สิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ต้องอาศัยสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมในการดำรงชีวิต เช่น แสงสว่าง  อุณหภูมิ ดิน ความชื้น เป็นต้น ถ้าหากสภาพแวดล้อมต่างๆ เปลี่ยนแปลงไป ก็อาจส่งผลกระทบต่อการดำรงชีวิต และมีผลต่อการเพิ่มหรือลดจำนวนของประชากรได้ ซึ่งปัจจัยกายภาพ ได้แก่

1. แสง (light)

มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ โดยเป็นปัจจัยจำกัดของพืชโดยเฉพาะอย่างยิ่งพืชที่เจริญในระดับความลึกต่างกันในทะเล มีผลต่อการสืบพันธุ์ของพืชและสัตว์บางชนิด เช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม และนกในเขตอบอุ่นและเขตหนาว นอกจากนี้ แสงยังมีผลต่อสิ่งมีชีวิตดังนี้

- มีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช สาหร่าย แพลงก์ตอนพืช
- มีผลต่อการเปิด-ปิดของปากใบ
- มีผลต่อการหุบ-บานของดอกไม้ เช่น ดอกบัวจะบานเมื่อได้รับแสงสว่าง
- มีผลต่อการเคลื่อนไหวของพืช เช่น ปลายยอดจะเอนเข้าหาแสงสว่าง
- มีผลต่อการเคลื่อนที่ของสัตว์ เช่น แมลงเม่าบินเข้าหากองไฟ
- มีผลต่อการกางของใบของพืชตระกูลถั่ว
- มีผลต่อการออกหากินของสัตว์บางชนิด

2. อุณหภูมิ (temperature)

มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต ในการควบคุมการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต อุณหภูมิยังมีผลทำให้สิ่งมีชีวิตมีการปรับตัวทางด้านโครงสร้าง เช่น การปรับตัวของหมีขั้วโลก หรือสัตว์ในเขตหนาวจะมีขนยาวปกคลุม มีชั้นไขมันใต้ผิวหนังหนา มีการปรับตัวด้านพฤติกรรม เช่น การอพยพของนกปากห่างจากสภาพอุณหภูมิต่ำในทางตอนเหนือลงมาอยู่ทางตอนใต้ของทวีปเอเชีย และมีการปรับตัวด้านสรีระ เช่น การขับเหงื่อ

นอกจากนี้ อุณหภูมิยังมีผลต่อสิ่งมีชีวิต ดังนี้

- ทำให้สัตว์อพยพย้ายถิ่นฐาน (migration) เช่น นกปากห่าง นกนางแอ่นบ้าน
- ทำให้เกิดการจำศีลหนีร้อน (estivation) และหนีหนาว (hibernation)
- ทำให้สัตว์ทะเลทรายออกหากินในเวลากลางคืน
- มีผลต่ออัตรา metabolism ของสัตว์    
- มีผลต่อการคายน้ำของพืช/การขับเหงื่อ
- มีผลต่อการบานของดอกไม้ เช่น ดอกทิวลิปจะบานเมื่ออุณหภูมิสูง    

ในสัตว์เลือดเย็น อัตรา metabolism จะแปรตามอุณหภูมิ เป็นสัตว์ที่ไม่สามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ได้ อุณหภูมิร่างกายจะเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพอากาศด้วย ได้แก่ ปลาและสัตว์เลื้อยคลานชนิดต่างๆ

ในสัตว์เลือดอุ่น อัตรา metabolism แปรผกผันกับอุณหภูมิ เป็นสัตว์ที่สามารถปรับอุณหภูมิภายในร่างกายให้คงที่อยู่ได้ โดยวิธีการรักษาอุณหภูมิภายในร่างกาย อาจเกิดขึ้นจากการปรับลักษณะโครงสร้างการทำงานของระบบต่างๆ ภายในร่างกาย และจากการปรับเปลี่ยนพฤติกรรม  ได้แก่ สัตว์ปีก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมต่างๆ

3. ความชื้น (humidity)

หรือน้ำ คือปริมาณไอน้ำในอากาศ เป็นปัจจัยที่กำหนดสภาพแวดล้อม ความอุดมสมบูรณ์ ลักษณะและชนิดของระบบนิเวศนั้นๆ รวมถึงแหล่งน้ำทั้งหมดที่มีอยู่บนโลก นอกจากนี้ ความชื้นและน้ำยังมีผลต่อสิ่งมีชีวิต ได้แก่

- เป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยาเคมีของร่างกาย
- เป็นตัวทำละลายที่ดี
- ใช้ลำเลียงสารไปเลี้ยงส่วนต่างๆ ของร่างกาย
- ช่วยในการควบคุมอุณหภูมิของสัตว์เลือดอุ่นให้คงที่
- เป็นแหล่งที่อยู่และเป็นแหล่งอาหารของพืชและสัตว์น้ำ
- ช่วยในการถ่ายละออกเกสรให้พืช
- เป็นวัตถุดิบในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- มีผลต่อการคายน้ำของพืชและการขับเหงื่อของสัตว์

4. แก๊ส (gas)

แก๊สที่สำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิต ได้แก่ ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และไนโตรเจน โดยเฉพาะแก๊สออกซิเจนมีความสำคัญในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิด

- สิ่งมีชีวิตใช้ แก๊สออกซิเจน ในกระบวนการหายใจระดับเซลล์
- ผู้ผลิตใช้ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- แก๊สไนโตรเจน มีความสำคัญในระบบนิเวศ โดยไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบสำคัญของโปรตีนและกรดนิวคลีอิก อากาศส่วนใหญ่ประกอบด้วยธาตุไนโตรเจนประมาณร้อยละ 78 แต่ทั้งสัตว์และพืชไม่สามารถใช้ไนโตรเจนได้โดยตรง จะเก็บไว้ในรูปของสารประกอบอนินทรีย์

