ปฏิบัติการภาคสนาม

ปฏิบัติการภาคสนาม วิชานิเวศวิทยา (ECOLOGY) การศึกษาโครงสร้างของสังคมพืชในป่าเบญจพรรณแปลงที่ 5 กับป่าเต็งรังแปลงที่ 3 และปัจจัยทางกายภาพ

ที่มาและความสำคัญ

ในการศึกษารายวิชานิเวศวิทยา ได้มีการมอบหมายให้นิสิตทุกคนได้ลงพื้นที่เพื่อศึกษาระบบนิเวศในสถานที่จริงโดยในการศึกษาภาคสนามในครั้งนี้ เป็นการศึกษาโครงสร้างทางสังคม (Community structure) ของป่าสองประเภทคือ ป่าเบญจพรรณและป่าเต็งรัง ในเรื่องดังต่อไปนี้

1. การแบ่งชั้น (Forest stratification)
2. ดัชนีทางสังคม (Community index) ได้แก่
   • รูปแบบการกระจายพันธุ์ของต้นไม้ในสังคมบริเวณที่ศึกษา (dispersion pattern)
   • ดัชนีความหลากหลายของสังคมพืช (Heterogeneity : H)
   • ชนิดพันธุ์เด่นในสังคม (dominant species)
   • ดัชนีความเด่น (index of dominance : C)
   • ดัชนีความเหมือน (similarity index)
   • ความสม่ำเสมอในการกระจายพันธุ์ (Evenness :E )
3. ปัจจัยทางกายภาพและสิ่งแวดล้อม

วัตถุประสงค์

1. เพื่อให้ได้ข้อมูลโครงสร้างทางสังคมของป่า และข้อมูลปัจจัยทางกายภาพของป่าแปลงถาวรในป่าเต็งรังและป่าเบญจพรรณ
2. เพื่อให้ประสบการณ์ในการทำงานร่วมกัน การเก็บข้อมูลภาคสนามและการนำเสนอผลงาน


วิธีการดำเนินงาน

1. วางแผน แบ่งงานและเตรียมอุปกรณ์
2. กำหนดแปลงถาวรขนาด 20x20 ตรม. และแบ่งแปลงย่อยเป็น 16 Quadrat
3. ติดใบข้อมูลตรง Tag ต้นไม้ จด Tag number วัดความสูง วัดเส้นรอบวง วัดค่า XY ในแต่ละ Quadrat
4. วัดความเข้มแสง อุณหภูมิ ความชื้นในอากาศแล้วบันทึกผล


ปัจจัยทางกายภาพและชนิดพันธุ์ที่พบ


อภิปรายผล

       จากการสุ่มเลือก 3 quadrat เพื่อศึกษาปัจจัยทางกายภาพ พบว่า อุณหภูมิอากาศของทั้ง 3 quadrat มีความใกล้เคียงกัน ซึ่งเมื่อนำมาหาค่าเฉลี่ยพบว่า มีอุณหภูมิอากาศเฉลี่ย 26.66 องศาเซลเซียส
       ความเข้มแสง จะเห็นว่าแต่ละ quadrat มีค่าต่างกัน เพราะเนื่องจากป่าเบญจพรรณแปลงที่ทำการศึกษาทางภูมิศาสตร์เป็นเนินเขา บริเวณนั้นเต็มไปด้วยหิน ทำให้พื้นที่นั้นมีความสูงต่ำต่างกัน ซึ่งแสงที่ส่องมาจึงมีความเข้มต่างกันในบริเวณทั้ง 3 quadrat เมื่อนำมาหาค่าเฉลี่ยจะมีค่า 348.8 LUX
       ความชื้นของอากาศ มีค่าใกล้เคียงกันทั้ง 3 quadrat ที่ทำการตรวจวัดมีค่าเฉลี่ย 83.33 % ในอุณหภูมิเฉลี่ย 26.66 องศาเซลเซียส


สรุป

       ปัจจัยทางกายภาพของป่าเบญจพรรณแปลงถาวรที่ 5 พบว่าอุณหภูมิ 26.66 องศาเซลเซียส อากาศค่อนข้างร้อนชื้นเนื่องจากก่อนทำปฏิบัติการนั้นมีฝนตก ซึ่งมีความชื้นของอากาศค่อนข้างสูง ปริมาณความเข้มแสงที่ส่องมายังพื้นที่พอเหมาะกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงวัดค่าได้ 348.8 LUX

