ผลต่างระหว่างรุ่นของ "นิเวศวิทยา"
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
Tchaianunporn (คุย | ส่วนร่วม) แก้ไขคำผิด ป้ายระบุ: การแก้ไขแบบเห็นภาพ แก้ไขจากอุปกรณ์เคลื่อนที่ แก้ไขจากเว็บสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่ |
ไม่มีความย่อการแก้ไข |
||
บรรทัด 6:
| data4 = นิเวศวิทยาแสดงให้เห็นชีวิตที่เต็มรูปแบบ ตั้งแต่เชื้อแบคทีเรียเล็กๆจนถึงกระบวนการทั้งหลายที่ครอบคลุมทั้งโลก นักนิเวศวิทยาศึกษาหลายความสัมพันธ์ที่มีความหลากหลายและซับซ้อนท่ามกลางสายพันธุ์ต่างๆเช่นวิธีการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิตที่คอยล่าสิ่งมีชีวิตอื่นๆเป็นอาหารและการถ่ายละอองเรณู ความหลากหลายของชีวิตถูกจัดวางให้อยู่ในแหล่งที่อยู่อาศัยที่แตกต่างกัน จากบนบกจนถึงระบบนิเวศในน้ำ ({{lang-en|aquatic ecosystem}})
}}
'''นิเวศวิทยา''' ({{lang-en|ecology}}) (มาจากภาษากรีก: οἶκος "บ้าน"; -λογία, "การศึกษาของ" {{Cref2|A}}) คือ การวิเคราะห์และการศึกษาทาง[[วิทยาศาสตร์]ของปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตที่มีต่อกันและกัน และปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตที่มีกับสิ่งแวดล้อมแบบ'อชีวนะ' ({{lang-en|abiotic}}) ของสิ่งมีชีวิตนั้น หัวข้อ[[นักนิเวศวิทยา]]มักสนใจจะรวมถึงความหลากหลายทางนิเวศวิทยา การกระจาย ปริมาณ ([[ชีวมวล]]) จำนวน (ประชากร) ของสิ่งมีชีวิต เช่นเดียวกับการแข่งขันระหว่างพวกมันภายในและระหว่างระบบนิเวศ ปฏิสัมพันธ์ที่เป็นองค์ประกอบของระบบนิเวศมีลักษณะเป็น[[ไดนามิค]] ซึ่งประกอบไปด้วย สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในระบบนิเวศ ชุมชนของสิ่งมีชีวิตที่พวกมันสร้างขึ้น และองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตของสภาพแวดล้อมของสิ่งมีชีวิต กระบวนการในระบบนิเวศ ({{lang-en|ecosystem process}}) เช่น การผลิตโดยผู้ผลิต (เช่น [[พืช]] [[สาหร่าย]]) การเกิดขึ้นของ[[ดิน]] ({{lang-en|pedogenesis}}) วัฏจักรสารอาหาร และกิจกรรมการสร้างสภาวะที่เหมาะสม ({{lang-en|niche construction}}) จะเป็นตัวกำหนดการไหลของพลังงานและ[[สสาร]]จากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งในระบบนิเวศ กระบวนการเหล่านี้จะทำงานอย่างเป็นปกติโดยสิ่งมีชีวิตที่มีบทบาทที่เฉพาะเจาะจงและความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศนั้น โดยความหลากหลายทางชีวภาพ ({{lang-en|biodiversity}}) ที่หมายถึงความหลากหลายของสายพันธุ์ ของยีน และของระบบนิเวศ จะช่วยเพิ่มการบริการในระบบนิเวศ ({{lang-en|ecosystem services}})
นิเวศวิทยาเป็นสาขาการศึกษาแบบสหวิทยาการที่รวมชีววิทยาและวิทยาศาสตร์โลก โดยคำว่า "ระบบนิเวศ" ("Ökologie") เกิดขึ้นในปี 1866 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาว[[เยอรมัน]] แอรนส์ แฮกเกล (Ernst Haeckel) (1834-1919) ความคิดเกี่ยวกับนิเวศวิทยาเป็นผลลัพธ์ที่เกิดจากความคิดในเชิงปรัชญา โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากจริยธรรมและการเมือง<ref name="LaferrièreStoett2003">{{cite book|author1=Eric Laferrière|author2=Peter J. Stoett|title=International Relations Theory and Ecological Thought: Towards a Synthesis|url=http://books.google.com/books?id=HWtncHw7ErIC&pg=PA25|date=2 September 2003|publisher=Routledge|isbn=978-1-134-71068-3|pages=25–}}</ref> นักปรัชญากรีกโบราณเช่น Hippocrates และ [[อริสโตเติล]] ได้วางรากฐานของนิเวศวิทยาในการศึกษาเรื่อง 'ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ' ({{lang-en|natural history}}) ของพวกเขา นิเวศวิทยาสมัยใหม่ถูกแปลงให้เป็น 'วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ' ที่เข้มงวดมากขึ้นในช่วงปลาย[[ศตวรรษ]]ที่ 19 แนวคิดวิวัฒนาการในการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตและ 'การคัดเลือกโดยธรรมชาติ' กลายเป็นเสาหลักของ 'ทฤษฎีทางนิเวศวิทยาสมัยใหม่' คำว่า
* กระบวนการของชีวิต การปฏิสัมพันธ์และการปรับตัว
บรรทัด 15:
* จำนวนและการกระจายของสิ่งมีชีวิตและความหลากหลายทางชีวภาพในบริบทของสภาพแวดล้อม
นิเวศวิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์เช่นเดียวกัน มีการนำนิเวศวิทยาไปประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติจำนวนมากด้านชีววิทยาอนุรักษ์ การจัดการพื้นที่ชุ่มน้ำ การจัดการทรัพยากรธรรมชาติ (เช่น นิเวศเกษตร ({{lang-en|agroecology}}) เกษตรกรรม ป่าไม้ วนเกษตร ประมง) ผังเมือง (นิเวศวิทยาชุมชนเมือง), สุขภาพชุมชน [[เศรษฐศาสตร์]] วิทยาศาสตร์พื้นฐานและวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ({{lang-en|applied science}}) และการปฏิสัมพันธ์ทางสังคมของ[[มนุษย์]] (นิเวศวิทยาของมนุษย์) ตัวอย่างเช่น วิธีการที่เรียกว่า "วงกลมของความยั่งยืน" ({{lang-en|Circles of Sustainability}}) ซึ่งจะมีการใส่ใจถึงนิเวศวิทยามากกว่าแค่เป็นสิ่งแวดล้อมรอบๆ ตัว สิ่งมีชีวิต (รวมทั้งมนุษย์) และทรัพยากร ประกอบขึ้นเป็นระบบนิเวศซึ่งเป็นผลให้มีการรักษาระดับกลไกการฟีด
===ประวัติ===
นิเวศวิทยามีต้นกำเนิดที่ซับซ้อนเนื่องจากเป็นส่วนที่ใหญ่ของธรรมชาติของสหวิทยาการของมัน<ref name="Egerton01"/> นักปรัชญากรีกโบราณเช่น[[ฮิปโปเครติส]]และอริสโตเติลเป็นผู้ที่อยู่ในกลุ่มแรก ๆ ที่ได้บันทึกข้อสังเกตทั้งหลายเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ทางธรรมชาติ อย่างไรก็ตามพวกเขามองชีวิตในแง่ของ essentialism (ความเชื่อที่ว่าทุกสิ่งทุกอย่างมีสมบัติพื้นฐานที่สามารถค้นพบได้ด้วยเหตุผล (ปรัชญา) หรือเป็นทฤษฎีที่ส่งเสริมการสอนวิชาและความชำนาญขั้นพื้นฐานเฉพาะอย่างให้กับผู้เรียนทุกคน (การศึกษา)) ที่สายพันธ์ต่าง ๆ เป็นแนวความคิดของสิ่งที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างคงที่ในขณะที่ความหลากหลายถูกมองว่าเป็นความผิดปรกติของชนิดที่เป็นนามธรรม ({{lang-en|idealized type}}) ซึ่งแตกต่างกับความเข้าใจที่ทันสมัยของทฤษฎีทางนิเวศที่ซึ่งความหลากหลายถูกมองว่าเป็นปรากฏการณ์จริงที่น่าสนใจและมีบทบาทในการกำเนิดของการปรับตัวโดยใช้วิธีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ<ref name="Odum05" /><ref name="Benson00"/><ref name="Sober80">{{cite journal | last1=Sober | first1=E. | title=Evolution, population thinking, and essentialism | journal=Philosophy of Science | volume=47 | issue=3 | pages=350–383 | jstor=186950 | doi=10.1086/288942| year=1980 }}</ref> แนวความคิดในช่วงเริ่มต้นของระบบนิเวศเช่นความสมดุลและกฎระเบียบในธรรมชาติสามารถโยงไปถึง Herodotus (เสียชีวิตประมาณ 425 BC) ผู้ที่อธิบายหนึ่งในบัญชีแรกๆของทฤษฎี mutualism (การพึ่งพาอาศัยกัน) ในการสังเกตของเขาเกี่ยวกับ "ทันตกรรมธรรมชาติ" เขาตั้งข้อสังเกตว่าจระเข้แม่น้ำไนล์ที่กำลังอาบแดดจะเปิดปากของพวกมันเพื่อให้ตัว Sandpipers (นกชายฝั่งทะเลมีขาและปากยาว) สามารถเข้าปากได้อย่างปลอดภัยเพื่อเด็ดปลิงออก เป็นการให้คุณค่าทางโภชนาการแก่ตัว Sandpiper และให้สุขอนามัยในช่องปากที่ดีสำหรับจระเข้<ref name="Egerton01" /> อริสโตเติลมีอิทธิพลในช่วงต้นของการพัฒนาด้านปรัชญาของนิเวศวิทยา เขาและนักเรียนของเขา Theophrastus ตั้งข้อสังเกตอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับพืชและการอพยพของสัตว์ ชีวภูมิศาสตร์ สรีรวิทยา และพฤติกรรมของพวกมัน เป็นการให้สิ่งที่คล้ายกันในช่วงต้นกับแนวคิดสมัยใหม่ของ niche ทางนิเวศวิทยา<ref name="Hughes85"/><ref name="Hughes75"/>
แนวคิดเชิงนิเวศเช่น[[ห่วงโซ่อาหาร]] การควบคุมประชากร และผลผลิตถูกพัฒนาขึ้นครั้งแรกในปี 1700 ผ่านการตีพิมพ์ผลงานของนักส่ง[[กล้องจุลทัศน์]] Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) และ[[นักพฤกษศาสตร์]] Richard Bradley (1688? -1732)<ref name="Odum05" /> [[นักชีวภูมิศาสตร์]] Alexander von Humboldt (1769-1859) เป็นผู้บุกเบิกช่วงแรกในการคิดเชิงนิเวศและเป็นหนึ่งในคนแรกๆที่ตระหนักถึงการไล่ระดับทางนิเวศที่สายพันธุ์ต่าง ๆ จะถูกแทนที่หรือถูกเปลี่ยนแปลงในรูปแบบไปตามการไล่ระดับด้านสิ่งแวดล้อมเช่น cline ((ไคลน) n. การเปลี่ยนแปลงของลักษณะที่ค่อย ๆ เป็นไป) ที่ขึ้นรูปตามการเพิ่มขึ้นในระดับความสูง Humboldt ดึงแรงบันดาลใจจาก Isaac Newton ในขณะที่เขาได้พัฒนารูปแบบของ "ฟิสิกส์ทางบก" ในรูปแบบของนิวตันเขาได้นำความถูกต้องทางวิทยาศาสตร์สำหรับการวัดไปสู่ประวัติศาสตร์ธรรมชาติและแม้กระทั่งการพูดพาดพิงถึงแนวคิดที่เป็นรากฐานของกฎทางนิเวศที่ทันสมัยในความสัมพันธ์แบบสายพันธุ์กับพื้นที่<ref name="Kingsland04" /><ref name="Rosenzweig03"/><ref name="Hawkins01"/> นักประวัติศาสตร์ธรรมชาติเช่น Humboldt, James Hutton และ Jean-Baptiste Lamarck (และคนอื่นๆ) ได้วางรากฐานของวิทยาศาสตร์ทางนิเวศที่ทันสมัย<ref name="McIntosh85">{{cite book | last1=McIntosh | first1=R. P. | title=The Background of Ecology: Concept and Theory | publisher=Cambridge University Press | year=1985 | isbn=0-521-27087-1 | page=400 | url=http://books.google.ca/books?id=1bYSnG7RITAC&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false}}</ref> คำว่า "นิเวศวิทยา"({{lang-de|Oekologie, Ökologie}}) กำเนิดขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้และได้รับการประกาศเกียรติคุณเป็นครั้งแรกโดยนักชีววิทยาชาวเยอรมัน Ernst Haeckel ในหนังสือของเขาชื่อ ''Generelle Morphologie der Organismen'' (1866) Haeckel เป็นนักสัตววิทยา ศิลปิน นักเขียน และต่อมาในชีวิตเป็นศาสตราจารย์ทางกายวิภาคศาสตร์เชิงเปรียบเทียบ<ref name="Stauffer57"/><ref name="Friederichs58"/>
{{quote box
| quote = โดยนิเวศวิทยาเราหมายถึงวิทยาศาสตร์ทั้งมวลของความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมที่รวมไปถึง(ในความหมายที่กว้าง) "สภาวะของการมีอยู่" ทั้งหมด ... ดังนั้นทฤษฎีวิวัฒนาการจะอธิบายความสัมพันธ์แบบเก็บกวาดบ้านของสิ่งมีชีวิตที่ตามกลไกแล้วเป็นผลที่ตามมาตามความจำเป็นจากสาเหตุที่มีผลบังคับใช้ซึ่งจะก่อต้วเป็นรูปแบบรากฐานเอกนิยม ({{lang-en|monism}}) (มุมมองด้านปรัชญาที่ว่าสิ่งที่มีอยู่หลากหลายสามารถได้รับการอธิบายในแง่ของความเป็นจริงหรือแก่นสารเพียงอย่างเดียว คำนิยามกว้างๆกล่าวว่าสิ่งที่มีอยู่ทั้งหมดจะกลับไปสู่ต้นกำเนิดเดิมซึ่งแตกต่างจากพวกมัน)ของนิเวศวิทยา
| source = Ernst Haeckel (1866)<ref name="Stauffer57" />{{Rp|140}} {{Cref2|B}}
| width = 30%
| align = right}}