5. ดิน (soil)

เป็นที่อยู่อาศัยและให้แร่ธาตุแก่พืชและสัตว์ องค์ประกอบสำคัญของดิน เช่น ชนิด และปริมาณของแร่ธาตุ ความชื้น ค่าความเป็นกรด-เบส มีอิทธิพลต่อพืชและสัตว์มาก สัตว์ได้รับธาตุจากการบริโภคพืช หรือบริโภคแร่ธาตุจากดินโดยตรง เช่น สัตว์ป่าได้รับแร่ธาตุจากการกินดินโป่ง เป็นต้น 

- เป็นแหล่งที่อยู่อาศัย หลบภัย แหล่งอาหาร ผสมพันธุ์ และเลี้ยงตัวอ่อน สัตว์บางชนิดยังอาศัยอยู่ใต้ดิน เช่น มด หนู ไส้เดือน กิ้งกือ ปลวก เป็นต้น
- เป็นตัวการสำคัญในการจำกัดชนิด และความอุดมสมบูรณ์ของพืชในสภาพแวดล้อมนั้นๆ
- เป็นที่ให้รากพืชได้เกาะยึดเหนี่ยวเพื่อให้ลำต้นของพืชยืนต้นได้อย่างมั่นคง
- เป็นแหล่งที่เก็บกักน้ำหรือความชื้นในดิน ให้อยู่ในรูปที่รากพืชสามารถดึงดูดได้ง่าย
- เป็นแหล่งที่ให้อากาศแก่รากพืชใช้เพื่อการหายใจ

สำหรับมนุษย์นั้น ดินมีประโยชน์มากมายมหาศาล เช่น เป็นแหล่งผลิตอาหารของมนุษย์ (ในการทำเกษตรกรรม เพาะปลูก) เป็นที่เลี้ยงสัตว์ เป็นแหล่งที่อยู่อาศัย เป็นแหล่งเก็บกักน้ำ ใช้ทำของใช้เครื่องปั้นดินเผาต่างๆ ใช้สร้างและเป็นส่วนประกอบในการก่อสร้างที่อยู่อาศัย เช่น อิฐ เป็นต้น

6. กระแสลม

เป็นปัจจัยที่มีผลต่อการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์ในแง่ดังนี้

- มีผลต่ออัตราการคายน้ำของพืช
- ช่วยในการผสมพันธุ์ของพืชดอก
- ช่วยในการกระจายของเมล็ดพันธุ์พืชไปในบริเวณกว้าง
- การกระจายของตัวนำเชื้อโรค แมลงบางชนิดเป็นพาหะนำโรค กระแสลมเป็นตัวช่วยให้แมลงที่บินได้สามารถแพร่กระจายได้ดีมากยิ่งขึ้น ผ่านทิศทาง และความเร็วของลม 

7. สภาพความเป็นกรด-ด่าง (pH)

ความเป็นกรด-ด่างของดินขึ้นอยู่กับหลายๆ ปัจจัย เช่น การเน่าเปื่อยของสารอินทรีย์ในดิน การใส่ปุ๋ยเคมีบางชนิด การใส่ปูนขาว เป็นต้น

สำหรับความเป็นกรด-ด่างของแหล่งน้ำขึ้นอยู่กับ การเน่าเปื่อยของสารอินทรีย์ในน้ำ ชนิดและปริมาณสารที่ถูกปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ เป็นต้น

ซึ่งสภาพความเป็นกรด-ด่างในดินและแหล่งน้ำ มีผลต่อการดำรงของสิ่งมีชีวิต ดังนี้

- มีผลต่อการทำงานของเอนไซม์ในร่างกาย    
- มีผลต่อพืชในการนำธาตุอาหารจากดินไปใช้
- มีผลต่อการทำงานของจุลินทรีย์ในดิน
- มีผลต่อการปลดปล่อยธาตุ N, P, S จากอินทรียวัตถุเพื่อเป็นประโยชน์ต่อพืช

8. ธาตุอาหาร (Mineral)

แร่ธาตุในดินและแหล่งน้ำ เป็นตัวการสำคัญในการจำกัดชนิดและปริมาณของพืชและสัตว์ แร่ธาตุแต่ละชนิดจะมีผลต่อพืชและสัตว์แตกต่างกัน แร่ธาตุจะช่วยในการเจริญเติบโตและป้องกันโรค

ธาตุอาหารพืช หมายถึง แร่ธาตุที่พืชจำเป็นต้องใช้ในการเจริญเติบโตและให้ผลผลิต ถ้าพืชได้รับธาตุอาหารไม่เพียงพอจะทำให้พืชไม่เจริญเติบโต ให้ผลผลิตไม่เต็มที่ โดยธาตุอาหารพืช แบ่งออกเป็น 3 จำพวก คือ

- ธาตุอาหารหลัก เป็นธาตุอาหารที่พืชทุกชนิดต้องการในปริมาณมาก ได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม (N P K)
- ธาตุอาหารรอง เป็นธาตุอาหารที่พืชมีความจำเป็นต้องใช้ในปริมาณมากรองจากธาตุอาหารหลัก เช่น แคลเซียม แมกนีเซียม กำมะถัน เป็นต้น
- ธาตุอาหารเสริม เป็นธาตุอาหารที่พืชต้องการในปริมาณน้อยมาก เมื่อเทียบกับธาตุอาหารอื่นๆ   เช่น เหล็ก แมงกานีส ทองแดง โบรอน เป็นต้น

พัดชา วิจิตรวงศ์