พันธุ์ที่พบ

        พันธุ์ไม้จำนวน 19 ชนิด ไม้ยืนต้น 16 ชนิด ไม้พุ่ม 2 ชนิดและไม้เถา 1 ชนิด ได้แก่เถาวัลย์ แคป่า แคเขา แหน โกทา โมกมัน กรวยป่า กระเจียน ข่อย จิกเขา ตีนนก ทองใบเล็ก ประดู่ ปรู่ มะเม่า มะหวด ยมหิน สาทร หนามแท่ง

ความสูงเฉลี่ยของต้นไม้แต่ละชนิดในป่าเบญจพรรณแปลงถาวรที่ 5

ภาพจำลอง 3 มิติ ป่าเบญจพรรณถาวรแปลงที่ 5

การกระจายพันธุ์



อภิปรายผลการกระจายพันธุ์ไม้ของป่าเบญจพรรณแหลงที่ 5

       จากการคำนวณพบว่ารูปแบบการกระจายตัวส่วนใหญ่เป็นแบบ Uniform และ Random เนื่องจากป่าเบญจพรรณมีต้นไม้บางชนิดพันธุ์ที่การกระจายตัวค่อนข้างเป็นระเบียบซึ่งมีค่าการกระจายตัวน้อยกว่า 1 โดยมีปัจจัยจำกัด เช่น ขนาดของต้นไม้ การกระจายตัวของเมล็ด เกิดการแก่งแย่งแสงแดดในการสังเคราะห์แสง ส่งผลให้ต้นไม้ แต่ละต้นไม่อยู่ใกล้เคียงกัน
       ส่วนต้นไม้บางชนิดพันธุ์ที่การกระจายตัวแบบสุ่มซึ่งมีค่าการกระจายตัวเท่ากับ 1 โดยไม่มีปัจจัยจำกัด แต่มีปัจจัยที่ทำให้เกิดเป็นรูปแบบการกระจายตัวแบบสุ่ม เช่น ลักษณะของเมล็ดสามารถปลิวหรือแพร่กระจายไปตามลมหรือมีสิ่งมีชีวิตที่เป็นตัวนำพาเมล็ดไปตกตามที่ต่างๆซึ่งไม่มีรูปแบบหรือทิศทางที่แน่นอน
       ส่วนต้นไม้บางชนิดพันธุ์ที่กระจายตัวแบบกลุ่ม (Clumped) ซึ่งมีค่าการกระจายตัวมากกว่า 1 โดยสภาพแวดล้อมมีความแตกต่างของดินอุณหภูมิ ความชื้น ทำให้เกิดแหล่งที่อยู่อาศัยที่แตกต่าง เป็นสาเหตุให้สิ่งมีชีวิตมาอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม

ดัชนีความเด่น (Dominant index หรือ index of Domonance , C)

ความเด่นของชนิดพันธุ์โดยอิงจากพื้นที่หน้าตัด



       จากกราฟแสดงให้เห็นว่าป่าเบญจพรรณ แปลงที่ 5 มีต้นยมหินเป็นชนิดพันธุ์ที่มีพื้นที่หน้าตัดมากที่สุด มีค่าเท่ากับ 3157.72 ตารางเซนติเมตร ซึ่งนับว่าเป็นชนิดพันธุ์ที่มีความสำคัญต่อป่าเบญจพรรณด้วยลักษณะที่จัดเป็นไม้ยืนต้นขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ ผลัดใบเร็ว และสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพดินทุกชนิด รวมถึงผลของยมหินนั้นยังเป็นอาหารที่สำคัญของสัตว์ป่าได้อีกด้วย




       จากกราฟแสดงให้เห็นว่าป่าเต็งรัง แปลงที่ 3 มีต้นรังเป็นชนิดพันธุ์ที่มีพื้นที่หน้าตัดมากที่สุด มีค่าเท่ากับ 2381.59 ตารางเซนติเมตร ซึ่งนับว่าเป็นชนิดพันธุ์ที่มีความสำคัญต่อป่าเต็งรังด้วยลักษณะที่จัดเป็นไม้ยืนต้น มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้ดี และหลายสภาพ รวมถึงยังสามารถทนต่อสภาพดินที่เป็นกรดหรือมีกรวดปนก็สามารถที่จะเจริญเติบโตได้ดี

