ศาสตราจารย์ ดร. อลิศรา เรืองแสง, คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยขอนแก่น

ความสำคัญ วัตถุประสงค์โครงการ

วงปีไม้ (Tree-ring width) เป็นข้อมูลที่ได้พิสูจน์แล้วว่าปัจจัยที่สำคัญที่ส่งผลต่อขนาดความกว้างของวงปีขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝนและอุณหภูมิ นอกจากนี้วงปีต้นไม้สามารถที่จะกำหนดอายุได้ตามปีปฏิทิน สามารถศึกษาสภาพภูมิอากาศได้ละเอียดในระดับรายเดือน ฤดูกาลและรายปี (Pumijumnong et al., 2020; Prechamart et al., 2018) แต่อย่างไรก็ตามการใช้ขนาดความกว้างวงปีไม้ในการสร้างเส้นสภาพภูมิอากาศย้อนกลับไปในอดีตก็ยังมีข้อจำกัดเนื่องจากข้อมูลความกว้างวงปีมีผลจากด้านสรีรของต้นไม้และอายุต้นไม้ (Physiological process, Juvenile age effect)  (Young et al., 2011) และต้องใช้ตัวอย่างจำนวนมาก ออกซิเจนไอโซโทปเสถียรจากวงปีไม้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความสัมพันธ์อย่างชัดเจนกับแหล่งที่มาของความชื้นและปัจจุบันการสกัดแอลฟาเซลลูโลสจากความกว้างวงปีและวิเคราะห์ไอโซโทปเสถียรมีขั้นตอนและกระบวนการที่ไม่ยุ่งยากเช่นในอดีตและเป็นที่นิยมและน่าเชื่อถืออย่างกว้างขวางในการศึกษาเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศ นอกจากนี้จำนวนตัวอย่างที่นำมาศึกษาออกซิเจนไอโซโทปเสถียรใช้จำนวนตัวอย่างไม้ไม่มากเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ความกว้างวงปี (Duff et al., 2019; Xu et al., 2015) นอกจากนี้มีงานวิจัยพอสมควรที่แสดงให้เห็นว่าไม้ต่างชนิดกันเมื่อสกัดแอลฟาเซลลูโลสและวิเคราะห์ค่าออกซิเจนไอโซโทปเสถียรสามารถนำผลการวิเคราะห์และสร้างเป็นเส้นดัชนีรวมกันได้ซึ่งความกว้างวงปีของไม้ต่างชนิดกันไม่สามารถนำมาสร้างเส้นดัชนีรวมกันได้หรือมีความเป็นไปได้ต่ำมาก (Baker et al. 2015)

1)   เพื่อสร้างเส้นดัชนีออกซิเจนไอโซโทปของวงปีไม้สักและไม้สน

2)   เพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างเส้นดัชนีออกซิเจนไอโซโทปของวงปีไม้กับสภาพภูมิอากาศและดัชนีสภาพภูมิอากาศต่าง ๆ

3)   เพื่อสร้างเส้นน้ำฝนย้อนกลับไปในอดีต

 การดำเนินการ

ในแต่ละพื้นที่ศึกษาเลือกตัวอย่างไม้ที่มีวงปีชัดเจนไม่แคบมากเกินไปและอายุมาก (มากกว่า 100 ปี) จำนวน 5 ตัวอย่าง ตัวอย่างไม้ในแต่ละพื้นที่สามารถ cross date กันได้ และกำหนดอายุวงปีนอกสุดคือปีที่เก็บตัวอย่าง นำตัวอย่างเข้าสู่กระบวนการสกัดแอลฟาเซลลูโลส และ วิเคราะห์ออกซิเจนไอโซโทปเสถียร นำค่าออกซิเจนไอโซโทปเสถียรมาหาความสัมพันธ์กับข้อมูลสภาพอากาศ และสร้างเส้นสภาพภูมิอากาศย้อนกลับไปในอดีต

