คำว่า Ecology ถูกกำหนดขึ้นโดยนักสัตวศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ Ernst Haeckel กว่าร้อยปีมาแล้ว (1869) โดย Ernst Haeckel ได้กำหนดคำว่า Ecology มาจากรากศัพย์ของภาษากรีกคือ "oilos" ซึ่งหมายถึง "ที่อยู่อาศัย" หรือ "บ้าน" [คำว่า "นิเวศวิทยา" ในภาษาไทยเกิดจากคำว่า นิเวศ=ที่อยู่อาศัย วิทยา=ความรู้] Ernst Haeckel ได้ให้ความหมายของนิเวศวิทยาว่า

     "By ecology we mean the body of knowledge concerning the economy of nature - the investigation of the total relations of the animal both to its inorganic and its organic environment."
ซึ่งหมายถึงว่า "นิเวศวิทยาคือความรู้เกี่ยวกับสภาพความเป็นอยู่ของธรรมชาติ การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสัตว์ และสิ่งแวดล้อมทั้งอนินทรีย์ และอินทรีย์" เนื่องจาก Ernst Haeckel เป็นนักสัตวศาสตร์ ดังนั้นการกำหนดความหมายของนิเวศวิทยาจึงเน้นถึงความสัมพันธ์ระหว่างสัตว์กับสภาพแวดล้อมเป็นหลัก อย่างไรก็ตามจากความหมายที่ Ernst Heckel ได้กำหนดขึ้นนี้ก็ได้เป็นพื้นฐานของการกำหนดคำนิยามของคำว่านิเวศวิทยาในเวลาต่อมา ดังที่ได้ยกตัวอย่างคำนิยามของคำว่านิเวศวิทยามาแล้วข้างต้น

เมื่อประมวลความหมายของนิเวศวิทยาจากนักวิทยาศาสตร์หลาย ๆ ท่านที่ได้ให้คำนิยามมา ก็พอที่จะสรุปได้ว่า นิเวศวิทยาคือศาสตร์ที่ว่าด้วยการศึกษาธรรมชาติ กล่าวคือการศึกษา:

1) ด้านโครงสร้าง (structure) ซึ่งได้แก่การศึกษาความเป็นอยู่ของสภาพธรรมชาติว่า บรรดาสิ่งมีชีวิตทั้งหลายที่อยู่ในธรรมชาตินั้น มีการกระจายตัว (distribution) ของชนิด (species) ในแต่ละพื้นที่อย่างไร ในพื้นที่หนึ่ง ๆ นั้นมีจำนวนสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมากน้อยเท่าไร (abundance) และอะไรเป็นตัวกำหนดการกระจายตัว และจำนวนของสิ่งมีชีวิตในแต่ละพื้นที่

2) ด้านความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต และสภาพแวดล้อมที่สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นสัมผัสอยู่ รวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตต้วยกันเอง