       เมื่อนำข้อมูลชนิดพันธุ์เด่นในสังคม (Dominant species) โดยวัดจากพื้นที่หน้าตัด(Basal area ) ที่ได้มาเปรียบเทียบกันระหว่างป่าเบญจพรรณกับป่าเต็งรังพบว่าชนิดพันธุ์ที่มีพื้นที่หน้าตัดมากที่สุดในป่าเบญจพรรณ คือ ต้นยมหิน พื้นที่หน้าตัดมีค่าเท่ากับ3157.72 ตารางเซนติเมตร และชนิดพันธุ์ที่มีพื้นที่หน้าตัดมากที่สุด คือ ต้นรัง มีพื้นที่หน้าตัดมากที่สุด มีค่าเท่ากับ 2381.59 ตารางเซนติเมตร ซึ่งแสดงให้เห็นว่าชนิดพันธุ์ที่มีความเด่นในป่าเต็งรังมีค่าพื้นที่หน้าตัดน้อยกว่า และเมื่อหาค่าเฉลี่ยของชนิดพันธุ์ทั้งหมดในแต่ละพื้นที่พบว่า ป่าเต็งรังมีค่าเฉลี่ยพื้นที่หน้าตัดมากกว่าป่าเบญจพรรณ โดยมีค่าเท่ากับ 477.49 ตารางเซนติเมตร และป่าเบญจพรรณมีค่าเฉลี่ยพื้นที่หน้าตัดเท่ากับ 242.23ตารางเซนติเมตร


ค่าความเด่นของชนิดพันธุ์โดยอิงจากจำนวนต้นของชนิดพันธุ์

       จากกราฟค่าความเด่นรายชนิดของต้นแคเขามีค่ามากที่สุด เท่ากับ 0.06 มีค่า c เข้าใกล้ 1 แสดงว่าแคเขาเป็นชนิดพันธุ์ที่มีค่าความเด่นสูงที่สุด และก็เป็นพืชที่มีความสำคัญต่อสังคมของป่าเบญจพรรณด้วยเนื่องจากมีจำนวนต้นมากที่สุด

ค่าความเด่นรวม

       ค่า C ของป่าเบญจพรรณ แปลงที่ 5 มีค่าเข้าใกล้ 1 คือเท่ากับ0.079 มีต้นแคเขาเป็นชนิดพันธุ์เด่น แสดงให้เห็นว่าป่าเบญจพรรณแปลงนี้มีความสม่ำเสมอในความชุกชุมของรายชนิดพันธุ์ต่ำ ซึ่งมีค่าเท่ากับ 0.0165 นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าสังคมมีความหลากหลายของชนิดพันธุ์ คือ มีค่าเท่ากับ 1.653 อยู่ในระดับกลางๆ มีความหลากหลายของชนิดพันธุ์ไม่สูงมากและไม่ต่ำเกินไป เนื่องมาจากป่าเบญจพรรณเป็นป่าที่มีความแห้งแล้งเป็นเวลานานจึงทำให้การเจริญเติบโตของพืชไม่ดีในทุกๆชนิดพันธุ์ การกระจายพันธุ์ของพืชแต่ละชนิดจึงมีสูง ส่งผลให้เกิดความหลากหลายของชนิดพันธุ์ภายในป่าเบญจพรรณแปลงนี้

ป่าเต็งรังแปลงที่ 3

       จากกราฟค่าความเด่นรายชนิดของป่าเต็งรัง คือต้นตีนนก ซึ่งมีจำนวนมากที่สุด 8 ต้น ซึ่งได้ค่า C เท่ากับ 0.0187 และชนิดพันธุ์อื่นดังกราฟ


ดัชนีความหลากหลายของสังคมพืช และค่าความสม่ำเสมอในความชุกชุม


อภิปรายผลการทดลอง

       การศึกษาป่าเต็งรัง แปลงที่ 3 มีชนิดพันธุ์พืชทั้งหมด 20 ชนิด จัดเป็นไม้ยืนต้นทั้งหมด โดยพบว่าชนิดพันธุ์ที่มีจำนวนมากที่สุดคือต้นตีนนกมีจำนวน8ต้น
       เมื่อนำชนิดพันธุ์ทั้งหมดมาวัดดัชนีความหลากหลายทางสังคมของพืชพบว่ามีค่าเท่ากับ 2.7260 จากนั้นปรับให้เป็น 0-1 Scale โดยใช้สมการ evenness measure พบว่ามีค่าความหลากหลายในการกระจายพันธุ์เท่ากับ 0.773 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความหลากหลายของสังคมพืชในแปลงถาวรนี้มีความหลากหลายของชนิดพันธุ์ค่อนข้างสูง เนื่องจากพื้นที่ป่ามีช่วงแห้งแล้งยาวนานเกินกว่า 3 เดือน มีไม้ยืนต้นกระจายอยู่ห่าง ๆ กัน แสงตกถึงพื้นได้มาก มีพืชตระกูลหญ้าอยู่หลายชนิด ฤดูแล้งมักเกิดไฟป่าขึ้นช่วยเผาเศษซากใบไม้แห้งที่สะสมบนพื้นป่า การเกิดไฟฟ้าก่อให้เกิดความเสียหายต่อพืชอาจจะทำให้พืชตายได้