<div class="thumb tleft" style="background:#f9f9f9; padding:5px; border:1px solid gray; margin:0.5em; font-size:11px;">
[[ไฟล์:Nicola Perscheid - Ernst Haeckel.jpg|90px]] [[ไฟล์:Warming,Eugen-c1900.jpg|90px]]
<div style="border: none; width:180px;"><div class="thumbcaption"> Ernst Haeckel (ซ้าย) และ Eugenius Warming (ขวา) สองผู้ก่อตั้งของนิเวศวิทยา</div></div></div>
มีหลายความเห็นที่แตกต่างกันว่าใครเป็นผู้ก่อตั้งทฤษฎีทางนิเวศที่ทันสมัย บางคนทำเครื่องหมายว่านิยามของ Haeckel เป็นจุดเริ่มต้น<ref name="Hinchman07"/> คนอื่นๆบอกว่า Eugenius Warming เป็นผู้เริ่มด้วยงานเขียนของ Oecology of Plants เรื่อง ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการศึกษาของสังคมพืช (1895)<ref name="Goodland75"/> หรือหลักการแบบ Carl Linnaeus เกี่ยวกับเศรษฐศาสตร์ของธรรมชาติที่โตเต็มที่ในช่วงต้นศตวรรษที่ 18<ref name="Egerton07"/><ref name="Kormandy78"/> Linnaeus ได้ก่อตั้งสาขาแรกของนิเวศวิทยที่เขาเรียกว่าเศรษฐศาสตร์ของธรรมชาติ<ref name="Egerton07"/> หลายผลงานของเขาได้มีอิทธิพลต่อ ชาร์ลส์ ดาร์วิน ผู้ที่ได้พัฒนาวลีของ Linnaeus ว่า "เศรษฐศาสตร์หรือการเมืองของธรรมชาติ" ในหนังสือ "ต้นกำเนิดของสายพันธุ์" ({{lang-en|The Origin of Species}}) <ref name="Stauffer57" /> Linnaeus เป็นคนแรกที่ได้วางกรอบของ'ความสมดุลของธรรมชาติ' ว่าเป็นสมมติฐานที่ทดสอบได้อย่างหนึ่ง Haeckel ได้ชื่นชมงานของดาร์วิน และได้นิยามนิเวศวิทยาในการอ้างอิงถึงเศรษฐศาสตร์ของธรรมชาติซึ่งได้นำให้บางคนตั้งคำถามที่ว่านิเวศวิทยาและเศรษฐศาสตร์ของธรรมชาติมีความหมายเหมือนกันหรือไม่<ref name="Kormandy78" />
[[ไฟล์:Darwin EcoExperiment.JPG|thumb|แผนผังของแปลงทดลองทางนิเวศครั้งแรกได้ดำเนินการในสวนหญ้าที่ Woburn Abbey ในปี 1816 ซึ่ง ชาร์ลส์ ดาร์วิน ได้ตั้งข้อสังเกตไว้ในหนังสือ "ต้นกำเนิดของสายพันธุ์" การทดลองได้ศึกษาถึงประสิทธิภาพของการผสมกันของสายพันธุ์ที่แตกต่างกันที่ปลูกในดินที่แตกต่างชนิดกัน<ref name="Hector02" /><ref name="Sinclair26" />]]
จากอริสโตเติลจนถึงดาร์วิน, โลกในธรรมชาติได้รับการพิจารณาว่าส่วนใหญ่คงที่และไม่มีการเปลี่ยนแปลง ก่อน "ต้นกำเนิดของสายพันธุ์" มีความพึงพอใจหรือความเข้าใจเล็กๆน้อยๆในความสัมพันธ์แบบไดนามิกและแบบซึ่งกันและกันระหว่างสิ่งมีชีวิตด้วยกัน การปรับตัวของพวกมันและสภาพแวดล้อม<ref name="Benson00"/> มีข้อยกเว้นอย่างหนึ่งก็คือสิ่งพิมพ์ในปี 1789 เรื่อง "ประวัติศาสตร์ธรรมชาติของ Selborne" โดย Gilbert White (1720-1793) โดยที่บางคนได้พิจารณาว่าจะเป็นหนึ่งในตำราที่เก่าแก่ที่สุดในนิเวศวิทยา<ref name="May99"/> ในขณะที่ชาร์ลส์ดาร์วินได้ถูกตั้งข้อสังเกตเป็นส่วนใหญ่สำหรับบทความของเขาเกี่ยวกับวิวัฒนาการ<ref name=Darwin/> เขาเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้ง 'นิเวศวิทยาดิน'<ref name="Meysman06"/> และเขาได้บันทึกการทดลองทางนิเวศครั้งแรกใน "ต้นกำเนิดของสายพันธุ์"<ref name="Hector02"/> ทฤษฎีวิวัฒนาการได้เปลี่ยนแปลงวิธีการที่นักวิจัยจะเข้าหาวิทยาศาสตร์ทางนิเวศวิทยา<ref name="Acot97"/>
{{quote box
| quote = ไม่มีที่ไหนที่ใครคนใดคนหนึ่งจะสามารถเห็นได้ชัดเจนมากขึ้นในสิ่งที่จะแสดงให้เห็นถึงสิ่งที่อาจจะเรียกได้ว่าเป็นความรู้สึกของการซับซ้อนทางอินทรีย์เช่นนั้น - ถูกแสดงออกมาโดยความจริงที่ว่าอะไรก็ตามที่ส่งผลกระทบต่อสายพันธุ์ใดๆจะเป็นของมัน ต้องใช้อิทธิพลบางอย่างของมันอย่างรวดเร็วบนกลุ่มของมวลทั้งหมด ดังนั้นเขาจึงถูกทำให้เห็นความเป็นไปไม่ได้ของการศึกษารูปแบบใดๆได้อย่างสมบูรณ์ ออกจากความสัมพันธ์กับรูปแบบอื่นๆ, - ความจำเป็นสำหรับการทำการสำรวจอย่างครอบคลุมของมวลทั้งหมดเพื่อให้เป็นเงื่อนไขไปสู่ความเข้าใจที่น่าพอใจของส่วนใดส่วนหนึ่ง
| source = Stephen Forbes (1887)<ref name="Forbes1887"/>
| width = 30%
| align = left}}
===ตั้งแต่ปี 1900===
นิเวศวิทยาสมัยใหม่เป็นวิทยาศาสตร์วัยหนุ่มที่ดึงดูดความสนใจทางวิทยาศาสตร์เป็นครั้งแรกอย่างมีนัยสำคัญในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 (ประมาณเวลาเดียวกันกับที่การศึกษาด้านวิวัฒนาการก็กำลังได้รับความสนใจทางวิทยาศาสตร์) นักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่น Ellen Swallow Richards อาจได้แนะนำเป็นครั้งแรกของคำว่า "oekology" (ซึ่งในที่สุดก็ได้ปรับเปลี่ยนไปเป็นเศรษศาสตร์ในครัวเรือน ({{lang-en|home economics}})) ในสหรัฐอเมริกาเมื่อช่วงต้นปี 1892<ref name="Hunt">{{cite book | last = Hunt | first = Caroline Louisa | authorlink = Caroline Louisa Hunt | title = The life of Ellen H. Richards | publisher = [[Whitcomb & Barrows]] | edition = 1st | location = Boston | year = 1912 | isbn = | url = http://archive.org/details/lifeofellenhrich00huntrich }}</ref>
ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 นิเวศวิทยาเปลี่ยนผ่านจากรูปแบบเชิงอธิบายเพิ่มเติมของประวัติศาสตร์ธรรมชาติให้เป็นรูปแบบการวิเคราะห์มากขึ้นของประวัติศาสตร์ธรรมชาติเชิงวิทยาศาสตร์<ref name="Kingsland04"/><ref name="McIntosh85" /> Frederic Clements ได้ตีพิมพ์หนังสือทางนิเวศวิทยาของอเมริกาเล่มแรกในปี 1905<ref name="Clements05">{{cite book | last1=Clements | first1=F. E. | title=Research methods in ecology | publisher = University Pub. Comp. | place=Lincoln, Neb. | year=1905 | isbn=0-405-10381-6 | url=http://books.google.com/?id=vRy-VJctJjcC&printsec=frontcover&dq=Research+Methods+in+Ecology#v=onepage&q=Research%20Methods%20in%20Ecology&f=false}}</ref> นำเสนอแนวคิดของ ชุมชนพืชในฐานะที่เป็นซุปเปอร์สิ่งมีชีวิต ({{lang-en|superorganism}}) เอกสารฉบับนี้รณรงค์ให้มีการอภิปรายระหว่างทฤษฎีองค๋รวมทางนิเวศ ({{lang-en|ecological holism}}) กับทฤษฎีเฉพาะตัวตน ({{lang-en|individualism}}) ที่ดำเนินไปจนถึงปี 1970s หลักการซุปเปอร์สิ่งมีชีวิตของเคลเมนท์ได้เสนอว่าระบบนิเวศจะคืบหน้าผ่านขั้นตอนปกติและความมุ่งมั่นของการพัฒนาในช่วงกลาง ({{lang-en|seral development}}) ที่อุปมาแล้วเหมือนกับขั้นตอนการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตหนึ่งๆ กระบวนทัศน์แบบ Clements ได้ถูกท้าทายโดย Henry Gleason<ref name="Simberloff80"/> ผู้ที่ระบุว่าชุมชนทางนิเวศจะพัฒนาจากสมาคมที่มีลักษณะเฉพาะและบังเอิญของสิ่งมีชีวิตแต่ละตัวตน การเปลี่ยนแปลงการรับรู้แบบนี้ได้วางจุดโฟกัสกลับไปยังประวัติศาสตร์ชีวิตของสิ่งมีชีวิตแต่ละตัวตนและวิธีที่สิ่งนี้จะเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของสมาคมชุมชนได้อย่างไร<ref name="Gleason26"/>
ทฤษฎีซุปเปอร์สิ่งมีชีวิตของ Clements เป็นแอพลิเคชันที่ขยายจนเกินเหตุของรูปแบบในอุดมคติของทฤษฎีองค์รวม<ref name="Levins80">{{cite journal | last1=Levins | first1=R. | last2=Lewontin | first2=R. | title=Dialectics and reductionism in ecology | journal=Synthese | volume=43 | pages=47–78 | year=1980 | url=http://www.ecologia.unam.mx/laboratorios/comunidades/pdf/pdf%20curso%20posgrado%20Elena/Tema%201/LevinsLewontinSynthese1980.pdf | doi=10.1007/bf00413856}}</ref><ref name="Wilson88" /> คำว่า "ทฤษฎีองค์รวม" ได้รับการประกาศเกียรติคุณในปี 1926 โดย Jan Christiaan Smuts คนสำคัญทางประวัติศาสตร์แบบโพลาไรเซชั่นและแบบทั่วไปชาวแอฟริกาใต้ผู้ได้รับแรงบันดาลใจจากแนวคิดด้านซุปเปอร์สิ่งมีชีวิตของ Clements<ref name="Foster08"/>{{Cref2|C}} ประมาณช่วงเวลาเดียวกัน Charles Elton ได้บุกเบิกแนวคิดของห่วงโซ่อาหารในหนังสือคลาสสิกของเขา "นิเวศวิทยาสัตว์"<ref name="Elton27">{{cite book|last=Elton|first=C. S.|title=Animal Ecology|publisher=Sidgwick and Jackson|place=London, UK.|year=1927|isbn=0-226-20639-4}}</ref> เอลตัน<ref name="Elton27" /> ได้กำหนดความสัมพันธ์ด้านนิเวศโดยการใช้แนวคิดของห่วงโซ่อาหาร วัฏจักรอาหาร และขนาดอาหาร และได้อธิบายความสัมพันธ์ด้านตัวเลขระหว่างหลายๆกลุ่มการทำงานที่แตกต่างกันและความอุดมสมบูรณ์ที่เกี่ยวข้องของพวกมัน 'วัฏจักรอาหาร' ของเอลตันถูกแทนที่ด้วย 'เครือข่ายอาหาร' ในข้อความด้านนิเวศที่ตามมา<ref name="Allee32"/> Alfred J. Lotka ได้นำมาซึ่งแนวคิดทางทฤษฎีจำนวนมากที่นำหลักการทางอุณหพลศาสตร์ไปใช้กับนิเวศวิทยา
ในปี 1942 Raymond Lindeman เขียนเรื่องไดนามิกโภชนาการของนิเวศวิทยาที่ตีพิมพ์หลังจากที่ตอนแรกถูกปฏิเสธเพราะการเน้นในทฤษฎีของมัน ไดนามิกโภชนาการได้กลายเป็นรากฐานสำหรับงานจำนวนมากที่จะปฏิบัติตามการใช้พลังงานและการไหลของวัสดุผ่านระบบนิเวศ Robert E. MacArthur ได้ขยายทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ขั้นสูง การคาดการณ์และการทดสอบในระบบนิเวศในปี 1950 ซึ่งสร้างแรงบันดาลใจโรงเรียนเพื่อการฟื้นคืนแห่งหนึ่งของนักนิเวศวิทยาทางคณิตศาสตร์เชิงทฤษฎี<ref name="McIntosh85" /><ref name="Cook77">{{cite journal | last1=Cook | first1=R. E. | title=Raymond Lindeman and the trophic-dynamic concept in ecology | journal=Science | volume=198 | issue=4312 | pages=22–26 | year=1977 | doi=10.1126/science.198.4312.22 | url=http://www.esf.edu/efb/schulz/Seminars/Cook.pdf|bibcode = 1977Sci...198...22C | pmid=17741875}}</ref><ref name="Odum68">{{cite journal | last1=Odum | first1=E. P. | year=1968 | title=Energy flow in ecosystems: A historical review | journal=American Zoologist | volume=8 | issue=1 | pages=11–18 | jstor=3881528 | doi=10.1093/icb/8.1.11}}</ref> นิเวศวิทยายังได้พัฒนาผ่านการมีส่วนร่วมจากประเทศอื่นๆรวมทั้ง Vladimir Vernadsky ของรัสเซียและการจัดตั้งแนวคิดด้านชีวมณฑลของเขาในปี 1920s<ref name="Ghilarov95"/> และ Kinji Imanishi ของญี่ปุ่นและแนวความคิดของเขาด้านความกลมกลืนในธรรมชาติและการแบ่งแยกที่อยู่อาศัยในปี 1950s<ref name="Itô91"/> การรับรู้ทางวิทยาศาสตร์ของการมีส่วนร่วมกับนิเวศวิทยาจากวัฒนธรรมที่ไม่พูดภาษาอังกฤษถูกขัดขวางโดยภาษาและอุปสรรคในการแปล<ref name="Ghilarov95" />
{{quote box
| quote = จากนั้น ห่วงโซ่ทั้งหมดนี้ของการเป็นพิษดูเหมือนว่าจะวางอยู่บนฐานของพืชขนาดเล็กซึ่งจะต้องเคยเป็นตัวศูนย์กลางการรวบรวมดั้งเดิม แต่อะไรล่ะที่เป็นอีกฟากหนึ่งของห่วงโซ่อาหาร-มนุษย์ผู้ซึ่ง(ในความเพิกเฉยที่น่าจะเป็นของทุกลำดับของเหตุการณ์นี้)ได้กว้านสายระยางเรือประมงของเขา เข้าจับปลาจากน่านน้ำของเคลียร์เลคและพาพวกมันกลับบ้านไปทอดเป็นอาหารมื้อเย็นของเขาใช่ใหม?
