1
ระบบนเวศบก(Terrestrial ecosystem)
สราวธ คลอวฒมนตรคณะศลปศาสตรและวทยาศาสตร
มหาวทยาลยเกษตรศาสตร
Terrestrial ecosystem
• องคประกอบทางกายภาพของระบบนเวศภาคพ�นทวปตาง ๆ เปนสาเหตหลกของการเกดระบบนเวศชนดตาง ๆ– ส�งมชวตววฒนาการเพ�อการดารงชวตในแตละ
สถานท�แตกตางกนไป – ระบบนเวศตาง ๆ จงมส�งมชวตท�เปน
องคประกอบแตกตางกนไป
Terrestrial ecosystem
• ปจจยท�มอทธพลตอส�งมชวตตาง ๆ บนบก– ความช�น– อณหภม– แกส– ตวกลาง (medium)– ความตอเน�องของถ�นท�อย (Continuity)– ดน
Terrestrial ecosystem
• ความช�น
– น�าในอากาศหรอความช�นเปนปจจยท�มอทธพลตอการดารงชวตของส�งมชวตบนบก
– ส�งมชวตบางกลมววฒนาการใหดารงชวตในพ�นท�ท�หางจากแหลงน�าได
Terrestrial ecosystem
– การพฒนาส�งปองกนการสญเสยน�า/ความช�นจงเปนพ�นฐานสาคญของส�งมชวตบนบก
สตวบก
–การสรางผวหนงท�มช�นควตเคล
–การมอวยวะท�ดดซมน�ากลบ เชน ไต
2
Terrestrial ecosystem
พชบก
–สรางควตเคลปกคลมใบ
–ควบคมการเปด-ปดปากใบเพ�อควบคมปรมาณการคายน�า
Terrestrial and Aquatic ecosystem
• อณหภม
– ส�งมชวตบนบกตองปรบตวตอการเปล�ยนแปลงของอณหภมอากาศในแตละชวงวน/ฤดกาล
– พชและสตวบกมการพฒนาโครงสราง
ระบายความรอนสวนเกนในชวงกลางวน
กกเกบความรอนในชวงท�อณหภมต�า
Terrestrial and Aquatic ecosystem
• แกส
– ส�งมชวตบนบกมปญหาเร�องการหายใจ และการสงเคราะหแสงนอยกวาในน�า
ม O2 และ CO2 สง
อยในรปแบบท�นามาใชไดงายกวา
Terrestrial and Aquatic ecosystem
• Medium – บนบกเปนอากาศ – สมช โดยเฉพาะสตวบก
ตองการโครงสรางท�แขงแรงกวาตองแขงแรงเพยงพอท�จะปกปองอวยวะ
ภายในจากน�าหนกของตวเอง เพ�อการเคล�อนไหว
– ในน�า มน�าเปนตวกลางชวยพยงรางกาย
Terrestrial and Aquatic ecosystem
• Continuity
– บนบก มการแยกเปนเกาะแกง ทวป
– ในน�า (ทะเล) มความตอเน�องตดตอกนท�งโลก
• ดน
– ความหลากหลายของชนดดนบนบก ทาใหเกดความหลากหลายของพชและระบบนเวศ
3
ดน (Soil)
• สวนประกอบ
– องคประกอบท�ไมมชวต
สารอนนทรย สารอนทรย น�า และอากาศ
สดสวนองคประกอบมอทธพลตอชนดดน
– องคประกอบท�มชวต
พช สตว และจลนทรยตาง ๆ ในดน
ดน (Soil)
• หนาตดของดน (Soil profile)
– O horizon อยท�ผว รวนซย มการยอยสลาย
– A horizon เปนแรธาตตาง ๆ ผสมกบฮวมส
– E horizon เปนช�นท�มสจาง มการซมผานของน�า
– B horizon เปนสวนท�มการสะสมดนเหนยว
– C horizon เปนช�นท�เกดจากการผพงของช�นหน
ดน (Soil)
• ฮวมส (humus)
– วตถอนทรยท�ถกยอยสลาย
– มสน�าตาลเขม ไมมรปราง ไมสามารถสบยอนไดวามาจากพชหรอสตว