       เมื่อนำค่าดัชนีความหลากหลายของสังคมพืช ( Species diversity index) มาเปรียบเทียบกันระหว่างป่าเบญจพรรณ กับป่าเต็งรัง โดยใช้ค่า J จากสมการ evenness measure พบว่าค่า J’ ที่คำนวณได้ของป่าเบญจพรรณ แปลงถาวรที่ 5 มีค่าเท่ากับ 0.0165 ซึ่งแสดงว่าค่าความหลากหลายของสังคมป่าเบญจพรรณแปลงนี้มีค่าความหลากหลายต่ำค่า J’ ที่คำนวณได้ของป่าเต็งรังแปลงถาวรที่ 3 มีค่าเท่ากับ 0.773 ซึ่งแสดงว่าค่าความหลากหลายของสังคมป่าเต็งรังแปลงนี่มีค่าความหลากหลายสูง จากการคำนวณค่าความสม่ำเสมอในความชุกชุม (E) พบว่า มีค่าเข้าใกล้ 0 คือ 0.0137 ซึ่งแสดงว่า มีค่าความสม่ำเสมอในการกระจายพันธุ์ต่ำ เนื่องจากมีพืชที่เป็นไม้เด่นเพียงชนิดเดียว ได้แก่ แคเขา ซึ่งพบทั้งสิ้น 34 ต้น จากจำนวนทั้งหมด 121 ต้นและที่เหลือเป็นพืชชนิดอื่น
       ค่า J’ ที่คำนวณได้ของป่าเต็งรัง แปลงถาวรที่ 3 มีค่าเท่ากับ 0.773 ซึ่งมีค่าแตกต่างกันอยู่เท่ากับ 0.759 จากการคำนวณค่าความสม่ำเสมอในความชุกชุม (E) พบว่า มีค่าเข้าใกล้ 1 คือ 0.9099 ซึ่งมีค่าต่างกันเท่ากับ 0.892 ซึ่งจะเห็นได้ว่าความแตกต่างระหว่างค่าที่ได้นั้นมีค่ามาก แสดงให้เห็นว่าดัชนีความหลากหลายของสังคมพืช ( Species diversity index) ทั้งป่าเบญจพรรณ กับป่าเต็งรัง โดยใช้ค่า J จากสมการ evenness measure มีความแตกต่างกันมากโดยป่าทั้งสองมีความหลากหลายของสังคมพืชสูงที่แตกต่างกันและค่าความสม่ำเสมอในความชุกชุมก็มีค่าสูงด้วยเช่นเดียวกัน

สรุปผลการทดลอง

       จากการคำนวณค่าความสม่ำเสมอในความชุกชุม (E) และและค่าความหลากหลาย (J’) พบว่า มีค่าเข้าใกล้ 1 คือ 0.8433 ซึ่งแสดงว่า มีค่าความสม่ำเสมอในการกระจายพันธุ์สูง และมีความหลากหลายของสังคมพืชสูง เนื่องจากมีพืชที่เป็นไม้เด่น ได้แก่ แคเขา ซึ่งพบทั้งสิ้น 21 ต้น จากจำนวนทั้งหมด 86 ต้น ลักษณะทางกายภาพของดินมีความชื้นในดินน้อย อุณหภูมิสูง ความชื้นในอากาศน้อย ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยสะสมมีค่าน้อยด้วย ชนิดพันธุ์พืชอยู่กระจายจึงทำให้แสงแดดส่องมาถึงพื้นดินได้ ในฤดูแล้งจึงเกิดไฟป่าบ่อยทำให้เกิดการกระจายพันธุ์ของพืชต่างๆ ได้อย่างเต็มที่