| source = Rachel Carson (1962)<ref name="Carson62">{{cite book | last1=Carson | first1=R. | title=Silent Spring | publisher=Houghton Mifflin Company | page=348 | url=http://books.google.ca/books?id=HeR1l0V0r54C&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false | isbn=0-618-24906-0| year=2002 }}</ref>{{Rp|48}}
| width = 30%
| align = right}}
นิเวศวิทยาได้พุ่งขึ้นสู่ความสนใจทางวิทยาศาสตร์และเป็นที่นิยมในช่วงการเคลื่อนไหวด้านสิ่งแวดล้อมระหว่างปี 1960-1970s มีความผูกพันทางประวัติศาสตร์และวิทยาศาสตร์ที่แข็งแกร่งระหว่างนิเวศวิทยา การจัดการสิ่งแวดล้อม และการป้องกัน<ref name="McIntosh85" /> การเน้นย้ำทางประวัติศาสตร์และงานเขียนบทกวีธรรมชาติสำหรับการป้องกันมีอยู่ในถิ่นห่างไกล จากนักนิเวศวิทยาที่โดดเด่นในประวัติศาสตร์ของชีววิทยาเพื่อการอนุรักษ์เช่น Aldo Leopold และ Arthur Tansley ถูกถอดออกให้ห่างไกลจากย่านใจกลางเมืองที่มีความเข้มข้นของมลพิษและความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อมตั้งอยู่<ref name="McIntosh85" /><ref name="Palamar08">{{cite journal | last1=Palamar | first1=C. R. | year=2008 | title=The justice of ecological restoration: Environmental history, health, ecology, and justice in the United States | journal=Human Ecology Review | volume=15 | issue=1 | pages=82–94 | url=http://www.humanecologyreview.org/pastissues/her151/palamar.pdf}}</ref> Palamar (2008<ref name="Palamar08" /> บันทึกการบดบังโดยนักสิ่งแวดล้อมที่สำคัญของสตรีนักบุกเบิกในช่วงต้นทศวรรษ 1900 ผู้ที่ต่อสู้เพื่อระบบนิเวศของสุขภาพเมือง (จึงถูกเรียกว่า euthenics)<ref name="Hunt" /> และได้นำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงในกฎหมายสิ่งแวดล้อม ผู้หญิงเช่น Ellen Swallow Richards และ Julia Lathrop และอื่นๆ เป็นแถวหน้าในการเคลื่อนไหวด้านสิ่งแวดล้อมที่เป็นที่นิยมมากขึ้นหลังจากปี 1950s
ในปี 1962 หนังสือของนักชีววิทยาทางทะเลและนักนิเวศวิทยา Rachel Carson เรื่อง ''Silent Spring'' ได้ช่วยระดมเคลื่อนไหวด้านสิ่งแวดล้อมโดยการแจ้งเตือนประชาชนเกี่ยวกับสารกำจัดศัตรูพืชที่เป็นพิษเช่นดีดีทีที่สะสมในสิ่งแวดล้อม คาร์สันได้ใช้วิทยาศาสตร์เชิงนิเวศเพื่อเชื่อมโยงการปลดปล่อยสารพิษในสิ่งแวดล้อมที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และระบบนิเวศ ตั้งแต่นั้นมานักนิเวศวิทยาได้ทำงานเพื่อสร้างสะพานเชื่อมความเข้าใจของพวกเขาด้านการย่อยสลายของระบบนิเวศของโลกกับการเมือง กฎหมาย การฟื้นฟูด้านสิ่งแวดล้อมและการจัดการทรัพยากรธรรมชาติ<ref name="Hammond09" /><ref name="McIntosh85" /><ref name="Palamar08" /><ref name="Krebs99">{{cite journal | last1=Krebs | first1=J. R. | last2=Wilson | first2=J. D. | last3=Bradbury | first3=R. B. | last4=Siriwardena | first4=G. M. | title=The second Silent Spring | journal=Nature | volume=400 | year=1999 | pages=611–612 | doi=10.1038/23127 | url=http://www.hillnet.com/silent_spring.pdf|bibcode = 1999Natur.400..611K | issue=6745 }}</ref>
==ระดับบูรณาการ ขอบเขต และขนาดขององค์กร==
[[ไฟล์:Seral stages 4.JPG|thumb|400px|ระบบนิเวศจะสร้าง
ขอบเขตของนิเวศวิทยาประกอบด้วยแถวที่กว้างขวางของระดับของปฏิสัมพันธ์ขององค์กรซึ่งครอบคลุมปรากฏการณ์ระดับจุลภาค (เช่น[[เซลล์]]) จนถึงขนาดของ[[ดาวเคราะห์]] (เช่นชีวมณฑล ({{lang-en|biosphere}})) ยกตัวอย่าง ระบบนิเวศหลายระบบประกอบด้วยทรัพยากรแบบอชีวนะและรูปแบบของชีวิตที่มีปฏิสัมพันธ์ (เช่นสิ่งที่มีชีวิตเดี่ยวรวมตัวกันเป็นประชากรที่จะรวมเป็นในชุมชนทางนิเวศวิทยาที่แตกต่างกัน) ระบบนิเวศเป็นแบบไดนามิก พวกมันไม่ค่อยเดินตามเส้นทางต่อเนื่องที่เป็นเชิงเส้น แต่พวกมันมีการเปลี่ยนแปลงเสมอ บางครั้งก็รวดเร็วและบางครั้งก็ช้ามากซะจนกระทั่งอาจใช้เวลานับพันๆปีสำหรับกระบวนการทางนิเวศวิทยาที่จะนำมาซึ่งขั้นตอนต่อเนื่องบางอย่างของป่าป่าหนึ่ง พื้นที่ของระบบนิเวศอาจแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่ขนาดเล็กๆไปจนถึงขนาดใหญ่ ต้นไม้ต้นเดียวมีผลเพียงเล็กน้อยในการจัดหมวดหมู่ของระบบนิเวศป่าไม้ แต่เกี่ยวข้องเป็นอย่างยิ่งกับสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในนั้น<ref name="Stadler98">{{Cite journal |last1=Stadler |first1=B. |last2=Michalzik |first2=B. |last3=Müller |first3=T. |title=Linking aphid ecology with nutrient fluxes in a coniferous forest |journal=Ecology |volume=79 |issue=5 |pages=1514–1525 |year=1998 |doi=10.1890/0012-9658(1998)079[1514:LAEWNF]2.0.CO;2 |issn=0012-9658}}</ref> หลายรุ่นลูกหลานของประชากรเพลี้ยสามารถอยู่ในช่วงอายุเดียวของใบไม้หนึ่งใบ แต่ละตัวของเพลี้ยเหล่านั้นในอีกทางหนึ่งจะสนับสนุนชุมชนแบคทีเรียที่หลากหลาย<ref name="Humphreys97"/> ธรรมชาติของการเชื่อมโยงกันในชุมชนนิเวศวิทยาไม่สามารถอธิบายโดยการรู้รายละเอียดของแต่ละสายพันธุ์แบบแยกจากกัน เพราะรูปแบบฉุกเฉินจะไม่มีการเปิดเผยหรือไม่สามารถคาดการได้จนกว่าระบบนิเวศจะได้มีการศึกษาทั้งหมดแบบบูรณาการ<ref name=Liere2012>{{cite journal|last=Liere|first=Heidi|author2=Jackson, Doug|author3=Vandermeer, John|author4=Wilby, Andrew|title=Ecological Complexity in a Coffee Agroecosystem: Spatial Heterogeneity, Population Persistence and Biological Control|journal=PLoS ONE | date=20 September 2012|volume=7|issue=9 | pages=e45508 | doi=10.1371/journal.pone.0045508|bibcode = 2012PLoSO...745508L |pmid=23029061|pmc=3447771}}</ref> อย่างไรก็ตาม บางหลักการทางนิเวศวิทยามีการแสดงจริงของคุณสมบัติแบบสะสมที่ผลรวมขององค์ประกอบทั้งหลายได้อธิบายคุณสมบัติของทั้งหมด เช่นอัตราการเกิดของประชากรที่เท่ากับผลรวมของการเกิดของแต่ละคน(หรือสัตว์หรือพืช)ในช่วงกรอบเวลาที่กำหนด<ref name="Odum05" />
===นิเวศวิทยาแบบลำดับชั้น===
{{quote box
เส้น 33 ⟶ 76:
| align = right}}
ขนาดของการเปลี่ยนแปลงของหลายระบบนิเวศสามารถทำงานเหมือนระบบปิด เช่นการโยกย้ายของ[[เพลี้ย]]บน[[ต้นไม้]]ต้นเดียว ในขณะที่ในเวลาเดียวกันระบบยังคงเปิดอันเนื่องมาจากอิทธิพลของขนาดที่กว้างกว่าเช่น[[บรรยากาศ]]หรือสภาพ[[ภูมิอากาศ]] ดังนั้น นักนิเวศวิทยาจะจำแนกระบบนิเวศตามลำดับชั้นโดยการวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมได้จากหลายหน่วยงานขนาดปลีกย่อย เช่นสมาคมพืช สภาพภูมิอากาศ และชนิดของดิน และบูรณาการข้อมูลนี้เพื่อระบุรูปแบบฉุกเฉิน
เพื่อจัดโครงสร้างของการศึกษาด้านนิเวศวิทยาให้อยู่ในกรอบแนวคิดที่จัดการได้ โลกชีวภาพจะถูกจัดวางให้เป็นลำดับชั้นที่ซ้อนกันตั้งแต่ในระดับยีนไปยังเซลล์ไปยังเนื้อเยื่อไปยังอวัยวะไปยังสิ่งมีชีวิตไปยังสายพันธุ์ไปยังประชากรไปยังชุมชนไปยังระบบนิเวศไปยังชีวนิเวศ ({{lang-en|biomes}}) และไปจนถึงระดับชีวมณฑล<ref name="Nachtomy01"/> กรอบงานแบบนี้ก่อตัวเป็นรูปแบบการปกครองแบบหนึ่งที่ครอบคลุมการปกครองอื่นๆ ({{lang-en|Panarchy}})<ref name="Holling01"/> และได้แสดงออกเป็นพฤติกรรมแบบไม่เชิงเส้น หมายความว่า "ผลและสาเหตุไม่เป็นสัดส่วนกัน เพื่อที่ว่าการเปลี่ยนแปลงเล็กๆที่เกิดกับตัวแปรที่วิกฤตเช่นจำนวนไนโตรเจนที่คงที่สามารถนำไปสู่หลายการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เป็นสัดส่วนกัน หรืออาจเป็นสิ่งที่ไม่สามารถเปลี่ยนกลับคืนได้ในคุณสมบัติของระบบ"<ref name="Levin99"/>{{rp|14}}
===ความหลากหลายทางชีวภาพ===
{{บทความหลัก
{{quote box
เส้น 46 ⟶ 89:
| align = left}}
ความหลากหลายทางชีวภาพใช้อธิบายความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่ยีนจนถึงระบบนิเวศและครอบคลุมทุกระดับขององค์กรทางชีวภาพ คำนี้มีการตีความไปหลายอย่างและมีหลายวิธีที่จะชี้ ใช้วัด ใช้บอกลักษณะ และใช้แทนความหมายขององค์กรที่ซับซ้อนของมัน<ref name="Noss90"/><ref name="Scholes08"/><ref name=cardinale2012>{{cite journal|last=Cardinale|first=Bradley J.|author2=Duffy, J. Emmett; Gonzalez, Andrew; Hooper, David U.; Perrings, Charles; Venail, Patrick; Narwani, Anita; Mace, Georgina M.; Tilman, David; Wardle, David A.; Kinzig, Ann P.; Daily, Gretchen C.; Loreau, Michel; Grace, James B.; Larigauderie, Anne; Srivastava, Diane S.; Naeem, Shahid|title=Biodiversity loss and its impact on humanity|journal=Nature|date=6 June 2012|volume=486|issue=7401|pages=59–67|doi=10.1038/nature11148|bibcode = 2012Natur.486...59C |pmid=22678280|last3=Gonzalez|first3=Andrew|last4=Hooper|first4=David U.|last5=Perrings|first5=Charles|last6=Venail|first6=Patrick|last7=Narwani|first7=Anita|last8=Mace|first8=Georgina M.|last9=Tilman|first9=David|last10=Wardle|first10=David A.|last11=Kinzig|first11=Ann P.|last12=Daily|first12=Gretchen C.|last13=Loreau|first13=Michel|last14=Grace|first14=James B.|last15=Larigauderie|first15=Anne|last16=Srivastava|first16=Diane S.|last17=Naeem|first17=Shahid}}</ref> ความหลากหลายทางชีวภาพจะรวมถึงความหลากหลายของสายพันธุ์ ความหลากหลายของระบบนิเวศ และความหลากหลายทาง[[พันธุกรรม]]และนักวิทยาศาสตร์มีความสนใจในวิธีการที่ความหลากหลายนี้ส่งผลกระทบต่อกระบวนการทางนิเวศวิทยาที่ซับซ้อนในการดำเนินงานในระดับที่เกี่ยวข้องเหล่านี้ได้อย่างไร<ref name="Scholes08" /><ref name="Wilson00b"/><ref name="Purvis00"/> ความหลากหลายทางชีวภาพมีบทบาทสำคัญใน'การบริการของระบบนิเวศ' ซึ่งโดยความหมายแล้วหมายถึงการรักษาระดับและการปรับปรุงคุณภาพของชีวิต<ref name="cardinale2012"/><ref name="Ostfeld09"/><ref name="Tierney09"/> การป้องกันการสูญพันธุ์ของสายพันธุ์เป็นวิธีหนึ่งที่จะรักษาความหลากหลายทางชีวภาพและเป้าหมายนั้นวางอยู่บนหลายเทคนิคที่รักษาความหลากหลายทางพันธุกรรม ที่อยู่อาศัย และความสามารถในสายพันธุ์ที่จะโยกย้ายถิ่น{{citation needed|date=May 2013}} ลำดับความสำคัญและเทคนิคการจัดการของการอนุรักษ์จำเป็นต้องใช้วิธีการและการพิจารณาที่แตกต่างกันเพื่อแสดงถึงขอบเขตของระบบนิเวศอย่างเต็มที่ของความหลากหลายทางชีวภาพ 'ทุนธรรมชาติ'ที่รองรับประชากรมีความสำคัญในการรักษาระดับของ'การบริการแบบระบบนิเวศ'<ref name="Ceballos02"/><ref name="Palumbi09"/> และการย้ายถิ่นของหลายๆสายพันธุ์ (เช่นการวิ่งของปลาแม่น้ำและการควบคุมแมลงนก) ได้รับการระบุว่าเป็นหนึ่งในกลไกที่การเสียหายจากการให้บริการพวกนั้นได้ประสบมา<ref name="Wilcove08"/> ความเข้าใจในความหลากหลายทางชีวภาพมีการใช้งานในทางปฏิบัติสำหรับ
