ระบบนิเวศทางอากาศ: ลักษณะประเภทและสัตว์ - ชีววิทยา - 2025

ระบบนิเวศทางอากาศประกอบด้วยปัจจัยทางชีวภาพ (สิ่งมีชีวิต) และปัจจัยทางชีวภาพ (องค์ประกอบเฉื่อย) ทั้งหมดที่มีปฏิสัมพันธ์ในโทรโพสเฟียร์ ในความหมายที่เข้มงวดมันเป็นระบบนิเวศแห่งการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากไม่มีสิ่งมีชีวิตใดที่ทำให้วงจรชีวิตสมบูรณ์ในอากาศสมบูรณ์

ลักษณะเฉพาะที่สำคัญของระบบนิเวศทางอากาศคือสารตั้งต้นที่มันพัฒนาคืออากาศ นี่คือส่วนผสมของก๊าซดังนั้นสารตั้งต้นที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าภาคพื้นดินหรือในน้ำ

เครน (Grus grus) ในเที่ยวบินในสเปน ที่มา: Arturo de Frias Marques

ในทางกลับกันชั้นบรรยากาศเป็นพื้นที่ที่กระบวนการทางภูมิอากาศเกิดขึ้นโดยเฉพาะปริมาณน้ำฝนลมและพายุ

แม้ว่านกจะครองความเป็นเลิศในสภาพแวดล้อมทางอากาศ แต่ก็ยังมีแมลงและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่บินได้ ในกลุ่มสัตว์อื่น ๆ เช่นปลาและสัตว์เลื้อยคลานมีสายพันธุ์ที่สามารถบินร่อนได้

ในทำนองเดียวกันพืชที่มีการผสมเกสรดอกไม้ (โดยลม) ใช้ระบบนิเวศทางอากาศเป็นพาหนะในการขนส่งละอองเรณู ในทำนองเดียวกันพืชหลายชนิดกระจายผลไม้หรือเมล็ดพืชทางอากาศ

ลักษณะทั่วไป

ระบบนิเวศทางอากาศส่วนใหญ่เกิดขึ้นในส่วนล่างของโทรโพสเฟียร์ซึ่งเป็นชั้นล่างของบรรยากาศ ชั้นนี้มีความหนา 16 กม. ที่เส้นศูนย์สูตรและ 7 กม. ที่เสาเนื่องจากโป่งจากการหมุนของโลก

ระบบนิเวศเหล่านี้ไม่เหมือนกับสิ่งมีชีวิตบนบกและในน้ำไม่มีส่วนประกอบทางชีวภาพที่ถาวร ดังนั้นจึงไม่มีสิ่งมีชีวิตใดที่ทำให้วงจรชีวิตของมันสมบูรณ์ในระบบนิเวศนี้และไม่มีผู้ผลิตหลักดังนั้นจึงไม่สามารถพึ่งตนเองได้

ระบบนิเวศทางอากาศมีลักษณะทั่วไปสามประการ: สารตั้งต้นคืออากาศซึ่งเป็นที่ที่ปรากฏการณ์สภาพภูมิอากาศพัฒนาขึ้นและองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตเป็นช่วงเปลี่ยนผ่าน

- ส่วนประกอบ Abiotic

ในบรรดาองค์ประกอบพื้นฐานของระบบนิเวศทางอากาศคืออากาศโดยมีก๊าซที่ประกอบเป็นตัวมันและไอน้ำที่รวมอยู่ด้วย นอกจากนี้ยังมีอนุภาคฝุ่นจำนวนมากในสารแขวนลอย

อากาศ

มันเป็นส่วนประกอบของโทรโพสเฟียร์ (ชั้นล่างของบรรยากาศ) สัมผัสโดยตรงกับพื้นผิวโลก อากาศส่วนใหญ่ประกอบด้วยไนโตรเจน 78.08% และออกซิเจนประมาณ 21% บวก CO2 (0.035%) และก๊าซเฉื่อย (อาร์กอนนีออน)

ความหนาแน่น

ความหนาแน่นของอากาศจะลดลงตามความสูงและอุณหภูมิซึ่งกำหนดลักษณะแตกต่างที่สำคัญระหว่างระบบนิเวศทางอากาศ ดังนั้นในพื้นที่ภูเขาสูงอากาศจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าเมื่อเทียบกับพื้นที่ที่ระดับน้ำทะเล