ดัชนีความเหมือน

อภิปรายผล

       ความเหมือนกันระหว่างป่าเบญจพรรณแปลงที่ 5 กับป่าเต็งรังแปลงที่ 3 มีดัชนีความเหมือน 11.36 % ซึ่งพบว่ามีชนิดพันธุ์ต้นไม้ที่เหมือนกันทั้งสองแปลง 5 ชนิด ได้แก่ กรวยป่า แคเขา ตีนนก ประดู่ ยมหิน ที่เป็นเช่นนี้เนื่องจากลักษณะโครงสร้างของดินที่แตกต่างกัน อาจรวมไปถึงปัจจัยทางกายภาพ คือความเข้มแสง อุณหภูมิ ความชื้น ที่แตกต่างกันทำให้ พืชพรรณของทั้งสองป่ามีความต่างกัน แต่ก็มีพืชบางชนิดที่ทั้งสองป่า คือ ป่าเบญจพรรณและป่าเต็งรังมีความเหมือนกันที่กล่าวข้างต้น
       ทั้งนี้อาจเป็นเพราะพื้นที่ที่ทำการศึกษาเป็นพื้นที่ใกล้เคียงกัน นั่นคือ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าพิษณุโลก อำเภอวังทอง จังหวัดพิษณุโลก ซึ่งพื้นที่ป่าเต็งรังที่ทำการศึกษาเป็นพื้นที่ที่อยู่เหนือป่าเบญจพรรณ ทำให้การกระจายพันธุ์ของพืชในป่าเต็งรัง มีความเหมือนกับป่าเบญจพรรณ อาจเนื่องมาจากการกระจายตัวของเมล็ดของป่าเต็งรัง ซึ่งเป็นพื้นที่ที่อยู่เหนือป่าเบญจพรรณมีตัวพาหรือปัจจัย เช่น ลม น้ำป่า นำพาให้เมล็ดพืชพรรณบางชนิดตกลงที่ป่าเบญจพรรณ ก่อให้เกิดความเหมือนของพันธุ์พืชของป่าทั้งสองได้

สรุป

       ป่าเบญจพรรณและป่าเต็งรังอยู่ในพื้นที่ใกล้เคียงกัน ส่งผลให้มีปัจจัยทางด้านกายภาพที่คล้ายคลึงกัน ทำให้พืชบางชนิดสามารถเจริญเติบโตได้ทั้งสองป่า รวมทั้งพืชบางชนิดมีความจำเพาะเจาะจงต่อพื้นที่ จึงทำให้เกิดความแตกต่างของชนิดพันธุ์ของป่าเบญจพรรณและป่าเต็งรัง

สรุปผลการศึกษาป่าเบญจพรรณแปลงถาวรที่ 5

       จากผลการศึกษาป่าเบญจพรรณแปลงถาวรที่ 5 มีต้นไม้ 19 ชนิดพันธุ์ จำนวน 121 ต้น พบว่ารูปแบบการกระจายพันธุ์ส่วนใหญ่เป็นแบบ Uniform และ Random มีต้นแคเขาเป็นชนิดพันธุ์เด่นในสังคม (Dominant species) การวัดจากพื้นที่หน้าตัด (Basal area ) ซึ่งมีพื้นที่หน้าตัดมากที่สุดคือ ต้นยมหิน มีความสำคัญต่อป่าเบญจพรรณและเป็นอาหารที่สำคัญของสัตว์ป่า และดัชนีความเด่นรายชนิดพันธุ์ คือ แคเขา (Dolichandrone spathacea schum.) ซึ่งพบจำนวนต้นมากที่สุด ป่าเบญจพรรณแปลงนี้มีความสม่ำเสมอในการกระจายพันธุ์ของรายชนิดพันธุ์สูงและสังคมนี้มีความหลากหลายของชนิดพันธุ์ต่ำ ป่าเบญจพรรณและป่าเต็งรังอยู่ในพื้นที่เดียวกันแต่ป่าเบญจพรรณอยู่////เหนือกว่าป่าเต็งรัง ส่งผลให้มีปัจจัยทางด้านกายภาพที่ใกล้เคียงกัน ทำให้พืชบางชนิดสามารถเจริญเติบโตได้ทั้งสองป่า รวมทั้งพืชบางชนิดมีความจำเพาะเจาะจงต่อพื้นที่ จึงทำให้เกิดความแตกต่างของชนิดพันธุ์ของป่าเบญจพรรณและป่าเต็งรัง ส่วนปัจจัยทางกายภาพ ป่าเบญจพรรณในช่วงที่ศึกษามีอากาศค่อนข้างร้อนชื้นเนื่องจากฝนตก มีความชื้นของอากาศค่อนข้างสูง ความเข้มแสงที่ส่องผ่านมีปริมาณน้อยกว่าป่าเต็งรัง