รปจาก USGS
O horizon
A horizon
C horizon
E horizon
B horizon
4
ปจจยท�มผลตอระบบนเวศภาคพ�นทวป
• ระบบนเวศภาคพ�นทวปในพ�นท�ตาง ๆ แตกตางกนท�งดานกายภาพและชวภาพ
• ความแตกตางดานชวภาพเปนผลจากปจจยทางดานกายภาพเปนตวกาหนดประเภทของส�งมชวตท�อาศยอยในระบบนเวศน�น ๆ เชนกน
ปจจยท�มผลตอระบบนเวศภาคพ�นทวป
• ปจจยท�มอทธพลตอการกาหนดชนดของระบบนเวศไดแก
– แสงอาทตย
– ภมอากาศ(Climate)
– ชนดของดน (ดหวขอ ดน)
ปจจยท�มผลตอระบบนเวศภาคพ�นทวป
• ภมอากาศ ในพ�นท�ตาง ๆ ของโลกแตกตางกนตามมมตกกระทบของแสงอาทตย และระยะเวลาท�ไดรบแสงในชวงวน
ภมอากาศ
• เกดจากอทธพลของ แสงอาทตย อณหภม การเคล�อนท�ของมวลอากาศ และ น�า รวมกนทาใหบรเวณตางๆ ของโลกมลกษณะภมอากาศท�แตกตางกน
• จากการโคจรของโลกรอบดวงอาทตยท�แกนโลกเอยง (23.4o) ทาใหเกดฤดกาล ความหลากหลายของภมอากาศ และ การหมนเวยนของกระแสลม
5
ภมอากาศ
• นอกจากมมตกกระทบท�ทาใหโลกไดรบพลงงานจากดวงอาทตยแตกตางกนแลว การโคจรของโลกรอบดวงอาทตยท�แกนโลกเอยง (23.5o) ทาใหเกดฤดกาล ความหลากหลายของภมอากาศ และ การหมนเวยนของกระแสลม
ภมอากาศ
• ชวเขตโฮลดรจ (Holdrige life zone)
– ใชอณหภม ความช�น และการระเหย การคายน�าของพช ระดบความสง และเสนละตจด จาแนกระบบนเวศเขตตาง ๆ
ภมอากาศ VS สภาพอากาศ(Climate) (Weather)
6
เขตชวภมศาสตร
• เปนการแบงเขตตาง ๆ ของโลก โดยยดจากพนธพช หรอ พนธสตว
• Good (1964) ใชพนธพชตาง ๆ แบงภาคพ�นทวปออกเปน 6 เขต
– Boreal, Paleotropical, Neotropical, South Africa, Australian, Antarctic
Boreal
Neotropical Australian
Antarctic
Paleotropical
เขตชวภมศาสตร
• Alfred Russell Wallace แบงเขตชวภมศาสตรโดยใชสตวบก (Zoogeography) โดยเฉพาะนก และสตวเล�ยงลกดวยนม
– Palearctic, Ethiopian (Africa), Oriental, Australian, Nearctic, Neotropical
PalearcticNearctic
EthiopianOriental
AustralianNeotropical
องคประกอบของระบบนเวศ
• Abiotic components
– สารอนนทรย (Inorganic material)
– สารอนทรย (Organic material)
– ปจจยกายภาพตาง ๆ (Physical conditions)
องคประกอบของระบบนเวศ
• Biotic components
– ผผลต (Primary producer)
– ผบรโภค (Consumer)
– ผยอยสลาย (Decomposer)
7
การทางานในระบบนเวศ
• Nutrient cycle• Energy flow
– Photosynthesis – Respiration – Decomposition
Formation of particulate detritusFormation of humusMineralization of humus
การจดจาแนกระบบนเวศภาคพ�นทวป