ในทำนองเดียวกันมวลอากาศเหนือพื้นที่ทะเลทรายความหนาแน่นลดลงในระหว่างวัน (อุณหภูมิสูง) และเพิ่มความหนาแน่นในเวลากลางคืน (อุณหภูมิต่ำ)

อุณหภูมิ

โทรโพสเฟียร์ร้อนขึ้นจากล่างขึ้นบนเนื่องจากโดยทั่วไปอากาศจะมองไม่เห็นรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์รังสีนี้จะกระทบพื้นผิวโลกและทำให้มันร้อนขึ้นทำให้ปล่อยรังสีอินฟราเรดหรือความร้อนออกมา

รังสีส่วนหนึ่งหลุดออกไปนอกโลกส่วนอีกส่วนหนึ่งถูกกักไว้โดยปรากฏการณ์เรือนกระจกของก๊าซบางชนิดในชั้นบรรยากาศ (CO2, ไอน้ำ)

อุณหภูมิของอากาศมีความเสถียรน้อยกว่าของทางบกและทางน้ำโดยจะแปรผันตามกระแสลมและความสูง เมื่อโทรโพสเฟียร์สูงขึ้นอุณหภูมิจะลดลงที่อัตรา 6.5 ºC / กม. ในส่วนบนของโทรโพสเฟียร์ (โทรโพสเฟียร์) อุณหภูมิจะลดลงถึง -55 ºC

ความชื้น

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรของน้ำในขั้นตอนการระเหยของน้ำน้ำในสถานะก๊าซหรือไอน้ำจะรวมอยู่ในบรรยากาศ ปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศ (ความชื้นสัมพัทธ์) เป็นลักษณะสำคัญของระบบนิเวศทางอากาศที่แตกต่างกัน

อากาศในพื้นที่ทะเลทรายมีความชื้นสัมพัทธ์ประมาณ 20% ในตอนเที่ยงและ 80% ในเวลากลางคืน ขณะอยู่ในอากาศในป่าดิบชื้นจะตรวจพบความชื้น 58-65% ในตอนเที่ยงและ 92-86% ในตอนเช้า

ลม

กระแสอากาศ ที่มา: ผู้อัปโหลดต้นฉบับคือ Ellywa ที่ Dutch Wikipedia

ความแตกต่างของอุณหภูมิที่เกิดจากการเคลื่อนไหวของโลกที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ทำให้เกิดความแตกต่างของความดันบรรยากาศระหว่างภูมิภาค ทำให้มวลอากาศเคลื่อนตัวจากบริเวณความกดอากาศสูงไปยังบริเวณความกดอากาศต่ำซึ่งก่อให้เกิดกระแสลม

ฝนตกและพายุ

โทรโพสเฟียร์เป็นโดเมนของปรากฏการณ์ทางภูมิอากาศรวมถึงการสะสมของเมฆไอน้ำ น้ำที่ระเหยจะลอยขึ้นพร้อมกับมวลอากาศร้อนและเมื่อมันเย็นตัวลงจะรวมตัวรอบอนุภาคในสารแขวนลอยกลายเป็นเมฆ เมื่อปริมาณน้ำควบแน่นถึงจุดวิกฤตฝนจะตก

พายุเฮอริเคนพายุทอร์นาโด

สิ่งรบกวนอีกประการหนึ่งที่ส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศทางอากาศคือพายุซึ่งในบางกรณีจะกลายเป็นพายุเฮอริเคนที่มีลมแรงและฝนตกหนัก พายุเป็นปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาที่เกิดขึ้นเมื่อมวลอากาศสองก้อนที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันมาเผชิญหน้ากัน

ในกรณีอื่น ๆ จะเกิดพายุทอร์นาโดซึ่งเป็นเสาอากาศที่หมุนด้วยความเร็วสูงมากซึ่งจุดสุดยอดสัมผัสกับพื้นโลก

อนุภาคฝุ่น

ส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบนิเวศทางอากาศคือฝุ่น (อนุภาควัสดุขนาดเล็กที่แขวนลอย) ลมและการระเหยจะลากอนุภาคจากพื้นผิวโลกและแหล่งน้ำเข้าสู่โทรโพสเฟียร์

