สารอาหารจำกัดมีผลกระทบต่อระบบนิเวศอย่างไร?

ระบบนิเวศอาจมีขนาดเล็กเท่าแอ่งน้ำ หรือกว้างใหญ่ไพศาลเท่าทะเลทราย สามารถกำหนดเป็นพื้นที่เฉพาะที่ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิต - เช่น พืชและสัตว์ - และปัจจัยไม่มีชีวิตที่ประกอบขึ้นเป็นที่อยู่อาศัยของพวกมัน ภายในระบบนิเวศนั้น สารอาหารที่จำกัดเป็นองค์ประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่ค่อนข้างหายาก การเจริญเติบโตจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีสารอาหารเพียงพอ

•••รูปภาพ ueuaphoto / iStock / Getty

ทะเลสาบและแม่น้ำเป็นระบบน้ำจืดที่อาศัยฟอสฟอรัสและไนโตรเจนเพื่อรักษาสมดุลของชีวิตพืชและสัตว์ในนั้น โดยทั่วไป ฟอสฟอรัสเป็นสารอาหารที่จำกัดในระบบน้ำจืด ซึ่งหมายความว่าฟอสฟอรัสจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติในแม่น้ำและทะเลสาบน้อยกว่าไนโตรเจน สิ่งนี้จำกัดจำนวนชีวิตของพืชที่สามารถเติบโตได้ในแหล่งน้ำ เมื่อปริมาณฟอสฟอรัสเพิ่มขึ้น พืชจะเติบโตจนเกิดความรำคาญ ทำให้แม่น้ำสำลักและทำให้การเดินเรือลำบาก ในทะเลสาบ เชื้อเพลิงฟอสฟอรัสส่วนเกินจะทำให้สาหร่ายบุปผาซึ่งทำให้น้ำขาดออกซิเจนและอาจนำไปสู่การฆ่าปลา ปรากฏการณ์นี้เรียกว่ายูโทรฟิเคชัน ฟอสฟอรัสส่วนเกินเข้าสู่แหล่งน้ำจากการไหลบ่าของปุ๋ยบนสนามหญ้าและโรงบำบัดน้ำเสีย

•••atese / iStock / Getty Images

ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเกิดขึ้นตามธรรมชาติในมหาสมุทร ซึ่งพวกมันสนับสนุนการเจริญเติบโตของพืชน้ำที่หอยและสิ่งมีชีวิตในทะเลอื่นๆ เป็นอาหาร ไนโตรเจนมักจะเป็นสารอาหารที่จำกัดซึ่งช่วยรักษาสมดุลของระบบนิเวศในมหาสมุทร เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้นอาจส่งผลให้แพลงก์ตอนพืชบาน พืชขนาดเล็กด้วยกล้องจุลทรรศน์เติบโตในอัตราเร่ง ก่อตัวเป็นขยะสีเขียวบนผิวน้ำใกล้พื้นดิน ไนโตรเจนส่วนเกินเข้าสู่ระบบนิเวศของมหาสมุทรผ่านกระแสน้ำที่ไหลบ่าของพายุและการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล

•••รูปภาพ JIPEN/iStock/GettyGetty

พืชที่อาศัยอยู่ในระบบนิเวศบนบก เช่น ป่า ต้องการแร่ธาตุที่แตกต่างกันสิบสามชนิดในการดำรงชีวิต เมื่อสารอาหารเหล่านี้ขาดหายไปหรือขาดสารอาหาร ถือว่าเป็นสารอาหารที่จำกัด ฟอสฟอรัสและไนโตรเจนมักจะจำกัดสารอาหารเพราะพืชต้องการธาตุอาหารในปริมาณมากในแต่ละวัน อย่างไรก็ตาม ธาตุอาหารรอง เช่น ธาตุเหล็กและโบรอนสามารถจำกัดสารอาหารได้หากมีการขาดแคลนในขณะที่มีไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในปริมาณที่เพียงพอ ธาตุอาหารในดินในปริมาณจำกัดส่งผลให้เกิดการเจริญเติบโตแบบแคระแกรนหรือพืชจำนวนน้อยลงในระบบนิเวศ

•••ลุง/iStock/Getty Images

การจำกัดสารอาหารมีความสำคัญเนื่องจากเป็นตัวกำหนดปริมาณพืชที่สัตว์สามารถกินได้ สิ่งนี้มีอิทธิพลต่อจำนวนสัตว์ที่สามารถอาศัยอยู่ในแหล่งที่อยู่อาศัยได้ เมื่อสารอาหารที่จำกัดมีน้อยเกินไป จำนวนสัตว์จะลดลง เมื่อมันเพิ่มขึ้นประชากรสัตว์ก็เพิ่มขึ้น ไม่ควรสับสนระหว่างสารอาหารที่จำกัดในระบบนิเวศกับปัจจัยจำกัด เช่น อาหาร ที่พักพิง อุณหภูมิ และพื้นที่ ซึ่งทั้งหมดนี้ส่งผลต่อจำนวนประชากรสัตว์ที่เพิ่มขึ้นและลดลง คำว่า "การจำกัดสารอาหาร" หมายถึงองค์ประกอบที่ใช้ในการผลิตอาหาร แต่ไม่ใช่ตัวอาหารเอง