ขอบเขตของนิเวศวิทยา

     นิเวศวิทยาจัดอยู่ในหมวดหนึ่งของสาขาชีววิทยา (biology) หรือศาสตร์แห่งการศึกษาชีวิต (science of life) Odum (1971) ได้เสนอแนวความคิดเกี่ยวกับขอบเขตของนิเวศวิทยาโดยการแบ่งการศึกษาทางด้านชีววิทยาออกเป็น 2 แนว คือแนวตั้ง และแนวนอน ดังแสดงใน ภาพที่ 1ภาพนี้เปรียบเสมือนการแบ่งขนมเค็กออกเป็นแนวตั้ง และแนวขวาง ซึ่ง Odum เรียกว่าเป็น biology "cake layer" ชั้นของแนวนอนนั้นเป็นชั้นของการศึกษาทางชีววิทยาพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปเช่น ชีววิทยาของโมเลกุล พันธุกรรมศาสตร์ และนิเวศวิทยา ก็จัดอยู่ในชั้นนี้ด้วย ส่วนแนวตั้งเป็นการแบ่งชนดกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่ศึกษาเช่น แมลง พืช แบคทีเรียเป็นต้น จะเห็นได้ว่าแนวความคิดของ Odum เกี่ยวกับ biology "cake layer" นั้นมีข้อดีคือการจำแนกอย่างชัดเจนในการจัดนิเวศวิทยาเป็นศาสตร์แขนงหนึ่งของชีววิทยา และการระบุชนิดของสิ่งมีชีวิตแต่ละกลุ่มที่ทำการศึกษาก็เป็นข้อดีอย่างหนึ่งเพราะวิธีการศึกษาธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตแต่ละพวกกันย่อมจะแตกต่างกัน เช่นวิธีการหรือขั้นตอนการศึกษาแมลง ย่อมแตกต่างจากวิธีการศึกษาพืช เป็นต้น อย่างไรก็ตามแนวความคิดนี้ก็มีข้อเสียกล่าวคือ สาขานิเวศวิทยาในบางกรณีจะคาบเกี่ยวกับศาสตร์พื้นฐาน (basic science) สาขาอื่น ๆ ทำให้ไม่สามารถกำหนดขอบเขตที่แน่นอนของนิเวศวิทยาตามแนวความคิด biology "cake layer" ได้ ยกตัวอย่างเช่นการคาบเกี่ยวของนิเวศวิทยากับศาสตร์สาขาอื่น ๆ คือ
สาขาสรีรวิทยา (physiology) การศึกษาการตอบสนองทางขบวนการสรีระของสิ่งมีชีวิตแต่ละหน่วยต่อสภาพแวดล้อมทางกายภาพ เช่น อุณหภูมิ แสง ธาตุอาหาร และสภาพความแห้งแล้ง จัดเป็นสาขาวิชาที่คาบเกี่ยวระหว่างนิเวศวิทยา และสรีรวิทยา เรียกว่า Ecophysiology
สาขาเคมี ปัจจุบันได้มีแขนงวิชานิเวศเคมี หรือ chemical ecology ซึ่งเป็นแขนงวิชาที่ศึกษาสารเคมีที่ถูกสร้างโดยสิ่งมีชีวิตเพื่อตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมต่าง ๆ กัน เช่นสารเคมีที่ถูกสร้างขึ้นโดยพืช หรือสัตว์ที่ใช้ในการป้องกันศัตรูเมื่อเกิดเหตุอันตราย เป็นต้น
สาขาพฤติกรรมศาสตร์ของสัตว์ (animal behavior) การศึกษาพฤติกรรมของสัตว์ตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนไป จัดว่าเป็นแขนงวิชานิเวศวิทยาทางพฤติกรรม หรือ behavioral ecology ในการศึกษาพฤติกรรมของมนุษย์ที่ตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมก็จัดอยู่ในสาขาวิชา Human Ecology

     ข้อเสียอีกประการหนึ่งของแนวความคิด biology "cake layer" คือสิ่งมีชีวิตแต่ละกลุ่มสามารถทีมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน เช่นแมลง และพืช ดังนั้นการศึกษาทางนิเวศวิทยาจึงต้องรวมถึงการศึกษาสิ่งมีชีวิตทั้ง 2 กลุ่มนี้เข้าด้วยกันโดยที่ไม่สามารถแบ่งขอบเขตของชนิดสิ่งมีชีวิตได้แน่นอนในการศึกษานิเวศวิทยาตามแนวความคิดbiology "cake layer" ได้ อย่างไรก็ตาม Odum ได้เสนอแนวความคิดของขอบเขตการศึกษานิเวศวิทยาอีกแบบหนึ่ง คือการจัดแบ่งสิ่งมีชีวิตออกตามลำดับองค์ประกอบ หรือ level of organization คือ

[ ยีนส์--> เซล--> อวัยวะ--> สิ่งมีชีวิตแต่ละหน่วย--> ประชากร--> กลุ่มประชากร ]