ซาฮาราฝุ่น. ที่มา: Geological Image Bank

ตัวอย่างเช่นทุกปีมีเมฆฝุ่นจากทะเลทรายแอฟริกันเคลื่อนตัวไปอเมริกาทุกปี เป็นฝุ่นประมาณหลายร้อยล้านตันที่ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกและถูกทับถมในที่ต่างๆในอเมริกา

ความเข้มข้นของฝุ่นจากซาฮาราในบางพื้นที่ของอเมริกาสามารถสูงถึง 30 ถึง 50 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

- ส่วนประกอบไบโอติก

ตามที่ระบุไว้ไม่มีสิ่งมีชีวิตใดที่ทำให้วัฏจักรทางชีวภาพทั้งหมดสมบูรณ์ในระบบนิเวศทางอากาศ อย่างไรก็ตามมีการตรวจพบการปรากฏตัวของจุลินทรีย์บนบกและทางทะเลที่หลากหลายในโทรโพสเฟียร์

แบคทีเรียเชื้อราและไวรัส

มีการตรวจพบแบคทีเรียที่ถูกระงับสปอร์ของเชื้อราและไวรัสในตัวอย่างอากาศที่ถ่ายโดยเครื่องบินของ NASA ในแง่นี้การศึกษากำลังดำเนินการเพื่อตรวจสอบว่าแบคทีเรียบางชนิดสามารถทำหน้าที่เผาผลาญอาหารในสภาพแวดล้อมนั้นได้หรือไม่

แบคทีเรีย. ที่มา: NIAID

แบคทีเรียถูกพัดพาขึ้นจากผิวน้ำทะเลหรือถูกพัดพาไปพร้อมกับฝุ่นบนบกโดยลมและมวลอากาศร้อนที่เพิ่มขึ้น แบคทีเรียเหล่านี้อาศัยอยู่ในอนุภาคฝุ่นและละอองน้ำที่แขวนลอย

ละอองเรณูและสปอร์

ส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่ผ่านระบบนิเวศทางอากาศ ได้แก่ เมล็ดเรณูและสปอร์ Spermatophytes (พืชที่มีเมล็ด) ทำการขยายพันธุ์ทางเพศโดยการรวมกันของเมล็ดเรณูและรังไข่

ละอองเรณู. ที่มา: Dartmouth College Electron Microscope Facility

เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้นเม็ดเรณู (gamete ตัวผู้) จะต้องเดินทางไปที่ไข่ (gamete ตัวเมีย) กระบวนการนี้เกิดขึ้นทั้งทางลมโดยสัตว์หรือทางน้ำ

ในกรณีของการผสมเกสรโดยลม (anemophilous) หรือโดยสัตว์บิน (zooidiophilic) ละอองเรณูจะกลายเป็นส่วนชั่วคราวของระบบนิเวศทางอากาศ สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับสปอร์ที่ประกอบเป็นโครงสร้างการขยายพันธุ์ของเฟิร์นและพืชไร้เมล็ดอื่น ๆ

สัตว์

มีสัตว์จำนวนมากที่ปรับตัวเพื่อเข้าสู่ระบบนิเวศทางอากาศ ในจำนวนนี้มีทั้งนกบินแมลงบินสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบินสัตว์เลื้อยคลานและแม้แต่ปลาบิน

ประเภทของระบบนิเวศทางอากาศ

แนวทางเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมทางอากาศเนื่องจากระบบนิเวศนั้นหายากและในแง่นั้นไม่มีการจำแนกประเภทใดที่ทำให้ระบบนิเวศทางอากาศแตกต่างกัน อย่างไรก็ตามในบริบทของโทรโพสเฟียร์มีความแตกต่างระหว่างภูมิภาคทั้งในแง่ละติจูดและระยะยาวรวมถึงแนวตั้ง

การแบ่งเขต Latitudinal

ระบบนิเวศทางอากาศแตกต่างกันไปในระดับความสูงความดันและอุณหภูมิระหว่างเส้นศูนย์สูตรและขั้ว ในทำนองเดียวกันจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าเสาอากาศอยู่เหนือพื้นดินหรือเหนือทะเล

ดังนั้นสิ่งมีชีวิตที่ผ่านระบบนิเวศทางอากาศจึงแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับภูมิภาคที่เสาอากาศตั้งอยู่

