วัฏจักรน้ำ/ปริมาณน้ำและระบบนิเวศของน้ำ
น้ำ บนโลกของเรามีปริมาณที่แน่นอน ทั้งน้ำในทะเล น้ำที่อยู่บนพื้นแผ่นดิน น้ำในบาดาล และน้ำในอากาศ เช่น ไอน้ำเป็นต้นพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์เป็นปัจจัยสำคัญในการทำให้น้ำมีการหมุนเวียนต่อเนื่องมาให้เราใช้จนไม่รู้จบเมื่อพลังงานจากดวงอาทิตย์แผ่รังสีทำให้พื้นผิวโลกทำให้น้ำบนพื้นผิวโลกไม่ว่าในมหาสมุทร ทะเล แม่น้ำ หรือ ห้วยหนองคลองบึง ระเหยเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สคือ ไอน้ำ ลอยขึ้นสู่บรรยากาศ อุณหภูมิของไอน้ำลดลงเมื่อลอยตัวสูงขึ้นจนเกิดความชื้นสัมพันธ์ ไอน้ำจะควบแน่นเป็นละอองน้ำเล็กๆ ซึ่งมองเห็นเป็นเมฆ เมื่อหยดน้ำเล็กๆ ในเมฆรวมตัวกันจนมีขนาดใหญ่ และมีน้ำหนักพอที่จะชนะแรงต้านทานอากาศ ก็จะตกลงมากลายเป็นฝน หรือหิมะ หิมะที่ตกค้างอยู่บนยอดเขาพอกพูนกันเป็นธารน้ำแข็ง น้ำฝนที่ตกลงถึงพื้นรวมตัวเป็นลำธาร ห้วย หนอง คลอง บึง หรือไหลบ่ารวมกันเป็นแม่น้ำ เมื่อธารน้ำแข็งละลายก็จะเพิ่มปริมาณน้ำให้แก่แม่น้ำ น้ำบนพื้นผิวโลกบางส่วนแทรกซึมตามรอยแตกของหิน ทำให้เกิดน้ำใต้ดิน และไหลไปรวมกันในท้องมหาสมุทร ซึ่งในกระบวนการเหล่านี้บางส่วนจะค่อยๆระเหยกลับสู่บรรยากาศตลอด
ปริมาณน้ำที่มีอยู่มากมาย แต่ใช้ได้อย่างจำกัด
ถึงแม้ว่าโลกของเราถูกปกคลุมด้วยผืนน้ำถึงร้อยละ 70 แต่ปริมาณน้ำดังกล่าว พบว่า สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างจำกัด เนื่องจากร้อยละ 97.5 ของน้ำที่มีอยู่ทั้งหมด เป็นน้ำเค็มในทะเลและมหาสมุทรที่มีความเค็มสูงไม่สามารถนำมาใช้อุปโภคและบริโภคได้ สัดส่วนที่เหลือร้อยละ 2.5เป็นน้ำจืด ซึ่งพิจารณาจากปริมาณน้ำจืดทั้งหมด พบว่า เป็นน้ำที่อยู่ในรูปของธารน้ำแข็งและภูเขาน้ำแข็ง รวมทั้งน้ำใต้ดินที่ไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ร้อยละ 99.99 เหลือเพียงร้อยละ 0.003 เท่านั้นที่เป็นน้ำในหนอง คลอง บึง และน้ำใต้ดินที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ปริมาณน้ำที่มีอยู่ดังกล่าวจะอยู่ในระดับที่สมดุลตลอดเวลา แต่มีการเปลี่ยนแปลงสถานะของน้ำ จากของเหลวกลายเป็นไอ และกลับมาเป็นของเหลวและของแข็ง ซึ่งจะทำให้เกิดการถ่ายเทมวลของน้ำอย่างต่อเนื่อง ภูมิภาคใดจะมีความอุดมสมบูรณ์ของน้ำมากน้อยเพียงใด ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในแต่ละพื้นที่
น้ำกับระบบนิเวศ
คือ ความสัมพันธ์ (Interaction) ของสิ่งต่างๆ ที่อาศัยอยู่ในลุ่มน้ำนั้นๆ ทั้งที่มีชีวิต เช่น มนุษย์ สัตว์ป่า สัตว์น้ำในแหล่งน้ำ สัตว์เลี้ยง พืชและต้นไม้ชนิดต่างๆ ทั้งในพื้นที่ป่าและพื้นที่เพาะปลูก ฯลฯ และไม่มีชีวิต เช่น น้ำ ดิน หิน ทราย แร่ธาตุ อาคารบ้านเรือน โรงงาน ฯลฯ โดยความสัมพันธ์ดังกล่าวมีลักษณะเป็นเหตุเป็นผล (Cause and Effect) เป็นวงจรป้อนกลับ (Feedback) และทำให้เกิดพฤติกรรมต่างๆ ในระบบลุ่มน้ำนั้นๆ ที่แสดงออกมาให้เห็นในรูปของสถานการณ์ต่างๆ ทั้งในเชิงปริมาณ เช่น ความหนาแน่นของป่า ปริมาณน้ำในลำน้ำ จำนวนสัตว์ป่า ความต้องการใช้น้ำ การขาดแคลนน้ำ น้ำท่วม และเชิงคุณภาพ เช่น คุณภาพดิน ความหลากหลายของพืชพรรณ สัตว์ป่า และสัตว์น้ำ คุณภาพน้ำ คุณภาพชีวิตของชุมชนที่อาศัยอยู่ในลุ่มน้ำ องค์ประกอบของระบบนิเวศลุ่มน้ำหนึ่งๆ อาจแบ่งออกเป็นสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต หรืออาจแบ่งตามลักษณะการถ่ายเทพลังงาน (ห่วงโซ่อาหาร) ได้แก่ ผู้ผลิต ผู้บริโภค (ซึ่งแบ่งได้ต่อเป็นผู้บริโภคที่กินสัตว์ ผู้บริโภคที่กินพืช และผู้บริโภคที่กินทั้งพืชและสัตว์) และผู้ย่อยสลาย หรืออาจจัดกลุ่มเป็นทรัพยากรชนิดต่างๆ เช่นทรัพยากรที่ทดทนใหม่ได้และทรัพยากรที่ใช้แล้วหมดไป
ระบบนิเวศน้ำจืด (freshwater ecosystem)
มีทั้งที่เกิดจากธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้น ได้แก่ แม่น้ำ ลำคลอง หนอง บึง ทะเลสาบ และอ่างเก็บน้ำต่างๆ ซึ่งมีแหล่งน้ำนิ่ง และน้ำไหล