เมื่อองค์ประกอบแต่ละลำดับมีสวนสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมทางกายภาพ (physical environment) ก็จะรวมกันเป็นระบบ (system) ของแต่ละองค์ประกอบนั้น ๆ ดังแสดงใน ภาพที่ 2
ในการแบ่งลำดับชั้นขององค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตแบบนี้ Odum ได้เสนอว่าขอบเขตของนิเวศวิทยาจะเน้นถึงการศึกษาตั้งแต่ organismic system หรือระบบความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตแต่ละหน่วยกับสภาพแวดล้อม ไปจนถึง ecosystem หรือระบบความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตทั้งหลายกับสภาพแวดล้อม สรุปได้ว่านิเวศวิทยานั้นมีขอบเขตที่ไม่แน่นอน ซึ่งอาจจะแคบเช่นการศึกษาธรรมชาติของแบคทีเรียชนิดหนึ่งชนิดใดภายในห้องปฏิบัติการ หรือมีขอบเขตที่กว้างเช่นการศึกษาธรรมชาติของมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในป่าไม้เขตร้อน (tropical forest) เป็นต้น นอกจากนั้น นิเวศวิทยาเองก็เป็นสาขาวิชาที่มีส่วนสัมพันธ์ หรือคาบเกี่ยวกับศาสตร์พื้นฐานอื่น ๆ หลายสาขาดังที่ได้กล่าวมาแล้ว เช่นเคมี สรีรวิทยา และพฤติกรรมศาสตร์ เป็นต้น ปัจจุบัน ขอบเขตทางกายภาพ (physical boundary) ของนิเวศวิทยาครอบคลุมทั้งท้องทะเล แม่น้ำ พื้นแผ่นดินไปจนถึงชั้นบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลก ซึ่งในแต่ละขอบเขตก็จะมีกลุ่มของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่ขนาดเล็ก เช่นแบคทีเรียและสาหร่าย จนถึงสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ เช่นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และป่าไม้ การศึกษาธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตในขอบเขตที่กำหนดแต่ละแห่งไม่ว่าจะเป็นในห้องปฏิบัติการก็ดี หรือป่าไม้ก็ดี ก็อาจที่จะเน้นถึงการศึกษาเพียงสิ่งมีชีวิตแต่ละหน่วย หรือประชากรของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน หรือกลุ่มประชากรของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในขอบเขตนั้น ๆ และในแง่ของการศึกษานั้น ก็อาจเน้นถึงการศึกษาในด้านสรีระ ด้านพฤติกรรม ด้านเคมี หรือรวมการศึกษาหลาย ๆ ด้านรวมกัน กล่าวโดยทั่วไปแล้ว นิเวศวิทยาเป็นแขนงวิชาที่มีหลายรูปแบบ หรือ polymorphic discipline (Robert McIntosh, 1980) ทั้งนี้การกำหนดแต่ละรูปแบบของการศึกษาขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการศึกษาซึ่งจะตัวกำหนดขอบเขต และองค์ประกอบของการศึกษา (เช่นการศึกษาหน่วยสิ่งมีชีวิต หรือประชากรและศึกษาในด้านเคมี หรือสรีระ เป็นต้น)