การแบ่งเขตแนวตั้ง

เมื่อคุณขึ้นสู่ชั้นโทรโพสเฟียร์สภาพความเป็นไปได้ของระบบนิเวศทางอากาศก็แตกต่างกันไปเช่นกัน อุณหภูมิจะลดลงเช่นเดียวกับความหนาแน่นของอากาศ ในช่วง 5,000 เมตรแรกจากระดับน้ำทะเลระบบนิเวศทางอากาศมีการบุกรุกของนกและแมลงบางชนิด

ในส่วนของพวกมันสัตว์ที่เหลือจะมีปฏิสัมพันธ์ในระบบนิเวศนี้ที่ความสูงของหลังคาต้นไม้เท่านั้น นอกจากนี้ยังพบแบคทีเรียและสปอร์ของเชื้อราในระบบนิเวศทางอากาศที่สูงกว่า 5,000 masl

ในขณะเดียวกันก็มีการแบ่งเขตพื้นที่โดยพบว่าสายพันธุ์ของแบคทีเรียบนบกมีอิทธิพลเหนือพื้นดินและแบคทีเรียในทะเลในทะเล

สัตว์ในระบบนิเวศทางอากาศ

มีสัตว์หลากหลายกลุ่มที่สามารถบินได้หรืออย่างน้อยก็ร่อนเพื่อที่จะบินไปในอากาศ แม้ว่าบางตัวจะบินได้นานถึงหลายเดือน แต่ก็มีบางจุดที่ต้องออกจากระบบนิเวศนี้เพื่อให้อาหารพักหรือสืบพันธุ์

- นก

มีนกประมาณ 18,000 ชนิดในโลกซึ่งส่วนใหญ่บินได้ นกไม่เพียง แต่เคลื่อนที่ไปในอากาศเท่านั้น แต่ยังมีหลายชนิดที่ล่าเหยื่อของพวกมันในระหว่างการบินและยังเป็นส่วนหนึ่งของวงจรการสืบพันธุ์

คิงสวิฟต์ (

สายพันธุ์นี้สามารถอยู่ในอากาศได้เป็นเวลาหลายเดือนและจากการศึกษาพบว่ามันสามารถอยู่ในอากาศได้นานถึง 200 วันต่อเนื่อง

King Swift (Tachymarptis melba) ในเที่ยวบิน ที่มา: Birdwatching Barcelona

การศึกษากำลังดำเนินการอย่างต่อเนื่องเพื่อตรวจสอบว่านกตัวนี้สามารถอยู่ในอากาศได้นานขนาดไหนและโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามันสามารถนอนหลับบนเครื่องบินได้ ราชาผู้ว่องไวไม่จำเป็นต้องหยุดกินเพราะกินแมลงที่จับได้ในระหว่างการบิน

อัลบาทรอส (Diomedeidae)

นกทะแลชนิทใหญ่ ที่มา: Duncan Wright

พวกมันเป็นครอบครัวของนกทะเลที่มีประสิทธิภาพมากในการบินร่อนซึ่งแพร่กระจายไปทั่วโลก ในบรรดาสายพันธุ์ของมันคืออัลบาทรอสที่เดินทางหรือพเนจร (Diomedea exulans) ซึ่งมีปีกกว้างเฉลี่ย 3 เมตร

นกอัลบาทรอสหัวเทา (Thalassarche chrysostoma) บิน 950 กม. ต่อวันจากจอร์เจียตอนใต้วนรอบแอนตาร์กติกา นกเหล่านี้ใช้เวลา 46 วันในการเดินทาง

- แมลง

แมลงเป็นกลุ่มสัตว์ที่ใหญ่ที่สุดที่มีอยู่ทั้งในชนิดและขนาดของประชากร แมลงหลายชนิดกำลังบินรวมทั้งผึ้งตัวต่อแมลงวันยุงแมลงเต่าทองกุ้งก้ามกรามและอื่น ๆ

ผึ้ง (Anthophila)

ดอกไม้เยี่ยมชมผึ้ง (ที่มา: pixabay.com/)

ผึ้งเป็นแมลงที่มีมูลค่าสูงเนื่องจากการผลิตน้ำผึ้งและบทบาทของพวกมันในการผสมเกสรพืช สายพันธุ์ที่พบมากที่สุดในอุตสาหกรรมการเลี้ยงผึ้ง (การผลิตน้ำผึ้ง) คือ Apis mellifera