ผลการดำเนินงาน

งานวิจัยนี้ศึกษาการตอบสนองทางภูมิอากาศขององค์ประกอบไอโซโทปออกซิเจน (δ¹⁸O) ในวงปีของไม้สนสองใบ (Pinus latteri) จากสี่ภูมิภาคในประเทศไทย ได้แก่ จังหวัดน่าน อุทยานแห่งชาติภูกระดึง จังหวัดเลย อุทยานแห่งชาติทุ่งแสลงหลวง จังหวัดเพชรบูรณ์ และวนอุทยานหนองคู จังหวัดอุบลราชธานี เพื่อประเมินศักยภาพของไอโซโทปสนเขตร้อนในการสร้างแบบจำลองความแปรปรวนของอุทกภูมิอากาศในประเทศไทย ลำดับเวลาของ δ¹⁸O แสดงความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับตัวแปรทางภูมิอากาศหลายตัว แสดงให้เห็นถึงความไวต่อพลวัตของมรสุม สภาวะภัยแล้ง ความชื้นในบรรยากาศ และความแปรปรวนของอุณหภูมิในระดับภูมิภาค ในจังหวัดน่าน δ¹⁸O แสดงความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมากกับดัชนีความรุนแรงของภัยแล้ง (scPDSI) ตลอดทั้งปี และสามารถสร้างแบบจำลอง scPDSI ได้สำเร็จในช่วงเดือนกันยายนและตุลาคม ซึ่งบ่งชี้ถึงความไวอย่างมากต่อความรุนแรงของภัยแล้งในระดับภูมิภาคและสมดุลความชื้นสะสม ที่ภูกระดึง ค่า δ¹⁸O มีความสัมพันธ์เชิงลบกับปริมาณน้ำฝน รวมถึงปริมาณน้ำฝนในเดือนสิงหาคม ปริมาณน้ำฝนในเดือนพฤษภาคม-ตุลาคม ปริมาณน้ำฝนรายปี และดัชนี SPEI_3 ในช่วงเดือนมิถุนายน-พฤศจิกายน ในขณะที่ความสัมพันธ์เชิงบวกกับอุณหภูมิผิวน้ำทะเล (SST) ในช่วงเดือนตุลาคม-ธันวาคม บ่งชี้ถึงอิทธิพลของการหมุนเวียนของอากาศในระดับมหาสมุทรและบรรยากาศต่อความแปรปรวนของมรสุม ส่วนที่ทุ่งแสลงหลวง ค่า δ¹⁸O แสดงความสัมพันธ์เชิงลบกับความชื้นสัมพัทธ์และความชื้นในดิน แต่มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับอุณหภูมิสูงสุดในช่วงก่อนฤดูมรสุม สะท้อนให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นอย่างมากของการระเหยภายใต้สภาวะความเครียดจากภัยแล้ง ที่อุบลราชธานี ค่า δ¹⁸O มีความสัมพันธ์เชิงลบกับปริมาณน้ำฝนในเดือนตุลาคม และมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับอุณหภูมิสูงสุดและอุณหภูมิเฉลี่ยในเดือนธันวาคม รวมถึงความดันไอในเดือนมีนาคม ซึ่งบ่งชี้ถึงอิทธิพลร่วมกันของอุณหภูมิและความชื้นในบรรยากาศต่อความแปรปรวนของไอโซโทป การวิเคราะห์เปรียบเทียบพบว่าความชื้นและการเพิ่มขึ้นของไอโซโทปจากการระเหยเป็นปัจจัยหลักที่ควบคุมความแปรปรวนของ δ¹⁸O ในทุกพื้นที่ศึกษา อย่างไรก็ตาม ปัจจัยทางภูมิอากาศที่สำคัญแตกต่างกันไปในแต่ละภูมิภาค จังหวัดน่านสะท้อนถึงความรุนแรงของภัยแล้งโดยรวมเป็นหลัก ภูกระดึงสะท้อนถึงปริมาณน้ำฝนจากมรสุมและการหมุนเวียนความชื้นในระดับภูมิภาค ทุ่งแสลงหลวงตอบสนองอย่างมากต่อความชื้นในบรรยากาศและความเครียดจากความชื้นในดิน และอุบลราชธานีมีความไวต่ออุณหภูมิและความต้องการการระเหยมาก ผลการศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างอย่างมากในเชิงพื้นที่ของสัญญาณทางอุทกภูมิอากาศที่บันทึกโดยไม้สนสองใบ (Pinus latteri) และเน้นย้ำถึงศักยภาพที่สำคัญของไอโซโทปออกซิเจนในวงปีของไม้สนสองใบสำหรับการสร้างภาพความแปรปรวนของมรสุมในอดีต พลวัตของภัยแล้ง และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเขตร้อนในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ภาคพื้นทวีป 