===ที่อยู่อาศัย===
{{บทความหลัก
ที่อยู่อาศัยของสายพันธุ์หนึ่งสามารถอธิบายสภาพแวดล้อมที่สายพันธุ์นั้นเกิดและชนิดของชุมชนที่จะเกิดเป็นผลตามมา<ref name="Whittaker73"/> เพื่อให้เฉพาะเจาะจงมากยิ่งขึ้น "ที่อยู่อาศัยที่สามารถกำหนดได้ว่าเป็นภูมิภาคในพื้นที่สิ่งแวดล้อมที่จะประกอบด้วยหลายมิติซ้อนกัน แต่ละมิติเป็นตัวแทนของตัวแปรสิ่งแวดล้อมแบบชีวนะหรืออชีวนะ นั่นคือ องค์ประกอบหรือลักษณะของสภาพแวดล้อมใดๆที่เกี่ยวข้องโดยตรง (เช่นอาหารสัตว์ ชีวมวลและคุณภาพ) หรือโดยอ้อม (เช่นระดับความสูง) กับการใช้สถานที่โดยสัตว์"<ref name="Beyer10"/>{{Rp|745}} ยกตัวอย่างเช่นที่อยู่อาศัยอาจจะเป็นสภาวะแวดล้อมที่อยู่ในน้ำหรือบนบกที่สามารถแบ่งประเภทต่อไปว่าเป็นระบบนิเวศแบบ[[ภูเขา]]หรือภูมิอากาศแบบอัลไพน์ การเปลี่ยนแปลงที่อยู่อาศัยจะให้หลักฐานที่สำคัญของการแข่งขันในธรรมชาติที่ประชากรหนึ่งจะมีการเปลี่ยนแปลงที่สัมพันธ์กับแหล่งที่อยู่อาศัยที่สมาชิกส่วนใหญ่ของสายพันธุ์อื่นครอบครองอยู่ ตัวอย่างเช่น ประชากรของสายพันธุ์หนึ่งของ[[สัตว์เลื้อยคลาน]]เขตร้อน (Tropidurus hispidus) มีลำตัวแบนเมื่อเทียบกับประชากรหลักที่อาศัยอยู่ใน[[ทุ่งหญ้าเปิด]] ประชากรนี้อาศัยอยู่ในหินโผล่แยกต่างหากที่ซ่อนอยู่ในหุบเขาที่ร่างกายแบนของมันทำให้มันมีความได้เปรียบในการคัดเลือก การเปลี่ยนแปลงที่อยู่อาศัยยังเกิดขึ้นในประวัติศาสตร์การพัฒนาชีวิตของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและใน[[แมลง]]ที่เปลี่ยนจากสัตว์ที่มีที่อยู่อาศัยในน้ำมาเป็นสัตว์ที่อยู่บนบก คำว่าเขตชีวชาติ ({{lang-en|biotope}}) และเขตที่อยู่อาศัยบางครั้งใช้แทนกันได้ แต่เขตชีวชาติ
นอกจากนี้ สาย
[[ไฟล์:Blue Linckia Starfish.JPG|thumb|ความหลากหลายทางชีวภาพของแนวปะการัง ปะการังจะปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมและปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมของพวกมันโดยการสร้างโครงร่างด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งจะช่วยเพิ่มสภาวะการเจริญเติบโตสำหรับลูกหลานในอนาคตและก่อรูปแบบที่อยู่อาศัยสำหรับสายพันธุ์อื่นๆอีกมากมาย<ref name="Kiessling09" />]]
==สภาวะที่เหมาะสม ({{lang-en|Niche}})==
[[ไฟล์:Termite mound-Tanzania.jpg|thumb|ปลวกจะปั้นมูลดินให้เป็นปล่องไฟที่มีความสูงที่แตกต่างกันเพื่อควบคุมการแลกเปลี่ยนอากาศ อุณหภูมิและพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆที่จำเป็นเพื่อสร้างความยั่งยืนด้านสรีรวิทยาภายในของอาณานิคมทั้งหมด<ref name="Laland99" /><ref name="Hughes08"/>]]
นิยามของคำว่า niche ย้อนกลับไปในปี 1917<ref name="Wiens05"/> แต่ G. Evelyn Hutchinson ทำให้แนวคิดนี้แพร่หลายในปี 1957<ref name="Hutchinson57"/><ref name="Hutchinson57b"/> โดยการแนะนำนิยามที่ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายว่าหมายถึง "ชุดของสภาพแวดล้อมแบบชีวภาพและกายภาพในที่ซึ่งสายพันธุ์หนึ่งสามารถที่จะยังคงมีอยู่และรักษาขนาดประชากรไว้อย่างคงที่"<ref name="Wiens05" />{{Rp|519}} สภาวะทางนิเวศวิทยาเป็นแนวคิดกลางในนิเวศวิทยาของสิ่งมีชีวิตและถูกแบ่งย่อยออกเป็นสภาวะ"พื้นฐาน"และสภาวะ"ตระหนัก" สภาวะพื้นฐานคือชุดของสภาวะสิ่งแวดล้อมที่สายพันธุ์หนึ่งสามารถที่จะยังคงมีอยู่ได้ สภาวะตระหนักคือชุดของสภาวะสิ่งแวดล้อมบวกกับสภาวะทางนิเวศวิทยาที่สายพันธุ์หนึ่งจะยังคงมีอยู่<ref name="Wiens05"/><ref name="Hutchinson57b"/><ref name="Begon05"/> สถาวะแบบของ Hutchinson ถูกขยายนิยามในทางเทคนิคให้มากขึ้นเป็น "ไฮเปอร์สเปซของยุคลิด ({{lang-en|Euclidean hyperspace}}) ที่ "มิติ" ของมันถูกกำหนดเป็นตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อมและ "ขนาด" ของมันถูกกำหนดเป็น[[ฟังก์ชัน]]ของตัวเลขของค่าที่คุณค่าของสิ่งแวดล้อมที่อาจสันนิษฐานว่าสิ่งที่มีชีวิตหนึ่งมี "ความเหมาะสมเชิงบวก""<ref name="Hardesty75"/>{{rp|71}}
รูปแบบทางชีวภูมิศาสตร์และการกระจายของสายพันธ์มีการอธิบายหรือทำนายผ่านความรู้ของลักษณะของสายพันธุ์และความต้องการด้านสภาวะที่เหมาะสม<ref name="Pearman08"/> หลายสายพันธ์มีลักษณะ(ทางกรรมพันธ์) ({{lang-en|traits}}) ของฟังชั่นทางพันธุกรรมที่ถูกปรับเปลี่ยนที่ไม่เหมือนใครให้เข้ากับสภาวะทางนิเวศวิทยา ลักษณะทางพันธุกรรม
====การสร้างสภาวะที่เหมาะสม====
สิ่งมีชีวิตอยู่ภายใต้แรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อม แต่พวกมันยังปรับเปลี่ยนที่อยู่อาศัยของพวกมันอีกด้วย ข้อเสนอแนะด้านกฎระเบียบระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมของพวกมันสามารถส่งผลกระทบต่อสภาพทั้งหลายตั้งแต่ระดับท้องถิ่น (เช่นบ่อตัวบีเวอร์) จนถึงระดับโลก ตลอดช่วงเวลาและแม้หลังจากการตาย เช่นท่อนไม้หรือแหล่งสะสมโครงกระดูก[[ซิลิกา]]ที่เริ่มเน่าจากสิ่งมีชีวิตในทะเล<ref name="Hastings07"/> กระบวนการและแนวคิดของ[[วิศวกรรมระบบนิเวศ]]ที่มีความเกี่ยวข้องกับการก่อสร้างสภาวะที่เหมาะสม แต่วิศวกรรมระบบนิเวศเกี่ยวข้องเท่านั้นกับการปรับเปลี่ยนทางกายภาพของที่อยู่อาศัยในขณะที่การก่อสร้างสภาวะที่เหมาะสมยังพิจารณาผลกระทบด้านวิวัฒนาการของการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพกับสภาพแวดล้อมและฟีดแบ็คสาเหตุในกระบวนการของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ วิศวกรระบบนิเวศจะถูกกำหนดเป็น "สิ่งมีชีวิตที่โดยทางตรงหรือทางอ้อมเป็นตัวกลางในการปรับความพร้อมของทรัพยากรให้กับสายพันธุ์อื่นๆ โดยทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาวะทางกายภาพในวัสดุแบบชีวนะหรืออชีวนะ ในการทำอย่างนั้น พวกมันปรับเปลี่ยน ดูแลรักษาและสร้างที่อยู่อาศัย"<ref name="Jones94"/>{{Rp|373}}
แนวคิดด้านวิศวกรรมระบบนิเวศได้กระตุ้นความชื่นชมใหม่สำหรับอิทธิพลที่สิ่งมีชีวิตมีในระบบนิเวศและในกระบวนการวิวัฒนาการ คำว่า "การก่อสร้างสภาวะที่เหมาะสม" มักจะถูกนำมาใช้ในการอ้างอิงกับกลไกการฟีดแบ็คที่มีการชื่นชมต่ำเกินไปของการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่สื่อให้เห็นถึงแรงบนสภาวะที่เหมาะสมแบบอชีวนะ<ref name="Laland99"/><ref name="Write06"/> ตัวอย่างหนึ่งของการคัดเลือกโดยธรรมชาติผ่านทางวิศวกรรมระบบนิเวศเกิดขึ้นในรังของแมลงสังคม เช่นมด ผึ้ง ตัวต่อ และปลวก มีภาวะธำรงดุล ({{lang-en|homeostasis}}) (โฮมีโอสเตซิส, การที่ร่างกายสามารถรักษาภาวะในร่างกายให้คงที่ เช่น อุณหภูมิ ความดันเลือด ความสมดุลของน้ำและเกลือแร่ เป็นต้น โดยไม่ให้เปลี่ยนแปลงไปตามสภาวะแวดล้อม เช่น ควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย ควบคุมสมดุลของน้ำและเกลือแร่ ความเป็นกรดเป็นด่าง ความเข้มข้นของสารต่าง ๆ ภายในเ [พจนานุกรมศัพท์ สสวท.]) หรือ ภาวะไม่ธำรงดุล ({{lang-en|homeorhesis}}) ฉุกเฉินในโครงสร้างของรังที่ควบคุม เก็บรักษาและปกป้องสรีรวิทยาของอาณานิคมทั้งหมด ตัวอย่างเช่นปลวกจะปั้นมูลดินเพื่อรักษาอุณหภูมิภายในให้คงที่ผ่านการออกแบบปล่องไฟปรับอากาศ โครงสร้างของตัวรังเองอาจอยู่ภายใต้แรงของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ นอกจากนี้รังยังสามารถอยู่รอดได้หลาย ๆ รุ่นต่อมาเพื่อให้ลูกหลานได้สืบทอดทั้งวัสดุทางพันธุกรรมและสภาวะที่เหมาะสมเดิมที่ถูกสร้างขึ้นก่อนเวลาของพวกมัน<ref name="Odum05" /><ref name="Laland99"/><ref name="Hughes08"/>
===ชีวนิเวศ===
{{บทความหลัก
ชีวนิเวศ ({{lang-en|biomes}}) เป็นหน่วยขนาด
=== ชีวมณฑล ===
ขนาดที่ใหญ่ที่สุดขององค์กรในเชิงนิเวศคือชีวมณฑล ซึ่งเป็นผลรวมของระบบนิเวศในโลก ความสัมพันธ์เชิงนิเวศน์จะควบคุมการไหลของพลังงาน สารอาหาร และสภาพภูมิอากาศตลอดทางขึ้นไปจนถึงขนาดของโลก ตัวอย่างเช่น ประวัติศาสตร์แบบไดนามิกของ CO<sub>2</sub> ในบรรยากาศของโลกและองค์ประกอบ O<sub>2</sub> ได้รับผลกระทบจากการไหลแบบ biogenic ของก๊าซที่มาจากการหายใจและการสังเคราะห์แสง ที่มีระดับของก๊าซที่ผันผวนอยู่ตลอดเวลาเมื่อเทียบกับนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการของพืชและสัตว์<ref name="igamberdiev06"/> ทฤษฎีทางนิเวศวิทยายังถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายปรากฏการณ์การกำกับดูแลที่เกิดขึ้นด้วยตัวเองในระดับของโลก ตัวอย่างเช่นสมมติฐานของ Gaia เป็นตัวอย่างของความเป็นองค์รวมที่ถูกนำไปใช้ในทางทฤษฎีนิเวศวิทยา<ref name="Lovelock73"/> สมมติฐานของ Gaia ระบุว่ามีฟีดแบ็คลูปเกิดขึ้นจากการเผาผลาญอาหารของสิ่งมีชีวิตที่ช่วยรักษาอุณหภูมิแกนของโลกและสภาพบรรยากาศภายในช่วง
===นิเวศวิทยาประชากร===
นิเวศวิทยาประชากรจะศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของประชากรของสายพันธุ์และวิธีการที่ประชากรเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมที่กว้างขึ้น<ref name="Odum05" /> ประชากรจะประกอบด้วยหลายตัวตนชนิดเดียวกันที่มีชีวิตอยู่ มีปฏิสัมพันธ์กัน และอพยพสู่สภาวะที่เหมาะสมและที่อยู่อาศัยเดียวกัน<ref name="Waples06"/>
เส้น 109 ⟶ 144:
====Metapopulations และการย้ายถิ่น====