สาขาของนิเวศวิทยา

     การศึกษานิเวศวิทยาสามารถแตกแขนงออกเป็นสาขาย่อยสองสาขาได้แก่ Autecology และ Synecology ในสาขา Autecology นั้นเป็นการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตแต่ละหน่วย (individual organism) กับสภาพแวดล้อม ซึ่งโดยมากจะเน้นการศึกษาด้านพฤติกรรม หรือการปรับตัว (adaptation) ของสิงมีชีวิตนั้น ๆกับสภาพแวดล้อม ยกตัวอย่างเช่นการศึกษาอิทธิพลของช่วงแสงที่มีผลต่อการออกดอกของพืช เช่น ข้าวและการศึกษาการปรับตัวของสีผิวของสัตว์เช่น กบ หรือสัตว์เลื้อยคลานบางชนิดเมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนไป เป็นต้น Synecology เป็นสาขาของนิเวศวิทยาที่ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มของสิ่งมีชีวิตและสภาพแวดล้อม ซึ่งในสาขานี้สามารถแบ่งออกเป็นสาขาย่อยได้อีกคือ นิเวศวิทยาประชากร หรือ Population Ecology และนิเวศวิทยากลุ่มประชากร หรือ Community Ecology นิเวศวิทยาประชากร เป็นการศึกษาธรรมชาติของกลุ่มสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันที่อยู่รวมกัน ณ พื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง ขณะที่นิเวศวิทยากลุ่มประชากรเป็นการศึกษาธรรมชาติของกลุ่มสิ่งมีชีวิตหลาย ๆ ชนิดที่อยู่รวมกันในพื้นที่หนึ่ง ๆ ในระดับนิเวศวิทยากลุ่มประชากรนั้น เราสามารถที่จะจัด หรือแบ่งกลุ่มนิเวศวิทยาประชากรของแต่ละสภาพแวดล้อมได้เป็นระบบต่าง ๆ ตามสภาพแวดล้อม ยกตัวอย่างเช่น ระบบนิเวศทางทะเล (marine ecosystem) ระบบนิเวศของทุ่งหญ้า (pasture ecosystem) ระบบนิเวศของป่าไม้เมืองร้อน (tropical forest ecosystem) ระบบนิเวศทางการเกษตร (agroecosystem) และ ระบบนิเวศของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก (microecosystem) เช่น แบคทีเรีย พารามีเซียมเป็นต้น ระบบนิเวศวิทยาที่ใหญ่ที่สุดที่รวมสิ่งมีชีวิตทั้งหลายทั้งปวงไว้บนพื้นที่เดียวกันได้แก่ระบบนิเวศวิทยาของโลก ซึ่งเรียกว่า Biosphere
จากการเพิ่มขึ้นของประชากรมนุษย์อย่างรวดเร็วในนช่วงศตวรรษที่ผ่านมา ได้ส่งผลให้มีการทำลายสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติเพื่อรองรับความเป็นอยู่ของประชากรที่เพิ่มขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการตัดไม้ทำลายป่าการทำลายแหล่งน้ำตามธรรมชาติ การเพิ่มมลภาวะให้กับสภาพแวดล้อมเช่น อากาศ แม่น้ำลำคลอง หรือการล่าสัตว์โดยมิได้คำนึงถึงความอยู่รอดของสัตว์ชนิดนั้น ๆ (เช่นการล่าสัตว์ในฤดูผสมพันธุ์) การกระทำของมนุษย์ต่าง ๆ เหล่านี้ย่อมส่งผลกระทบต่อสภาพธรรมชาติ คือทำให้ธรรมชาติเสียสมดุลย์ เมื่อธรรมชาติเสียสมดุลย์ก็จะมีผลกระทบกลับ (feedback) ต่อความเป็นอยู่ของมนุษย์ในที่สุด เนื่องจากมนุษย์ได้เล็งเห็นถึงปัญหาการทำลายสภาพแวดล้อม และผลกระทบกลับที่จะเกิดขึ้น จึงได้มีการนำเอาทฤษฎีต่าง ๆ ทางนิเวศวิทยามาประยุกต์ใช้ โดยเฉพาะทางด้านการจัดการสิ่งแวดล้อม