การนำไปใช้ประโยชน์

ด้านนโยบาย กรมอุทยานแห่งชาติสัตว์ป่าและพันธุ์พืช และ กรมป่าไม้ กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ และองค์การบริหารส่วนท้องถิ่น ปรับเข้าสู่เป้าหมายการเพิ่มพื้นที่อนุรักษ์ (SDG goal ที่ 15.1) และสนับสนุนผู้กำหนดนโยบายและหน่วยงานท้องถิ่นในการพัฒนาแผนการปรับตัวต่อสภาพภูมิอากาศและการเตรียมพร้อมรับมือภัยพิบัติโดยอิงหลักฐาน 

ด้านสังคม สถาบันการศึกษา กรมอุทยานแห่งชาติสัตว์ป่าและพันธุ์พืช และ กรมป่าไม้ กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ และองค์การบริหารส่วนท้องถิ่น เพิ่มความตระหนักและความเข้าใจของชุมชนเกี่ยวกับความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศและความเสี่ยงจากภัยแล้งในประเทศไทย และเสริมสร้างความร่วมมือระหว่างนักวิจัย มหาวิทยาลัย หน่วยงานอนุรักษ์ และชุมชนท้องถิ่น 

ด้านเศรษฐกิจ กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ และองค์การบริหารส่วนท้องถิ่น ลดความสูญเสียทางเศรษฐกิจที่อาจเกิดขึ้นจากภัยแล้ง ความล้มเหลวของพืชผล และภัยพิบัติที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศ โดยการปรับปรุงการพยากรณ์และการเตรียมพร้อมรับมือกับสภาพภูมิอากาศ 

ด้านวิชาการ นักวิชาการด้านป่าไม้ ระบบนิเวศ สามารถยื่นความจำนงขอข้อมูลจากโครงการวิจัยนี้ สนับสนุนงานวิจัยเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและปรับปรุงการคาดการณ์ความเครียดทางสิ่งแวดล้อมในอนาคตของระบบนิเวศป่าเขตร้อน

• ใช้เทคนิควิเคราะห์ไอโซโทปออกซิเจนเสถียร (δ18O) ในวงปีไม้ ซึ่งให้ข้อมูลด้านความชื้นและแหล่งกำเนิดน้ำฝนได้แม่นยำกว่าการใช้ความกว้างวงปีไม้เพียงอย่างเดียว
• สามารถศึกษาสภาพภูมิอากาศย้อนหลังได้ในพื้นที่ที่ไม่มีข้อมูลอุตุนิยมวิทยาระยะยาว
• วิเคราะห์ตัวอย่างไม้สนจาก 4 ภูมิภาคของประเทศไทย ทำให้เห็นความแตกต่างเชิงพื้นที่ของผลกระทบจากมรสุมและภัยแล้ง
• เป็นฐานข้อมูลสำคัญสำหรับการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศเขตร้อนในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

ระดับชุมชน

• ช่วยให้ชุมชนและองค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นเข้าใจแนวโน้มความเสี่ยงจากภัยแล้งและความแปรปรวนของฝน
• เพิ่มความพร้อมในการวางแผนด้านเกษตรกรรมและการจัดการน้ำในพื้นที่ 

ระดับประเทศ

• สนับสนุนหน่วยงานภาครัฐในการจัดทำแผนปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
• เพิ่มประสิทธิภาพการประเมินความเสี่ยงภัยแล้งและการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำ
• สนับสนุนการกำหนดนโยบายด้านการอนุรักษ์ป่าไม้และระบบนิเวศ 

ระดับโลก

• สร้างองค์ความรู้ใหม่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเขตร้อน

สนับสนุนฐานข้อมูลวิทยาศาสตร์ด้านภูมิอากาศและการวิจัยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

SDG 13

https://murex.mahidol.ac.th/en/publications/the-influence-of-mixture-proportions-of-polypropylene-polyvinyl-c/

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389425007204

กรมอุทยานแห่งชาติ สัตว์ป่า และพันธุ์พืช

กรมป่าไม้