• มกจาแนกตามพนธพชท�เปนพนธไมเดนในพ�นท�น�น ๆ เชน หญา ไมพม หรอ ไมยนตน
• การปรากฏของพนธไมเดนน�น ๆ ไดอทธพลจากปจจยทางกายภาพตาง ๆ เชน ภมอากาศ ดน อณหภม และความช�น
ระบบนเวศภาคพ�นทวป(Terrestrial Ecosystem)
• ทนดรา (Tundra)• ไทกา (Taiga)• ทะเลทราย (Desert)• ทงหญาซาวนนา (Savannas) • ทงหญาเขตอบอน ( Temperate Grassland)• ปาเขตรอนช�น (Tropical forest) • ปาผลดใบเขตอบอน (Temperate deciduous
forests)
ทนดรา
• พบไดในเขตข�วโลกเหนอ (Arctic tundra) และบรเวณภเขาสง (Alpine tundra)
• ทนดราในเขตข�วโลกมพชอายส�นและมระบบรากต�น เน�องจากใตดนมช�นน�าแขงท�ไมละลายแมในชวงฤดรอน (Permafrost) บรเวณผวดนหนาไมก�เซนตเมตรเทาน�นท�น�าแขงจะละลายในชวงฤดรอน
ทนดรา
• มปรมาณน�าฝนต�ากวา 250 mm (สวนใหญเปนหมะ)
• อตราผลผลต (productivity) ของระบบต�า เน�องจากอณหภมต�า และมแสงอาทตยนอยโดยเฉพาะในชวงฤดหนาวอาจไมไดรบแสงอาทตยตลอดท�งวน
8
ทนดรา
• กจกรรมของจลชพถกจากดดวยช�นดนต�น และอณหภมต�า
• มช�นดนท�ต�นเปนปจจยท�จากดกจกรรมของจลนทรยในดน การหมนเวยนสารอาหารจงเกดไดชา
ทนดรา
• พนธไม: ไลเคนส, sedges
– พชท�พบในระบบนเวศน�มกมใบท�มขนเพ�อกกความรอน พชบางชนดมดอกท�หนตามดวงอาทตยเพ�อเกบความรอน
• พนธสตว:
– สวนใหญอพยพมาในหนารอน พวกท�อยถาวรจะมพ�นท�การหากนท�กวาง
ทนดรา
– สตวท�อาศยอยถาวรจะมพ�นท�การหากนกวาง สตวท�อาศยถาวร เชน จ�งจอกข�วโลกเหนอ และไกปาหมะ (Ptarmigan) จะมขนหนา และมการผลดขนท�มสแตกตางกนตามสภาพพ�นท�ในแตละฤดกาล
• การรบกวนส�งแวดลอมในเขตน�จะมผลทาใหระบบนเวศเปล�ยนแปลงสงมาก เพราะพนธไมมการฟ� นตวไดชา
ไทกา (Taiga) หรอ ปาเขตเหนอ (Boreal forest)
• Evergreen forest
• พบในเขตละตจดระหวาง 45 ถง70N หรอระดบความสงจากระดบน�าทะเลท�ต �ากวาระบบนเวศทนดรา
• พบไดในแคนาดา อลาสกา ไซบเรย และบางสวนของเขตสแกนดเนเวย
9
ไทกา (Taiga) หรอ ปาเขตเหนอ (Boreal forest)
• ชวงฤดหนาวยาวนาน และอณหภมต�าถง -25C
• ฤดรอนส�นเปนชวงท�อากาศอบอน พชจงสามารถสงเคราะหดวยแสงได
– ชวงท�อณหภมสงกวา10C อาจกนเวลาต�งแต 30 ถง 150 วนตอป
• อตราผลผลตสทธตลอดท�งปเฉล�ยเทากบ 7.5 ตนตอเฮกแตร
ไทกา (Taiga) หรอ ปาเขตเหนอ (Boreal forest)
• ปรมาณหยาดน�าฟาอยในชวง 380-500 มม/ป
– ในชวงฤดรอนสงกวาฤดอ�น ๆ
• อาจพบช�นน�าแขงใตดนในตอนเหนอของไทกา ท�อณหภมเฉล�ย -1 C และหมะหนาถง 40 ซม
– ช�นน�าแขงใตดนลก 1.5-3 เมตรใตผวดน
• อตราการยอยสลายในดนคอนขางต�าทาใหมการสะสมของพต (Peat)