แนวคิดของ metapopulations ถูกกำหนดในปี 1969<ref name="Levins69"/> ว่าเป็น "ประชากรย่อยของประชากรใหญ่ซึ่งสูญพันธุ์ไปในระดับท้องถิ่นและกลับมาตั้งชุมชนใหม่"<ref name="Levins70"/>{{Rp|105}} นิเวศวิทยาแบบ Metapopulation เป็นอีกหนึ่งวิธีการทางสถิติอีกวิธีการหนึ่งที่มักจะถูกใช้ในการวิจัยเพื่อการอนุรักษ์<ref name="Smith05"/> โมเดลแบบ Metapopulation ช่วยทำความซับซ้อนของภูมิทัศน์ให้ง่ายขึ้นโดยทำให้เป็นตัวเชื่อม ({{lang-en|patch}}) ของระดับของคุณภาพที่แตกต่างกัน<ref name="Hanski98"/> และหลาย metapopulations จะมีการเชื่อมโยงเข้าหากันโดยพฤติกรรมการอพยพย้ายถิ่นของสิ่งมีชีวิต การย้ายถิ่นของสัตว์มีความหมายแตกต่างจากการเคลื่อนย้ายชนิดอื่นๆเพราะมันเกี่ยวข้องกับการจากไปตามฤดูกาลจากที่อยู่อาศัยและการกลับมาของแต่ละตัวตน<ref name="Nebel10"/> การย้ายถิ่นยังเป็นปรากฏการณ์ระดับประชากรอย่างหนึ่งเช่นเดียวกับเส้นทางการอพยพที่ตามด้วยพืชอย่างที่พวกมันครอบครองสภาพแวดล้อมหลังยุคน้ำแข็งทางภาคเหนือ นักนิเวศวิทยาพืชใช้บันทึกละอองเกสรดอกไม้ที่สะสมและแบ่งเป็นชั้นๆในพื้นที่ชุ่มน้ำเพื่อสร้างขึนใหม่ของระยะเวลาของการโยกย้ายและการกระจายของพืชที่สัมพันธ์กับภูมิอากาศทางประวัติศาสตร์ร่วมสมัย เส้นทางการอพยพเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการขยายตัวของการกระจายของประชากร ({{lang-en|range}}) เมื่อประชากรพืชขยายจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่ง มีการจัดแบ่งสิ่งมีชีวิตออกเป็นกลุ่มต่างๆขนาดใหญ่กว่าของการเคลื่อนย้าย เช่นการเดินทาง, การจับเหยื่อ พฤติกรรมเชิงดินแดน การชะงักงันและการกระจายของประชากร การกระจายมักจะแตกต่างจากการย้ายถิ่นเพราะมันเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนย้ายในทางเดียวอย่างถาวรของแต่ละตัวตนจากประชากรถิ่นกำเนิดของพวกมันเข้าไปในอีกประชากรหนึ่ง<ref name="Clark98"/><ref name="Dingle96"/>
เส้น 119 ⟶ 150:
=== นิเวศวิทยาชุมชน ===
[[ไฟล์:Male Lion and Cub Chitwa South Africa Luca Galuzzi 2004 edit1.jpg|right|thumb|ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสายพันธ์เช่นการล่าเหยื่อเป็นลักษณะสำคัญของระบบนิเวศชุมชน]]
เส้น 132 ⟶ 162:
===นิเวศวิทยาระบบนิเวศ===
{{quote box
เส้น 145 ⟶ 174:
====เครือข่ายอาหาร====
{{ดู
เครือข่ายอาหารเป็นเครือข่ายในระบบนิเวศตามแบบฉบับ พืชจะจับพลังงานแสงอาทิตย์และใช้มันในการสังเคราะห์น้ำตาลธรรมดาในระหว่างการสังเคราะห์แสง ขณะที่พืชเจริญเติบโต พวกมันสะสมสารอาหารและถูกกินโดยสัตว์กินพืชแบบและเล็ม และพลังงานจะถูกโอนผ่านห่วงโซ่ของสิ่งมีชีวิตจากการบริโภค เส้นทางการกินอาหารเชิงเส้นง่ายๆจะย้ายจากสายพันธุ์อาหารขั้นพื้นฐานไปยังผู้กินอาหารระดับสูงสุดเรียกว่าห่วงโซ่อาหาร รูปแบบการเชื่อมต่อกันขนาดใหญ่ของห่วงโซ่อาหารในระบบนิเวศชุมชนจะสร้างเครือข่ายอาหารที่ซับซ้อน เคริอข่ายอาหารจะเป็นประเภทของแผนที่แนวคิดหรืออุปกรณ์แก้ปัญหาที่ใช้ในการแสดงและการศึกษาทางเดินของพลังงานและการไหลของวัสดุ<ref name="O'Neill86"/><ref name="Pimm02"/><ref name="Pimm91"/>
เส้น 159 ⟶ 187:
==== ระดับชั้นของโภชนาการ ====
[[ไฟล์:TrophicWeb.jpg|thumb|left|450px|[[ปิรามิดโภชนาการ]] (a) และเครือข่ายอาหาร (b) แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ทางนิเวศท่ามกลางสิ่งมีชีวิตที่เป็นปกติของระบบนิเวศบนบกเขตหนาวภาคเหนือ ปิรามิดโภชนาการบอกความหมายโดยประมาณของชีวมวล (มักจะเป็นถูกเป็นน้ำหนักแห้งรวม) ในแต่ละระดับ พืชโดยทั่วไปมีชีวมวลที่ใหญ่ที่สุด รายชื่อของประเภทของโภชนาการจะแสดงด้านขวาของปิรามิด ระบบนิเวศบางอย่างเช่นพื้นที่ชุ่มน้ำจำนวนมากไม่ได้จัดเป็นปิรามิดที่เข้มงวด เพราะพืชน้ำจะไม่ค่อยสร้างผลผลิตเหมือนอย่างพืชบกอายุยืนเช่นต้นไม้ ปิรามิดโภชนาการแบบนิเวศวิทยามักจะเป็นหนึ่งในสามชนิดนี้: 1) ปิรามิดของจำนวน 2) ปิรามิดของชีวมวล หรือ 3) ปิรามิดของพลังงาน<ref name="Odum05"/>{{rp|598}}]]
ระดับชั้นของโภชนาการ ({{lang-en|trophic level}}) (มาจากภาษากรีก "troph" τροφή trophē หมายถึง "อาหาร" หรือ "การให้อาหาร") เป็น "กลุ่มหนึ่งของสิ่งมีชีวิตที่ได้รับส่วนใหญ่ของพลังงานของมันจากระดับที่อยู่ติดกันใกล้กับแหล่งอชีวนะ"<ref name="Hariston93"/>{{rp|383}} โยงใยของเครือข่ายอาหารส่วนใหญ่จะเชื่อมต่อความสัมพันธ์กับอาหารหรือ trophism ในหมู่สายพันธ์ทั้งหลาย ความหลากหลายทางชีวภาพภายในระบบนิเวศสามารถจัดรูปขึ้นเป็นปิรามิดโภชนาการ ในที่ซึ่งมิติในแนวตั้งแสดงถึงความสัมพันธ์ของอาหารที่เป็นต่อไปจะถูกลบออกจากฐานของห่วงโซ่อาหารขึ้นไปสู่นักล่าบนสุดและมิติในแนวนอนหมายถึงความอุดมสมบูรณ์หรือชีวมวลในแต่ละระดับ<ref name="Duffy07"/> เมื่อความอุดมสมบูรณ์หรือมวลชีวภาพสัมพันธ์ของแต่ละสายพันธุ์ถูกจัดเรียงให้เป็นระดับชั้นของโภชนาการตามลำดับ พวกมันจะจัดเรียงโดยธรรมชาติให้เป็น 'ปิรามิดของจำนวน'<ref name="Elton27" />
เส้น 170 ⟶ 196:
====สายพันธุ์เสาหลัก====
[[ไฟล์:Junior-Jaguar-Belize-Zoo.jpg|thumb|right|เสือดาว ตัวอย่างหนึ่งของสายพันธุ์เสาหลัก]]
สายพันธุ์เสาหลักเป็นสายพันธ์หนึ่งที่เชื่อมโยงกับสายพันธุ์
[[ไฟล์:Sea otters holding hands, cropped.jpg|thumb|นากทะเล อีกตัวอย่างหนึ่งของสายพันธ์เสาหลัก]]
[[นากทะเล]] (Enhydra lutris) จะถูกอ้างถึงกันทั่วไปว่าเป็นตัวอย่างของสายพันธุ์เสาหลักเพราะพวกมันจำกัดความหนาแน่นของเม่นทะเลที่กินสาหร่ายทะเล ถ้านากทะเลถูกลบออกจากระบบ เม่นทะเลจะแทะเล็มจนแปลงสาหร่ายทะเลหายไปและนี่จะมีผลอย่างมากต่อโครงสร้างของชุมชน<ref name="Mills93"/> อย่างไรก็ตาม การล่าของนากทะเลถูกพิจารณาว่าได้นำโดยอ้อมไปสู่การสูญพันธ์ของวัวทะเลของ Steller (Hydrodamalis gigas)<ref name="Anderson95"/> ในขณะที่แนวคิดสายพันธุ์เสาหลักได้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางเพื่อเป็นเครื่องมือในการอนุรักษ์ มันได้รับการวิพากษ์วิจารณ์ว่ามันถูกกำหนดไว้ไม่ดีจากมุมมองการดำเนินงาน มันเป็นเรื่องยากที่จะตรวจสอบด้วยการทดลองว่าสายพันธุ์อะไรที่อาจจะมีบทบาทเป็นเสาหลักในแต่ละระบบนิเวศ นอกจากนั้น ทฤษฎีเครือข่ายอาหารแนะนำว่าสายพันธุ์เสาหลักอาจจะไม่เป็นสายพันธ์ธรรมดา ดังนั้นมันจึงไม่เป็นที่ชัดเจนว่ารูปแบบสายพันธุ์เสาหลักจะสามารถถูกนำมาใช้โดยทั่วไปได้อย่างไร<ref name="Mills93"/><ref name="Polis00"/>
== ความซับซ้อนของระบบนิเวศ ==
{{ดู
ความซับซ้อนมีการเข้าใจว่าเป็นความพยายามใน[[คอมพิวเตอร์]]ขนาดใหญ่ที่จำเป็นในการปะติดปะต่อชิ้นส่วนปฏิสัมพันธ์มากมายเกินความจุของหน่วยความจำซ้ำของจิตใจมนุษย์ รูปแบบทั่วโลกของความหลากหลายทางชีวภาพมีความซับซ้อน ความซับซ้อนทางชีวภาพนี้เกิดขึ้นจากอิทธิพลซึ่งกันและกันในหมู่กระบวนการทางนิเวศวิทยาที่ใช้งานและสร้างอิทธิพลต่อรูปแบบในระดับที่แตกต่างกันที่เกลี่ยเข้าหากัน เช่นพื้นที่ในช่วงการเปลี่ยนแปลงหรือ ecotones ที่กระจายภูมิทัศน์ ความซับซ้อนเกิดจากอิทธิพลซึ่งกันและกันในหมู่ระดับขององค์กรทางชีวภาพเมื่อพลังงานและสสารถูกรวมเข้าเป็นหน่วยที่ใหญ่กว่าที่ซ้อนทับลงบนชิ้นส่วนขนาดเล็กกว่า "สิ่งที่เป็นส่วนรวมทั้งหมด ({{lang-en|wholes}}) ในระดับหนึ่งจะกลายเป็นหลายๆชิ้นส่วนของอีกระดับหนึ่งที่สูงกว่า"<ref name="Novikoff45"/>{{rp|209}} รูปแบบขนาดเล็กไม่จำเป็นต้องอธิบายปรากฏการณ์ของขนาดที่ใหญ่กว่า เพียงแต่แสดงเอาไว้ในสำนวน (ประกาศเกียรติคุณโดยอริสโตเติล) 'ผลรวมใหญ่กว่าชิ้นส่วน'<ref name="Schneider01"/><ref name="Molnar04"/>{{Cref2|E}}
"ความซับซ้อนในระบบนิเวศเป็นอย่างน้อยหกชนิดที่แตกต่าง: พื้นที่ ชั่วคราว โครงสร้าง กระบวนการ พฤติกรรม และรูปทรงเรขาคณิต"<ref name="Loehle04"/>{{rp|3}} จากหลักการเหล่านี้ นักนิเวศวิทยาได้ระบุปรากฏการณ์การอุบัติ ({{lang-en|emergence}}) และการจัดระเบียบตัวเอง ({{lang-en|self-organizing}}) ที่ทำงานในระดับที่แตกต่างกันทางด้านสิ่งแวดล้อมของอิทธิพล ช่วงตั้งแต่ระดับโมเลกุลจนถึงระดับโลก และสิ่งเหล่านี้จำเป็นต้องมีคำอธิบายที่แตกต่างกันในแต่ละระดับบูรณาการ<ref name="Lovelock03" /><ref name="Odum1977"/> ความซับซ้อนของระบบนิเวศจะเกี่ยวข้องกับความยืดหยุ่นแบบไดนามิกของระบบนิเวศที่เปลี่ยนไปยังสภาวะนิ่งที่ขยับหลายชั้น ({{lang-en|multiple shifting steady-states}}) ที่กำกับโดยความผันผวนแบบสุ่มของประวัติศาสตร์<ref name="Holling01"/><ref name="Carpenter01"/> การศึกษาระบบนิเวศระยะยาวได้ให้บันทึกการติดตามที่สำคัญที่จะเข้าใจได้ดีขึ้นในความซับซ้อนและความยืดหยุ่นของระบบนิเวศตลอดขนาดพื้นที่ชั่วคราวที่ยาวกว่าและกว้างกว่า การศึกษาเหล่านี้จะถูกจัดการโดย'เครือข่ายนิเวศวิทยาระยะยาวนานาชาติ' (LTER)<ref name="urlWelcome to ILTER — ILTER"/> การทดลองที่ยาวที่สุดในการดำรงอยู่เป็น Park Grass Experiment ซึ่งเริ่มต้นในปี 1856<ref name="Siverton06"/> อีกตัวอย่างหนึ่งคือ'การศึกษาห้วยฮับบาร์ด'ที่ได้ดำเนินการมาตั้งแต่ปี 1960<ref>{{cite web |url=http://www.hubbardbrook.org/ |title=Hubbard Brook Ecosystem Study Front Page |accessdate = 2010-03-16}}</ref>
===ความเป็นองค์รวม===
ความเป็นองค์รวมยังคงเป็นส่วนสำคัญของพื้นฐานทางทฤษฎีในการศึกษาระบบนิเวศร่วมสมัย ความเป็นองค์รวมบอกถึงองค์กรทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตที่จัดการตัวเองเป็นชั้นๆของระบบอุบัติการณ์ทั้งมวลที่ทำงานตามคุณสมบัติที่ไม่สามารถลดลงได้ ({{lang-en|nonreducible}}) ซึ่งหมายความว่ารูปแบบที่สูงกว่าของระบบการทำงานทั้งมวล เช่นระบบนิเวศหนึ่ง ไม่สามารถมีการคาดการณ์หรือทำความเข้าใจโดยการนำชิ้นส่วนต่างๆมารวมกันอย่างเรียบง่าย<ref name="Liu09"/> "คุณสมบัติใหม่จะเกิดขึ้นเพราะส่วนประกอบค่างๆมีปฏิสัมพันธ์กัน ไม่ได้เป็นเพราะธรรมชาติพื้นฐานของส่วนประกอบเหล่านั้นถูกเปลี่ยนแปลง"<ref name="Odum05"/>{{rp|8}}
เส้น 195 ⟶ 218:
==ความสัมพันธ์กับวิวัฒนาการ==