เพื่อเป็นการลดผลกระทบของการกระทำของมนุษย์ต่อสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติ ซึ่งทำให้เกิดสาขาของนิเวศวิทยาอีกสาขาหนึ่งคือ นิเวศวิทยาประยุกต์ (applied ecology) ยกตัวอย่างเช่น Landscape ecology ซึ่งเป็นการนำเอาหลักวิชานิเวศวิทยามาประยุกต์ใช้กับการจัดการทางด้านภูมิสถาปัตย หรือการวางแผนการจัดการกับพื้นที่หนึ่ง ๆ โดยเน้นถึงความอยู่รอดร่วมกันของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ที่อาศัยอยู่ ณ พื้นที่นั้น ๆ Restoration ecology ก็เป็นนิเวศวิทยาประยุกต์อีกสาขาหนึ่งซึ่งนำเอาผลของการทดลองและศึกษาทางด้านนิเวศวิทยามาช่วยในการฟื้นฟูสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่ถูกทำลายไป (Jordan et al., 1987) เป็นต้น
สาขานิเวศวิทยาแต่เดิมนั้นยังแบ่งออกตามชนิดสิ่งมีชีวิต คือพืช และสัตว์ ซึ่งทำให้เกิดสาขานิเวศวิทยาของพืช (plant ecology) และนิเวศวิทยาของสัตว์ (animal ecology) นิเวศวิทยาทั้งสองสาขานี้ในอดีตได้รับการพัฒนาและศึกษาแยกกัน ผู้ที่มีส่วนสนับสนุนการศึกษานิเวศวิทยาของพืช ได้แก่ A.E. Tansley ผู้ซึ่งสนใจศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างธรรมชาติของกลุ่มประชากรพืช (plant vegetation) ได้ก่อตั้ง British Ecological Society (สมาพันธ์นิเวศวิทยาแห่งสหราชอณาจักร) ในปี ค.ศ. 1914 และในขณะนั้นก็มีวารสารทางนิเวศวิทยาของพืชชื่อ The Journal of Ecology ที่ได้รับการสนับสนุนโดยสมาพันธ์ฯ นี้ สำหรับผู้ที่มีส่วนสนับสนุนการศึกษานิเวศวิทยาของสัตว์คือ Charles Elton ซึ่งได้เป็นผู้เริ่มจัดพิมพ์วารสารนิเวศวิทยาของสัตว์ ชื่อ TheJournal of Animal Ecology หลังจากที่ The Journal of Ecology ได้ถูกตีพิมพ์ออกมาเพียงไม่กี่ปี อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัตินั้นเราไม่สามารถที่จะแบ่งการศึกษานิเวศวิทยาออกเป็นสาขาทางพืช และสาขาทางสัตว์ได้อย่างเด็ดขาด ทั้งนี้เพราะในความเป็นจริง ทั้งพืช และสัตว์จะมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันอย่างแยกไม่ออก ดังที่จะเห็นได้ว่า สัตว์ต้องอาศัยพืชเป็นแหล่งพลังงาน ดังนั้น การกระจายของสัตว์ตามส่วนต่าง ๆ ของโลกก็จะขึ้นอยู่กับการกระจายของชนิดพืชที่เป็นอาหารของสัตว์นั้น ๆ ด้วย ด้วยเหตุนี้ การศึกษานิเวศวิทยาในปัจจุบัน (modern ecology) จึงมิได้เน้นเฉพาะกลุ่มประชากรของพืช หรือสัตว์ แต่จะเน้นถึงการศึกษาระบบนิเวศกลุ่มประชากร (ecosystem) ที่รวมสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ที่อยู่ในระบบกลุ่มประชากรที่ศึกษานั้น ๆ โดยเฉพาะการศึกษาทางด้านผลกระทบของการเข้าไปทำลาย หรือรบกวนระบบนิเวศกลุ่มประชากรนั้น ๆ รวมทั้งผลกระทบกลับที่จะเกิดขึ้นด้วย นอกจากนั้น การศึกษานิเวศวิทยาในปัจจุบันยังเน้นถึงการศึกษาการวิวัฒนาการ (evolution) ของสิ่งมีชีวิตทั้งหลายเพื่อที่จะเข้าใจถึงรูปแบบของธรรมชาติที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน