานที่มีอยู่ในสารอาหารซึ่งพลังงานเคมีมาเป็นพลังงานกล  การเปลี่ยนแปลงครั้งนี้ย่อมเกิดการฟุ้งกระจายของพลังงาน (Entropy) ตามกฏเทอร์โมไดนามิกส์และหลุดออกมาเป็นพลังงานความร้อนนั่นเอง ดังนั้นพลังงานจึงถูกใช้ไปจำนวนมากประมาณ 90 เปอร์เซนต์ของพลังงานทั้งหมด ด้วยเหตุนี้พลังงานจะเหลืออยู่เฉพาะส่วนที่เป็นเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตนั้น ๆ  ประมาณ 10  เปอร์เซนต์เท่านั้น จึงเป็นไปตามกฏเกณฑ์ที่เรียกว่า “Law of Ten”  ดังนั้นเมื่อมีการถ่ายทอดพลังงานไปหลายระดับการบริโภคพลังงานยิ่งเหลือน้อยลงตามลำดับ จนเกิดเป็นปิรามิดพลังงาน (Pyramid of Energy) ดังภาพข้างล่างนี้

ภาพที่ 2.3  ปิรามิดพลังงาน