นิเวศวิทยาและวิวัฒนาการถือว่าเป็นพื่น้องกันของสาขาวิชาวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต การคัดเลือกโดยธรรมชาติ ประวัติชีวิต การพัฒนา การปรับตัว ประชากร และ[[มรดก]] เป็นตัวอย่างของแนวคิดที่ร้อยเข้าด้วยกันให้เป็นทฤษฎีทางนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ ลักษณะทางสัณฐานวิทยา ทางพฤติกรรมและทางพันธุกรรมเป็นตัวอย่างที่สามารถสร้างเป็นแผนที่ของต้นไม้แห่งวิวัฒนาการเพื่อศึกษาพัฒนาการเชิงประวัติศาสตร์ของสายพันธ์ในส่วนที่เกี่ยวกับการทำงานและบทบาทของพวกมันในสถานการณ์ของระบบนิเวศที่แตกต่างกัน ในกรอบงานนี้ เครื่องมือการวิเคราะห์ของนักนิเวศวิทยาและนักวิวัฒนาการมีการทับซ้อนกันเมื่อพวกเขาจัดองค์กร จำแนกและตรวจสอบชีวิตผ่านหลักการระบบทั่วไปเช่น phylogenetics หรือระบบของอนุกรมวิธานแบบ Linnaean({{lang-en|Linnaean system of taxonomy}})<ref name="Miles93"/> สองสาขานี้มักจะปรากฏอยู่ด้วยกัน เช่นในชื่อเรื่องของวารสาร "แนวโน้มในนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ"<ref name="TREE">{{cite web | editor-last=Craze | editor-first=P. | title=Trends in Ecology and Evolution | publisher=Cell Press, Elsevier, Inc | url=http://www.cell.com/trends/ecology-evolution/home | date=August 2, 2012}}</ref> ไม่มีขอบเขตที่คมชัดที่แบ่งแยกนิเวศวิทยาออกจากวิวัฒนาการและพวกมันแตกต่างกันมากขึ้นในพื้นที่ของพวกมันมุ่งเน้นการประยุกต์ใช้ ทั้งสองสาขาวิชาได้ค้นพบและอธิบายการอุบัติขึ้นและคุณสมบัติและกระบวนการที่ไม่เหมือนใครในการดำเนินงานทั่วขนาดพื้นที่หรือชั่วคราวที่แตกต่างกันขององค์กร<ref name="Levins80" /><ref name="Lovelock03" /> ในขณะที่เขตแดนระหว่างนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการยังไม่ชัดเจน นิเวศวิทยาจะศึกษาปัจจัยแบบอชีวนะและชีวนะที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการวิวัฒนาการ<ref name="Allee49"/><ref name="Ricklefs96"/> และวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วอาจจะเกิดขึ้นในระยะเวลาทางนิเวศวิทยาที่สั้นที่สุดเท่ากับคนรุ่นหนึ่ง<ref>{{cite web | last=Yoshida | first=T | title=Rapid evolution drives ecological dynamics in a predator–prey system | publisher=Nature Publishing Group | url=http://www.nature.com/nature/journal/v424/n6946/abs/nature01767.html}}</ref>
===นิเวศวิทยาเชิงพฤติกรรม===
[[ไฟล์:Chameleon spectra.jpg|left|320px|thumb|การแสดงผลทางสังคมและการเปลี่ยนสีในสายพันธ์ที่มีการปรับตัวที่แตกต่างกันของกิ้งก่า ("Bradypodion") กิ้งก่าจะเปลี่ยนสีผิวของมันเพื่อให้ตรงกับพื้นหลังของมันตามกลไกพฤติกรรมการป้องกันตัวและยังใช้สีในการสื่อสารกับสมาชิกคน
สิ่งมีชีวิตทั้งหมดสามารถแสดงพฤติกรรมของตัวเอง แม้กระทั่งพืชยังแสดงพฤติกรรมที่ซับซ้อนรวมถึงหน่วยความจำและการสื่อสาร<ref name="Karban08"/> นิเวศวิทยาพฤติกรรมเป็นการศึกษาพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมของมันและผลกระทบทางนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการของมัน Ethology คือการศึกษาของการเคลื่อนไหวหรือพฤติกรรมในสัตว์ที่สังเกตได้ ซึ่งอาจรวมถึงการตรวจสอบของสเปิร์มที่เคลื่อนที่ได้ของพืช [[แพ
การปรับตัวเป็นแนวคิดกลางรวมกันในนิเวศวิทยาเชิงพฤติกรรม<ref>{{cite web |url=http://www.behavecol.com/pages/society/welcome.html |title=Behavioral Ecology |publisher=International Society for Behavioral Ecology |accessdate=15 April 2011}}</ref> พฤติกรรมสามารถบันทึกเป็นลักษณะพันธุกรรมและถุกถ่ายทอดไปยังลูกหลานในลักษณะเดียวกันกับที่ตาและสีผมสามารถทำได้ พฤติกรรมสามารถวิวัฒน์โดยใช้วิธีการคัดเลือกโดยธรรมชาติแบบลักษณะพุนธุกรรมการปรับตัวที่ส่งต่อความสามารถในการทำงานที่เพิ่มความเหมาะสมในการสืบสายพันธุ์<ref name="Gould82"/><ref name="Wilson00"/>
เส้น 217 ⟶ 238:
[[ไฟล์:Paradesia decora Keulemans.jpg|thumb|250px|นกแห่งสวรรค์ของ Goldie: ตัวผู้ด้านบนมีการตกแต่งอย่างปราณีต ตัวเมียด้านล่าง ''Paradesia decora'' โดย John Gerrard Keulemans (d.1912)]]
การแสดงและการวางท่าทาง[[เพศ]]ที่ประณีตจะพบในนิเวศวิทยาเชิงพฤติกรรมของสัตว์ เช่น"นกแห่งสวรรค์"ร้องเพลงและแสดงเครื่องประดับที่ประณีตระหว่างการเกี้ยวพาราสี การแสดงเหล่านี้ตอบสนองวัตถุประสงค์สองอย่างได้แก่การส่งสัญญาณของตัวตนที่มีสุขภาพดีหรือมีการปรับตัวที่ดีและการมียีนที่พึงประสงค์ การแสดงจะถูกขับเคลื่อนด้วยการเลือกทางเพศสัมพันธ์เพื่อเป็นการ[[โฆษณา]]ถึงคุณภาพของลักษณะทางกรรมพันธ์ให้กับเหล่าคู่ครอง<ref name="Kodric-Brown84"/>
===นิเวศวิทยากระบวนการการรับรู้===
เส้น 230 ⟶ 251:
=== นิเวศวิทยาทางสังคม ===
สังคมระบบนิเวศ [แก้ไข]
พฤติกรรมของนิเวศวิทยาทางสังคมจะมีความโดดเด่นในแมลงสังคมเช่นผึ้ง พวกสืบพันธ์ด้วย[[สปอร์]] ({{lang-en|slime moulds}}) [[แมงมุม]]สังคม สังคมมนุษย์และหนูตุ่นไร้หนัง ในที่ซึ่ง'ระบบสังคมแบบพึ่งพาอาศัย' ({{lang-en|eusocialism}}) มีการพัฒนา พฤติกรรมทางสังคมจะรวมถึงพฤติกรรมที่เป็นประโยชน์ซึ่งกันและกันในหมู่ญาติและเพื่อนร่วมรัง<ref name="Strassmann00" /><ref name="Wilson00" /><ref name="Sherman95"/> และวิวัฒน์จากญาติและการเลือกกลุ่ม การเลือกญาติจะอธิบายความบริสุทธิ์ใจผ่านทางความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมโดยพฤติกรรมที่เห็นแก่ผู้อื่นที่กำลังนำไปสู่การเสียชีวิตได้รับรางวัลโดยการอยู่รอดของสำเนาทางพันธุกรรมกระจายในหมู่ญาติที่รอดชีวิต แมลงสังคมที่มีทั้งมด ผึ้งและตัวต่อถูกนำมารศึกษามากที่สุดสำหรับความสัมพันธ์ประเภทนี้เพราะผึ้งตัวผู้เป็นสิ่งที่มีชีวิตที่เกิดจากเซลล์เดียวกัน ({{lang-en|clone}}) จึงแชร์พันธุกรรมเหมือนกันกับตัวผู้ทุกตัวในอาณานิคม<ref name="Wilson00" /> ในทางตรงกันข้าม นักเลือกกลุ่มพบหลายตัวอย่างของความบริสุทธิ์ใจในหมู่ญาติที่ไม่ใช่ทางพันธุกรรมและอธิบายเรื่องนี้ผ่านการคัดเลือกที่กระทำต่อกลุ่มโดยเลือกที่มันจะกลายเป็นข้อได้เปรียบสำหรับกลุ่มถ้าสมาชิกของพวกมันแสดงพฤติกรรมไม่เห็นแก่ได้กับอีกสมาชิกหนึ่ง กลุ่มที่มีสมาชิกส่วนใหญ่ไม่เห็นแก่ตัวเองจะชนะสมาชิกส่วนใหญ่ที่เห็นแก่ตัว<ref name="Wilson00" /><ref name="Wilson07"/>
===วิวัฒนาการร่วม===
[[ไฟล์:Bombus 6867.JPG|250px|thumb|ผึ้งใหญ่และดอกไม้ที่พวกมันสามารถผสมเกสรได้วิวัฒนาการร่วมกันเพื่อให้พวกมันทั้งสองฝ่ายได้กลายเป็นขึ้นอยู่กันและกันเพื่อความอยู่รอด]]
เส้น 246 ⟶ 265:
=== ชีวภูมิศาสตร์ ===
ชีวภูมิศาสตร์ (การควบรวมกันของชีววิทยาและภูมิศาสตร์) คือการศึกษาเชิงเปรียบเทียบของการกระจายทางภูมิศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตและวิวัฒนาการที่สอดคล้องกันของลักษณะทางพันธุกรรมของพวกมันในพื้นที่และเวลา<ref name="Parenti90"/> ''วารสารชีวภูมิศาสตร์'' ได้ก่อตั้งขึ้นในปี 1974<ref name="JBiog">{{cite web | title = Journal of Biogeography | publisher = Wiley | url = http://www.wiley.com/bw/journal.asp?ref=0305-0270 | accessdate = August 3, 2012}}</ref> ชีวภูมิศาสตร์และนิเวศวิทยามีการแชร์รากทางวิชาการจำนวนมากของพวกมัน ตัวอย่างเช่น'ทฤษฎีของเกาะชีวภูมิศาสตร์'ที่พิมพ์โดยนักคณิตศาสตร์ Robert MacArthur และนักนิเวศวิทยา Edward O. Wilson ในปี 1967<ref name="MacArthur67" /> ถือเป็นหนึ่งในพื้นฐานของทฤษฎีนิเวศ<ref name="Wiens04"/>
เส้น 253 ⟶ 271:
====r/K ทฤษฎีการเลือก====
แนวคิดนิเวศวิทยาประชากรคือทฤษฎีการเลือก r/K{{Cref2|D}} ซึ่งเป็นหนึ่งในรูปแบบการพยากรณ์แรกในนิเวศวิทยาที่ใช้อธิบายวิวัฒนาการประวัติศาสตร์ชีวิต หลักฐานที่อยู่เบื้องหลังรูปแบบการเลือก r/K ก็คือแรงกดดันการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะเปลี่ยนแปลงไปตามความหนาแน่นของประชากร ตัวอย่างเช่นเมื่อเกาะหนึ่งถูกสร้างเป็นอาณานิคมครั้งแรก ความหนาแน่นของประชากรอยู่ในระดับต่ำ การเพิ่มขึ้นในขนาดของประชากรในตอนต้นจะไม่ถูกจำกัดโดยการแข่งขัน ปล่อยให้ความอุดมสมบูรณ์ของทรัพยากรที่มีอยู่ถูกนำไปใช้สำหรับการเจริญเติบโตของประชากรอย่างรวดเร็ว หลายขั้นตอนแรกๆเหล่านี้ของการเจริญเติบโตของประชากรจะประสบกับแรง"ที่ไม่ขึ้นกับความหนาแน่น"ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ซึ่งถูกเรียกว่า การเลือกแบบ r ในขณะที่ประชากรเริ่มที่จะแออัดมากขึ้น มันก็เข้าใกล้ขีดความสามารถในการรองรับของเกาะ นี่เป็นการบังคับให้บุคคลเข้าสู่การแข่งขันมากขึ้นสำหรับทรัพยากรที่เหลืออยู่น้อย ภายใต้สภาวะที่แออัด ประชากรจะประสบกับแรงที่ไม่ขึ้นกับความหนาแน่นของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ที่เรียกว่าการเลือกแบบ K<ref name="Reznick02"/>
เส้น 260 ⟶ 277:
===นิเวศวิทยาโมเลกุล===
ความสัมพันธ์ที่สำคัญระหว่างนิเวศวิทยาและการถ่ายทอดทางพันธุกรรมถือกำเนิดขึ้นมาก่อนเทคนิคที่ทันสมัยสำหรับการวิเคราะห์โมเลกุล การวิจัยนิเวศวิทยาโมเลกุลกลายเป็นไปได้มากขึ้นด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีทางพันธุกรรมอย่างรวดเร็วและสามารถเข้าถึงได้ เช่นปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอร์ ({{lang-en|Polymerase chain reaction (PCR)}}) การเพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีโมเลกุลและการไหลเข้าของคำถามด้านการวิจัยลงในสาขาทางนิเวศวิทยาใหม่นี้ได้ส่งผลในสิ่งพิมพ์'นิเวศวิทยาโมเลกุล'ในปี 1992<ref name="MolEcol">{{Cite journal| title = Molecular Ecology | editor-last=Rieseberg | editor-first= L. | publisher = Wiley | doi = 10.1111/(ISSN)1365-294X | journal = Molecular Ecology }}</ref>
เส้น 266 ⟶ 282:
== นิเวศวิทยามนุษย์ ==
{{quote box
เส้น 279 ⟶ 294:
===การฟื้นฟูและการจัดการ===
{{quote box
เส้น 292 ⟶ 304:
==ความสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อม==
สภาพแวดล้อมของระบบนิเวศจะรวมถึงพารามิเตอร์ทั้งทางกายภาพและคุณสมบัติทางชีววิทยา มันเป็นเรื่องที่เชื่อมโยงกันแบบไดนามิกและประกอบด้วยทรัพยากรสำหรับสิ่งที่มีชีวิตในทุกเวลาตลอดวงจรชีวิตของพวกมัน<ref name="Odum05" /><ref name="Mason57"/> เหมือน "นิเวศวิทยา" คำว่า "สภาพแวดล้อม" มีความหมายทางความคิดที่แตกต่างกันและคาบเกี่ยวกับแนวคิดของ "ธรรมชาติ" สภาพแวดล้อม "... จะรวมถึงโลกทางกายภาพ โลกทางสังคมของความสัมพันธ์ของมนุษย์ และโลกที่ถูกสร้างขึ้นโดยมนุษย์"<ref name="Kleese01"/>{{Rp|62}} สภาพแวดล้อมทางกายภาพอยู่ด้านนอกของระดับขององค์กรทางชีวภาพภายใต้การตรวจสอบ รวมถึงปัจจัยทางอชี
อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกและภายในเป็นนามธรรมที่รวมชีวิตและสภาพแวดล้อมให้เป็นหน่วยหรือข้อเท็จจริงที่แยกออกจากกันไม่ได้ในความเป็นจริง มีการแทรกซึมของเหตุและผลระหว่างสภาพแวดล้อมและใช้ชีวิต ตัวอย่างเช่นกฎของอุณหพลศาสตร์ถูกนำไปใช้กับนิเวศวิทยาด้วยวิธีสภาวะทางกายภาพของมัน ด้วยความเข้าใจของหลักการการเผาผลาญอาหารและหลักการทางอุณหพลศาสตร์ การบัญชีที่สมบูรณ์ของการใช้พลังงานและการไหลของวัสดุสามารถได้รับการตรวจสอบผ่านทางระบบนิเวศหนึ่ง ด้วยวิธีนี้ความสัมพันธ์ทางด้านสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศจะมีการศึกษาผ่านการอ้างอิงถึงชิ้นส่วนวัสดุที่ตามหลักการแล้วจัดการได้และแยกจากกันได้ อย่างไรก็ตาม หลังจากที่องค์ประกอบด้านสิ่งแวดล้อมที่มีประสิทธิภาพมีการทำความเข้าใจผ่านการอ้างอิงถึงสาเหตุของพวกมัน องค์ประกอบพวกนี้เชื่อมโยงโดยหลักการกลับมารวมกันเป็นความสมบูรณ์แบบบูรณาการหรือระบบที่ครั้งหนึ่งเคยถูกเรียกว่าเป็น holocoenotic ซึ่งรู้กันว่าเป็นวิธีการวิภาษไปสู่นิเวศวิทยา วิธีการวิภาษใช้ตรวจสอบชิ้นส่วน แต่ผสมสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมให้เป็นความสมบูรณ์แบบไดนามิก (หรือ Umwelt) การเปลี่ยนแปลงในปัจจัยทางนิเวศและทางสิ่งแวดล้อมอย่างหนึ่งสามารถมีผลควบคู่กันไปกับสถานะแบบไดนามิกของระบบนิเวศทั้งหมด<ref name="Levins80" /><ref name="Kormondy95"/>
=== การปั่นป่วนและการกลับคืนสู่ปกติ ===
ระบบนิเวศกำลังเผชิญหน้าอย่างสม่ำเสมอกับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมธรรมชาติและการปั่นป่วนทั้งหลายตลอดเวลาและตลอดพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ การปั่นป่วนหมายถึงกระบวนการใดๆที่เอาชีวมวลออกจากชุมชน เช่นไฟไหม้ น้ำท่วม ภัยแล้ง หรือการปล้นสะดม<ref name="Hughes10"/> การปั่นป่วนเกิดขึ้นในช่วงที่แตกต่างกันอย่างมากมายในแง่ของขนาด ระยะทางที่ห่างไกลและระยะเวลา<ref name="Levin92"/> และเป็นทั้งสาเหตุและผลิตภัณฑ์จากความผันผวนของธรรมชาติในอัตราการตาย, การวมกลุ่มกันของหลายสายพันธ์ และความหนาแน่นของมวลชีวภาพภายในชุมชนของระบบนิเวศ การปั่นป่วนเหล่านี้สร้างสถานที่ขึ้นมาใหม่ในที่ซึ่งทิศทางใหม่เกิดขึ้นจากการปะติดปะต่อกันของการทดลองและโอกาสทางธรรมชาติ<ref name="Hughes10"/><ref name="Holling73" /><ref name="Folke04"/> การกลับคืนสู่ปกติในระบบนิเวศเป็นทฤษฎีรากฐานที่สำคัญในการบริหารจัดการระบบนิเวศ ความหลากหลายทางชีวภาพช่วยขับเคลื่อนการกลับคืนสู่ปกติของระบบนิเวศที่ทำหน้าที่เป็นชนิดหนึ่งของการประกันในสิ่งที่จะเกิดขึ้นใหม่<ref name="Folke04"/>
เส้น 312 ⟶ 322:
}}
โลกถูกสร้างขึ้นเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีมาแล้ว<ref name="Allègre95"/> ขณะที่มันเย็นลง เปลือกโลกและ[[มหาสมุทร]]ก็ก่อตัวขึ้น บรรยากาศของมันถูกแปลงจากการถูกครอบงำโดย[[ไฮโดรเจน]]ไปเป็นสิ่งที่ประกอบด้วย[[ก๊าซมีเทน]]และ[[แอมโมเนีย]] มากกว่าพันล้านปีต่อมากิจกรรมการเผาผลาญอาหารของชีวิตได้แปลงบรรยากาศให้เป็นส่วนผสมของ[[ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์]], [[ไนโตรเจน]] และ[[ไอน้ำ]] ก๊าซเหล่านี้ได้เปลี่ยนวิธีการที่แสงจาก[[ดวงอาทิตย์]]ที่กระทบพื้นผิวโลกและผลกระทบเรือนกระจกก็เก็บกักความร้อนเอาไว้ มีแหล่งที่มาของพลังงานฟรีที่ไม่ได้ถูกเก็บกักภายในส่วนผสมของก๊าซที่มีการลดและออกซิไดซ์ที่ตั้งเวทีสำหรับระบบนิเวศดั้งเดิมที่จะพัฒนาและในทางกลับกันบรรยากาศก็พัฒนาไปด้วย<ref name="Wills01"/>
[[ไฟล์:Leaf 1 web.jpg|left|thumb|ใบไม้เป็นสถานที่เบื้องต้นของการสังเคราะห์แสงในพืชส่วนใหญ่]]
เส้น 325 ⟶ 335:
=== สภาพแวดล้อมทางกายภาพ ===
====น้ำ====
{{quote box
เส้น 333 ⟶ 342:
| align = right}}
การแพร่กระจายของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนในน้ำจะช้ากว่าในอากาศที่ประมาณ 10,000 เท่า เมื่อดินมีน้ำท่วม พวกมันสูญเสียออกซิเจนได้อย่างรวดเร็ว กลายเป็น hypoxic (สภาพแวดล้อมที่มีความเข้มข้นของ O<sub>2</sub> ต่ำกว่า 2 มิลลิกรัม/ลิตร) และในที่สุดก็จะกลายเป็น anoxic (สภาพแวดล้อมที่ขาด O<sub>2</sub>) อย่างสิ้นเชิงในที่ซึ่งแบคทีเรียจะเจริญเติบโตได้ดีในหมู่ราก น้ำยังมีอิทธิพลต่อความรุนแรงและองค์ประกอบสเปกตรัมของแสงเมื่อมันสะท้อนกับพื้นผิวน้ำและอนุภาคที่จมอยู่ใต้น้ำ<ref name="Cronk01"/> พืชน้ำแสดงความหลากหลายของการปรับตัวทางสัณฐานวิทยาและทางสรีรวิทยาที่ช่วยให้พวกมันอยู่รอดในการแข่งขันและแพร่กระจายไปในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ ตัวอย่างเช่นรากและลำต้นของพวกมันมีช่องว่างอากาศขนาดใหญ่ (aerenchyma) ที่ควบคุมการขนส่งก๊าซ (เช่น CO<sub>2</sub> และ O<sub>2</sub>) อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อนำไปใช้ในการหายใจและการสังเคราะห์แสง พืชน้ำเค็ม (halophytes) มีการปรับตัวพิเศษเพิ่มเติม เช่นการพัฒนาของอวัยวะพิเศษสำหรับการสกัดทิ้งเกลือและการควบคุมความเข้มข้นของเกลือภายใน (NaCl) ของพวกมันแบบ osmoregulating เพื่อที่จะอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำเค็มหรือน้ำกร่อยหรือในมหาสมุทร จุลินทรีย์ดินที่ไม่ใช้อากาศในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำจะใช้ไนเตรต ไอออน[[แมงกานีส]] ไอออน[[เฟอริก]] [[ซัลเฟต]] คาร์บอนไดออกไซด์และ[[สารอินทรีย์]]บางอย่าง; [[จุลินทรีย์
====แรงโน้มถ่วง====
รูปร่างและพลังงานของแผ่นดินได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญโดยแรงโน้มถ่วง ในระดับขนาดใหญ่ การกระจายของ[[แรงโน้มถ่วง]]บนโลกจะไม่สม่ำเสมอและมีอิทธิพลต่อรูปร่างและการเคลื่อนไหวของแผ่นเปลือกโลกเช่นเดียวกับที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการทางธรณีสัณฐานเช่นการก่อตัวเป็นเทือกเขาและการกัดเซาะ แรงเหล่านี้ควบคุมคุณสมบัติทั้งหลายทางธรณีฟิสิกส์และการกระจายตัวของ biomes ระบบนิเวศทั่วโลก ในระดับสิ่งมีชีวิต แรงโน้มถ่วงกำหนดตัวชี้นำทิศทางสำหรับการเจริญเติบโตของพืชและของเชื้อรา (Gravitropism) กำหนดตัวชี้นำการวางแนวทางสำหรับการอพยพของสัตว์ และอิทธิพลที่มีต่อชีวกลศาสตร์และขนาดของสัตว์<ref name="Allee49"/> ลักษณะทางนิเวศเช่นการจัดสรรชีวมวลในต้นไม้ในช่วงการเจริญเติบโตอาจมีการล้มเหลวทางกลเนื่องจากแรงโน้มถ่วงมีอิทธิพลต่อตำแหน่งและโครงสร้างของกิ่งและใบ<ref name="Swenson08"/> ระบบหัวใจและหลอดเลือดของสัตว์มีการปรับตัวตามภาระหน้าที่ที่จะเอาชนะความดันและแรงโน้มถ่วงที่มีการเปลี่ยนแปลงไปตามคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต (เช่นความสูง ขนาด รูปร่าง ) พฤติกรรมของพวกเขา (เช่นการดำน้ำ, วิ่ง, การบิน) และที่อยู่อาศัยที่ครอบครองอยู่ (เช่นน้ำ ทะเลทรายร้อน ทุนดราเย็น)<ref name="Garnter10"/>
====ความดัน====
ความดันภูมิอากาศและแรงดัน[[ออสโมติก]] ({{lang-en|osmotic pressure}}) (แรงดันต่ำสุดที่ป้องกันไม่ไห้น้ำซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้) เป็นตัวสร้างข้อจำกัดทางสรีรวิทยาในสิ่งที่มีชีวิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกที่บินและหายใจในระดับความสูง หรือการดำน้ำในทะเลลึก ข้อจำกัดเหล่านี้มีอิทธิพลต่อข้อจำกัดในแนวตั้งของระบบนิเวศในชีวมณฑล เนื่องจากสิ่งที่มีชีวิตจะมีความไวด้านสรีรวิทยาและมีการปรับตัวให้เข้ากับความแตกต่างของแรงดันน้ำในชั้นบรรยากาศและแรงดันออสโมติก<ref name="Allee49"/> ตัวอย่างเช่นระดับออกซิเจนจะลดลงตามแรงดันที่ลดลงและเป็นปัจจัยที่จำกัดการใช้ชีวิตในระดับความสูง<ref name="Jacobsen08"/> เนื้อเยื่อที่ใช้ในการขนส่งทางน้ำของพืชเป็นอีกหนึ่ง[[พารามิเตอร์]]ทางสรีรนิเวศที่สำคัญที่ถูกกระทบจากการไล่ระดับแรงดันออสโมติก<ref name="Strook08"/><ref name="Pockman95"/><ref name="Zimmermann02"/> แรงดันน้ำในระดับความลึกของมหาสมุทรต้องการให้สิ่งมีชีวิตปรับให้เข้ากับเงื่อนไขเหล่านี้ ยกตัวอย่างเช่นสัตว์ดำน้ำได้เช่นปลาวาฬ ปลาโลมา และแมวน้ำจะต้องถูกดัดแปลงมาเป็นพิเศษเพื่อรับมือกับการเปลี่ยนแปลงในเสียงเนื่องจากความแตกต่างแรงดันน้ำ<ref name="Kastak98"/> ความแตกต่างภายในสายพันธุ์ hagfish (ปลายาวชนิดหนึ่งที่คล้าย[[ปลาไหล]] มันมีฟันเป็นหนามยื่นออกมา) เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของการปรับตัวให้เข้ากับความดันในทะเลลึกโดยผ่านการดัดแปลง[[โปรตีน]]พิเศษเฉพาะ<ref name="Nishiguchi10"/>
====ลมและความปั่นป่วน====
[[ไฟล์:Grassflowers.jpg|thumb|สถาปัตยกรรมของช่อดอกหญ้าอยู่ภายใต้แรงกดดันทางกายภาพของลมและถูกขึ้นรูปโดยแรงของการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่อำนวยความสะดวกในผสม[[เกสร]]ด้วยลม (anemophily)<ref name="Friedman04"/><ref name="Harder09"/>]]
แรงการปั่นป่วนในอากาศและน้ำจะส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมและการกระจายระบบนิเวศ การขึ้นรูปและเป็นไดนามิค ในระดับของโลก ระบบนิเวศได้รับผลกระทบจากรูปแบบการไหลเวียนของลมสินค้าโลก พลังลมและแรงปั่นป่วนที่มันสร้างขึ้นจะมีผลต่อความร้อน สารอาหาร และโปรไฟล์ทางชีวเคมีของระบบนิเวศ<ref name="Allee49"/> ตัวอย่างเช่นลมที่พัดบนผิวน้ำของ[[ทะเลสาบ]]สามารถสร้างความปั่นป่วน ผสมกับกำแพงน้ำและมีอิทธิพลต่อ[[โปรไฟล์]]ของสิ่งแวดล้อมในการสร้างโซนของชั้นความร้อน สร้างผลกระทบต่อโครงสร้างของปลา สาหร่าย และส่วน
==== ไฟ ====
{{multiple image
เส้น 359 ⟶ 367:
}}
พืชจะแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นชีวมวลและปล่อยออกซิเจนออกสู่ชั้นบรรยากาศ โดยประมาณ 350 ล้านปีมาแล้ว (สิ้นสุดระยะเวลา[[ดีโวเนียน]]) การสังเคราะห์แสงได้ทำให้ความเข้มข้นของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศมีมากกว่าร้อยละ 17