พวกมันเป็นแมลงสังคมและคนงานเดินทางเป็นระยะทางไกลอย่างต่อเนื่องเพื่อมองหาเกสรดอกไม้และน้ำหวาน สายพันธุ์ผึ้งมีช่วงการบินที่แตกต่างกันนั่นคือระยะทางสูงสุดที่พวกมันจัดการเพื่อกลับไปที่รัง

ใน Melipona sp. ระยะทางสูงสุดที่บันทึกไว้คือ 2.1 กม. ในขณะที่ Bombus terrestris อยู่ที่ 9.8 กม. และใน Apis mellifera คือ 13.5 กม. อย่างไรก็ตามจำนวนสูงสุดที่บันทึกไว้คือ 23 กม. ซึ่งถึงโดยสายพันธุ์ Euplusia surinamensis

กุ้งก้ามกราม (Acrididae)

แมลงตระกูลนี้รวมถึงสัตว์อพยพประมาณ 7,000 ชนิดซึ่งในที่สุดก็รวมตัวกันเป็นประชากรจำนวนมากและกลายเป็นศัตรูพืช พวกมันเดินทางเป็นฝูงใหญ่หลายกิโลเมตรเขมือบพืชผลและพืชอื่น ๆ ที่พบในเส้นทางของพวกมัน

- สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ในบรรดาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เข้าสู่ระบบนิเวศทางอากาศค้างคาว (Chiroptera) โดดเด่น สัตว์เหล่านี้เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพียงชนิดเดียวที่บินได้อย่างคล่องแคล่ว (ด้วยแรงกระตุ้นของปีก)

มีการบินแบบพาสซีฟหรือร่อนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเช่นกระรอกบินไซบีเรีย (Pteromys volans) หรือกระรอกอเมริกากลาง (Glaucomys volans)

ในบรรดาสัตว์ฟันแทะยังมีเครื่องร่อนเช่นสกุล Idiurus และในกลุ่มอื่น ๆ เช่น dermoptera หรือ colugos (สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในรก) และ petaurids (marsupials)

- สัตว์เลื้อยคลาน

สายพันธุ์เอเชียบางชนิดที่พัฒนาความสามารถในการหลบหนีอย่างรวดเร็วผ่านระบบนิเวศทางอากาศ พวกเขาทำได้โดยการกระโดดออกจากต้นไม้และทำให้ลำตัวแบนเป็นสองเท่าของความกว้างปกติและพวกมันก็ร่อนได้ดีกว่ากระรอกบิน

- ปลา

มีกลุ่มของปลาบินที่เรียกว่า Exocoetidae (Exocoetidae) สามารถเข้าสู่ระบบนิเวศทางอากาศชั่วคราวเพื่อหลบหนีจากผู้ล่า มีประมาณ 70 ชนิดที่มีครีบหางเพียงพอที่จะขับเคลื่อนพวกมันขึ้นจากน้ำ

ปลาบิน (Cheilopogon melanurus) ที่มา: Patrick Coin (Patrick Coin)

จากโมเมนตัมนี้ปลาเหล่านี้สามารถร่อนได้ไกลประมาณ 50 ม. และทำความเร็วได้ถึง 60 กม. / ชม. ความสามารถในการร่อนนี้ต้องขอบคุณครีบอกที่ใหญ่ผิดปกติ

อ้างอิง

1. Calow, P. (Ed.) (1998). สารานุกรมนิเวศวิทยาและการจัดการสิ่งแวดล้อม
2. กรีนสมิ ธ , A. (1994). นกของโลก รุ่น Omega
3. ลุดวิก - จิเมเนซ, LP (2006). การสังเกตระยะการบินของ Bombus atratus (Hymenoptera: Apidae) ในสภาพแวดล้อมในเมือง บันทึกทางชีววิทยาของโคลอมเบีย
4. Lutgens, FK, Tarbuck, EJ, Herman, R. และ Tasa, DG (2018) บรรยากาศ. ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับอุตุนิยมวิทยา
5. Margalef, R. (1974). นิเวศวิทยา. รุ่น Omega
6. Purves, WK, Sadava, D. , Orians, GH และ Heller, HC (2001). ชีวิต. วิทยาศาสตร์ของชีววิทยา