ไทกา (Taiga) หรอ ปาเขตเหนอ (Boreal forest)
• ดนในระบบนเวศไทกามกเปนดน Podzol
– มการชะลางของแรธาตสง
– มความเปนกรด
– ทาใหดนมสจางเหมอนข� เถา
– ดนในระบบนเวศไทกาจงมแรธาตต �า
ไทกา (Taiga) หรอ ปาเขตเหนอ (Boreal forest)
• พนธพชในระบบนเวศไทกาเร�มมไมเน�อแขงปรากฏเน�องจากภมอากาศและดนเอ�ออานวยใหตนไมขนาดใหญเตบโตได
• พนธพชท�พบมากไดแก สน 4 สกลหลก ไดแก Picea (Spruce) Abies (Fir) Pinus (Pine) และ Larix (Larch)
ไทกา (Taiga) หรอ ปาเขตเหนอ (Boreal forest)
• พนธไมเดนจะมเพยงไมก�ชนดในแตละพ�นท� และข�นคอนขางหนาแนน
• พชช�นท�ต �าลงมาเปนไมพมขนาดเลกเชน เครนเบอร� (Cranberries) บลเบอรร� (Bilberries) มอส และ ไลเคนส
ไทกา (Taiga) หรอ ปาเขตเหนอ (Boreal forest)
• พนธสตวมความหลากหลายต�าเม�อเทยบกบระบบนเวศอ�น ๆ ในเขตอบอน
• พนธสตวท�เดนไดแก กวางมซ (Moose) และกระตาย (Hare) ซ� งกนใบพชเปนอาหารหลก เมลดสนในโคนสนอาจเปนอาหารสาหรบสตวตาง ๆ ได เชน สตวฟนแทะ (Rodents) นก และแมลงตาง ๆ
10
ไทกา (Taiga) หรอ ปาเขตเหนอ (Boreal forest)
• นกหลายชนดเปนสตวทองถ�นในระบบนเวศไทกา เชน ไกปา (Grouse) นกฮก นกหวขวาน นกกนแมลง (Tit) และ กา
• สตวเล�ยงลกดวยน�านมขนาดเลกท�กนพชเปนอาหาร เชน กระรอก ตน และ กระตาย เปนกลมท�เปนอาหารของสตวท�เปนผลาไดแก สนขจ�งจอกแดง เพยงพอน หมาปา หมสน�าตาล และนกฮก
ไทกา (Taiga) หรอ ปาเขตเหนอ (Boreal forest)
• แมลงหลายชนดเปนสาเหตของความเส�อมโทรมของระบบนเวศ เชน pine sawflies, spruce budworm และ bark beetle ท�ทาลายตนสนเม�อมประชากรหนาแนน หากมสนเพยงชนดเดยวจงมความเส�ยงตอการถกทาลายสง
ไทกา (Taiga) หรอ ปาเขตเหนอ (Boreal forest)
• สตวเล�ยงลกดวยน�านมขนาดเลกมกมการจาศล (Hibernate) ในชวงฤดหนาว
– ตน (Voles) เลมม�ง (Lemmings) และหน จะยงมกจกรรมตาง ๆ อยภายในอโมงคท�มนสรางข�น
ปาผลดใบเขตอบอน (Temperate deciduous forest)
• พบไดบรเวณฝ�งตะวนออกของทวปอเมรกาเหนอ เอเชยตะวนออก และยโรป
• อณหภมในเขตน� มความแตกตางระหวางฤดรอนและฤดหนาวสงมาก
• ปรมาณหยาดน�าฟามใกลเคยงกนตลอดท�งป
11
ปาผลดใบเขตอบอน
• ตนไมท�เปนพนธไมเดนเปนพชท�มการผลดใบในชวงฤดหนาว และผลใบใหมในชวงท�มอณหภมและความช�นท�เหมาะสม
• จดเปนปาท�อดมสมบรณในเขตอบอน
• มตนไมใหญหนาทบ
• พนธสตวท�อาศยอยถาวรมจานวนมาก บางสวนเปนสตวอพยพ
ปาผลดใบเขตอบอน
• สตวท�อาศยในถาวรมกมการสะสมไขมนจานวนมากและเขาสภาวะจาศลในฤดหนาว ซ� งมกมการขดโพรงเพ�อหลบจาศล