ชาวพื้นเมืองของทวีปอเมริกาเหนือเป็นชนกลุ่มแรกที่มีอิทธิพลต่อระบอบของไฟโดยการควบคุมการแพร่กระจายของพวกมันที่อยู่ใกล้กับบ้านของพวกเขาหรือโดยการจุดไฟเพื่อกระตุ้นการผลิตอาหารและวัสดุจักสานจาก[[สมุนไพร]]<ref name="Wagtendonk07"/> ไฟจะสร้างยุคระบบนิเวศและโครงสร้างหลังคาที่แตกต่างกัน และอุปทานสารอาหารในดินที่มีการเปลี่ยนแปลงและโครงสร้างหลังคาที่ถูกทำขึ้นใหม่จะเปิด niches ทางนิเวศใหม่สำหรับการจัดตั้งต้นกล้า<ref name="Boerner82"/><ref name="Goubitz03"/> ระบบนิเวศส่วนใหญ่จะปรับตัวให้เข้ากับวัฏจักรของไฟตามธรรมชาติ เช่นพืชมีการติดตั้งด้วยความหลากหลายของการปรับตัวในการจัดการกับไฟป่า บางสายพันธ์ (เช่น Pinus halepensis (สนพื้นเมืองแถบเมดิเตอเรเนียน)) ไม่สามารถงอกได้จนกระทั่งหลังจากที่เมล็ดของพวกมันมีชีวิตอยู่ผ่านการเกิดไฟไหม้หรือได้รับการสัมผัสกับสารบางอย่างจากการควันไฟ การงอกของเมล็ดที่ถูกสั่งโดยสิ่งแวดล้อมนี้เรียกว่า serotiny<ref name="Neeman04"/><ref name="Flematti04"/> ไฟจึงมีบทบาทสำคัญในการคงอยู่และความฟื้นตัวของระบบนิเวศ<ref name="Holling73"/>
====ดิน====
ดินเป็นชั้นบนสุดของที่อยู่อาศัยของแร่และสิ่งสกปรกอินทรีย์ที่ครอบคลุมพื้นผิวของโลก มันเป็นหัวหน้าศูนย์กลางการจัดระเบียบของฟังก์ชันส่วนใหญ่ของระบบนิเวศ และมันเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในด้านวิทยาศาสตร์และนิเวศวิทยาการเกษตร การสลายตัวของสารอินทรีย์ที่ตายแล้ว (เช่นใบไม้บนพื้นป่า) ส่งผลให้ดินมีแร่ธาตุและสารอาหารที่ป้อนเข้าสู่การผลิตของพืช ทั้งหมดทั้งปวงของระบบนิเวศดินของโลกถูกเรียกว่า pedosphere ที่ชีวมวลขนาดใหญ่ของความหลากหลายทางชีวภาพของโลกจัดวางเป็นระดับของห่วงโซ่อาหาร ตัวอย่างเช่นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่กินและฉีกใบไม้ขนาดใหญ่จะสร้างชิ้นอาหารคำขนาดเล็กสำหรับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในห่วงโซ่ของอาหาร โดยรวมแล้วสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นผู้บริโภคซากอินทรีย์ ({{lang-en|detritivores}}) ที่ควบคุมการก่อตัวของดิน<ref name="Coleman04"/><ref name="Wilkinson09"/> รากของต้นไม้ เชื้อรา แบคทีเรีย หนอน มด เต่าทอง ตะขาบ แมงมุม สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นก สัตว์เลื้อยคลาน ครึ่งบกครึ่งน้ำ และสัตว์อื่นๆที่คุ้นเคยน้อยทั้งหมดจะทำงานเพื่อสร้างเครือข่ายโภชนาการของชีวิตในระบบนิเวศของดิน ดินจะก่อตัวเป็น ลักษณะที่แสดงออกให้เห็นเช่นสูงต่ำดำขาวตามสภาพแวดล้อมและพันธุกรรมที่ประกอบขึ้นจากหลายส่วน ({{lang-en|composite phenotypes}}) ในที่ซึ่งสารอนินทรีจะถูกห่อหุ้มเป็นสรีรวิทยาของชุมชนทั้งหมด เมื่อสิ่งมีชีวิตกินอาหารและอพยพผ่านดิน พวกมันทำการโยกย้ายวัสดุต่างๆไปด้วย กระบวนการทางนิเวศนี้เรียกว่าความปั่นป่วนทางชีว ({{lang-en|bioturbation}}) ซึ่งเป็นการเติมอากาศให้กับดินและกระตุ้นการเจริญเติบโตและการผลิต โภชนาการผสมที่แตกต่างกัน ({{lang-en|heterotrophic}}) จุลินทรีย์ในดินได้รับอิทธิพลจากไดนามิกโภชนาการของระบบนิเวศและป้อนกลับไปยังระบบนิเวศ ไม่มีแกนเดียวของความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผลที่สามารถมองเห็นได้ในการแยกความแตกต่างของระบบทางชีวภาพออกจากระบบธรณีสัณฐานวิทยาในดิน<ref name="Phillips09">{{cite journal | last1=Phillips | first1=J. D. | year=2009 | title=Soils as extended composite phenotypes | volume=149 | issue=1–2 | pages=143–151 | journal=Geoderma | doi=10.1016/j.geoderma.2008.11.028}}</ref><ref name="Reinhard10">{{cite journal | last1=Reinhardt | first1=L. | last2=Jerolmack | first2=D. | last3=Cardinale | first3=B. J. | last4=Vanacker | first4=V. | last5=Wright | first5=J. | title=Dynamic interactions of life and its landscape: Feedbacks at the interface of geomorphology and ecology | journal=Earth Surf. Process. Landforms | volume=35 | pages=78–101 | doi=10.1002/esp.1912 | url=http://snre.umich.edu/cardinale/wp-content/uploads/2012/04/reinhardt_earthsur_2010.pdf}}</ref> การศึกษาด้านนิเวศโบราณ ({{lang-en|Paleoecological studies}}) ของดินมีการจัดวางให้ต้นกำเนิดสำหรับความปั่นป่วนทางชีวะอยู่ในช่วงระยะเวลาก่อนช่วง Cambrian เหตุการณ์อื่นๆเช่นวิวัฒนาการของต้นไม้และการล่าอาณานิคมของที่ดินในช่วงเวลา Devonian มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาในช่วงต้นของระบบโภชนาการทางนิเวศในดิน<ref name="Davic04"/><ref name="Wilkinson09"/><ref name="Hasiotis03"/>
====ชีวธรณีเคมีและสภาพภูมิอากาศ====
นักนิเวศวิทยาจะศึกษาและวัดงบประมาณสารอาหารที่จะเข้าใจว่าวัสดุเหล่านี้ถูกควบคุม มีการไหล และถูกรีไซเคิลผ่านสภาพแวดล้อมได้อย่างไร<ref name="Allee49"/><ref name="Ricklefs96"/><ref name="Kormondy95"/> งานวิจัยนี้ได้นำไปสู่ความเข้าใจที่ว่ามีข้อเสนอแนะทั่วโลกระหว่างระบบนิเวศต่างๆและพารามิเตอร์ทั้งหลายทางกายภาพของ ดาวเคราะห์ดวงนี้ รวมทั้งแร่ธาตุ ดิน ค่า pH ไอออน น้ำและก๊าซในชั้นบรรยากาศ หกองค์ประกอบที่สำคัญ (ไฮโดรเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน [[กำมะถัน]] และ[[ฟอสฟอรัส]]; H, C, N, O, S และ P) ก่อรูปเป็นเสาหลักของ[[ไมโครโมเลกุล]]ทางชีวภาพทั้งหมดและป้อนเข้าสู่กระบวนการทางธรณีเคมีของโลก จากขนาดของชีววิทยาที่เล็กที่สุด ผลที่เกิดขึ้นโดยรวมของพันล้านของพันล้านของกระบวนการทางนิเวศวิทยาได้ทำการขยายและควบคุมอย่างหนักในวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีของโลก การเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์และวัฏจักรที่เป็นสื่อกลางระหว่างองค์ประกอบทั้งหลายเหล่านี้กับทางเดินของระบบนิเวศของพวกมันมีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อการทำความเข้าใจชีวธรณีเคมีทั่วโลก<ref name="Falkowoski08"/>
นิเวศวิทยาของงบประมาณคาร์บอนทั่วโลกเป็นตัวอย่างหนึ่งของการเชื่อมโยงระหว่างความหลากหลายทางชีวภาพและชีวธรณีเคมี คาดว่ามหาสมุทรของโลกเก็บปริมาณคาร์บอนไว้ 40,000 gigatonnes (Gt) พืชและดินเก็บ 2070 Gt และคาดว่าการปล่อยคาร์บอนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็น 6.3 Gt ต่อปี<ref name="Grace04"/> ได้มีการปรับโครงสร้างที่สำคัญในงบประมาณคาร์บอนทั่วโลกเหล่านี้ในช่วงประวัติความเป็นมาของโลก มีการควบคุมในระดับสูงมากโดยนิเวศวิทยาของพื้นดิน ตัวอย่างเช่นตลอดช่วงครึ่งแรกของช่วงเวลา Eocene volcanic outgassing ออกซิเดชันของก๊าซมีเทนที่เก็บไว้ในพื้นที่ชุ่มน้ำและก๊าซอื่นที่ก้นทะเลได้เพิ่มความเข้มข้นของ CO<sub>2</sub> (คาร์บอนไดออกไซด์) ในชั้นบรรยากาศขึ้นอยู่ในระดับสูงถึง 3,500 พีพีเอ็ม<ref name="Pearson00"/>
ในช่วง Oligocene (25-32 ล้านปีที่ผ่านมา) มีการปรับโครงสร้างที่สำคัญอีกครั้งหนึ่งของวัฏจักรคาร์บอนทั่วโลกเมื่อหญ้าได้พัฒนากลไกใหม่ของการสังเคราะห์แสงนั่นคือการ สังเคราะห์ C4 carbon fixation(C<sub>4</sub>) และได้ขยายช่วงสังเคราะห์ของพวกมันออกไป ทางเดินใหม่นี้ได้พัฒนาในการตอบสนองต่อการลดลงของความเข้มข้นของ CO<sub>2</sub> ในชั้นบรรยากาศที่ระดับต่ำกว่า 550 พีพีเอ็ม<ref name="Pagani05"/> ความชุกชุมและการกระจายสัมพันธ์ของความหลากหลายทางชีวภาพมีการเปลี่ยนแปลงพลวัตระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมของพวกมันเช่นระบบนิเวศที่สามารถเป็นได้ทั้งสาเหตุและผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การปรับเปลี่ยนที่ขับเคลื่อนโดยมนุษย์ที่ทำกับระบบนิเวศของโลก (เช่นการปั่นป่วน การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ เกษตรกรรม) ก่อให้เกิดการเพิ่มขึ้นของระดับก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศ การเปลี่ยนแปลงของวัฏจักรคาร์บอนทั่วโลกในศตวรรษต่อไปคาดว่าจะเพิ่มอุณหภูมิของดาวเคราะห์ที่นำไปสู่ความผันผวนอย่างสุดขั้วในสภาพอากาศ เปลี่ยนแปลงการกระจายสายพันธุ์ และเพิ่มอัตราการสูญพันธุ์ ผลกระทบของภาวะโลกร้อนได้ถูกลงทะเบียนอยู่แล้วในธารน้ำแข็งที่กำลังละลาย น้ำแข็งบนยอดภูเขาที่กำลังละลาย และการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล จากผลกระทบนั้นการกระจายสายพันธุ์กำลังมีการเปลี่ยนแปลงไปตามริมฝั่งน้ำและในพื้นที่ในทวีปบริเวณที่รูปแบบการอพยพและพื้นที่เพาะพันธุ์จะติดตามการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสภาพภูมิอากาศ ชั้นดินเยือกแข็งคงตัว ({{lang-en|permafrost}}) ขนาดใหญ่ก็กำลังละลายเช่นกันเพื่อสร้างตารางหมากรุกใหม่ของพื้นที่น้ำท่วมที่มีอัตราการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมการสลายตัวของดินเพิ่มการปล่อยก๊าซมีเทน (CH<sub>4</sub>) มีความกังวลเกี่ยวกับการเพิ่มขึ้นของก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศในบริบทของวัฏจักรคาร์บอนทั่วโลกเพราะก๊าซมีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีประสิทธิภาพในการดูดซับรังสีคลื่นยาวมากกว่า CO<sub>2</sub> ถึง 23 เท่าในช่วงเวลา 100 ปี<ref name="Zhuan07"/> ดังนั้น ภาวะโลกร้อนจึงมีความสัมพันธ์กับการสลายตัวและการหายใจในดินและพื้นที่ชุ่มน้ำที่ผลิตการฟีดแบ็คด้านสภาพภูมิอากาศอย่างมีนัยสำคัญและได้เปลี่ยนแปลงวัฏจักรชีวธรณีเคมีทั่วโลก<ref name="Liu09"/><ref name="Cox00"/><ref name="Erwin09">{{cite journal | last1=Erwin | first1=D. H. | year=2009 | title=Climate as a driver of evolutionary change | journal=Current Biology | volume=19 |issue=14 | pages=R575–R583 | url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982209011828 | doi=10.1016/j.cub.2009.05.047| pmid=19640496 }}</ref><ref name="Bamber12">{{cite journal | last1=Bamber | first1=J. | year=2012 | title=Shrinking glaciers under scrutiny | journal=Nature | volume= 482 | pages=482–483 | url=http://mason.gmu.edu/~bklinger/CLIM690/onjacobetal12.pdf | doi=10.1038/nature10948|bibcode = 2012Natur.482..482B | issue=7386 | pmid=22318516 }}</ref><ref name="Heiman08"/><ref name="Davidson06"/>
== Notes ==
| |||