• แมลงหลายชนดมการพกตว (Diapause) ในชวงฤดหนาวซ� งไดรบสญญาณจากชวงแสงท�ส�นลง
• สตวท�พบมากมกเปนสตวฟนแทะ กวาง หม
ปาผลดใบเขตอบอน
• การจดเรยงตวของพนธพชในปาผลดใบเขตอบอนทาใหเกดการแบงช�นตามแนวด�ง
– แตละระดบจะมถ�นท�อยอาศยยอยท�แตกตางกนออกไป
• การแบงช�นของปาผลดใบเขตอบอนสามารถแบงไดเปน 4 ช�น
ปาผลดใบเขตอบอน
1) ช�นไมเรอนยอด (สง 10-35 เมตร)
2) ช�นไมพม (สงประมาณ 5 เมตร)
3) ช�นเหนอพ�นดน (พชตระกลหญาและผก)
4) ช�นปกคลมดน (มอส)
ทะเลทราย
• ทะเลทรายเปนระบบนเวศท�มภมอากาศแหง มแหลงน�านอยและกระจายอยในบางบรเวณ
• อยในบรเวณเสนรงท� 30o N และ oS
• ความแหงแลงพจารณาจาก สดสวนของปรมาณน�าฝน ตอ อตราการระเหยและการคายน�าของพช
– < 0.03 = พ�นท�น�นจดเปนพ�นท�แหงแลงจด (Hyperarid zone)
12
ทะเลทราย
– 0.03 - 0.20 = เขตพ�นท�แหงแลง (Arid zone)
• ทะเลทรายบนโลกสามารถแบงไดออกเปน 5 เขต ตามตาแหนงทางภมศาสตร และผลลพธของอณหภมกบสาเหตทางภมศาสตรของความแหงแลง
– 1 ทะเลทรายก�งเขตรอน (Subtropical deserts) เชน ทะเลทรายซาฮารา (8,600,000 ตร.กม.) ทะเลทรายอะราเบยน (2,330,000 ตร.กม.)
ทะเลทราย
– 2 ทะเลทรายเขตเงาฝน (Rain shadow deserts) พบบรเวณเขตเงาฝนตามเทอกเขาท�อยตาม เชน ทะเลทรายพาตาโกเนยนและมอนเต (673,000 ตร.กม.) ในอารเจนตนา
– 3 ทะเลทรายชายฝ�ง (Coastal deserts) พบตามชายฝ�งมหาสมทรท�เยนจด ซ� งดงความช�นออกจากอากาศ เชน ทะเลทรายนามบ (135,000 ตร.กม.) ในนามเบย
ทะเลทราย
– 4 ทะเลทรายภายในทวป (Continental interior deserts) พบในสวนท�หางไกลจากแหลงน�าตาง ๆ เชน ทะเลทรายโกบ (1,300,000 ตร.กม.)
– 5 ทะเลทรายข�วโลก (Polar deserts) พบไดท�งเขตข�วโลกเหนอและข�วโลกใตท�แหงและเยน เชน ทะเลทรายแอนตารกตก (1,400,000 ตร.กม.)
ทะเลทราย
• อตราผลผลตของระบบนเวศทะเลทรายต�ามาก (NPP 0.5-1.5 ตนตอเฮกแตรตอป) เน�องจาก
– การขาดแคลนน�า
– ความเครยดจากอณหภมท�สงมากในชวงกลางวน
– ความแปรปรวนของอณหภม
ทะเลทราย
• ส�งมชวตตาง ๆ ในทะเลทรายมการปรบตวเพ�อใหสามารถทนอยกบสภาพขาดน�าไดนาน
• วธการท�ส�งมชวตตางๆ ใชม 3 รปแบบ คอ
– 1) การหลบหลกความแหงแลง โดยพยายามหลกเล�ยงภาวะท�ทาใหสญเสยน�า เชน ซอนในเงาไม หรอซอกหน
ทะเลทราย
– 2) ความทนทานตอความแหงแลง เปนการปรบตวใหทนตอสภาพขาดน�าได
ผานการถกคดเลอกโดยธรรมชาตสาหรบส�งมชวตท�มสรระและเมแทบอลซมท�ทางานในสภาพน�านอยและใชน�าในรางกายไดอยางมประสทธภาพ โดยการลดการสญเสยน�า การปองกนการมความรอนเกน
13
ทะเลทราย
– 3) การปองกนความแหงแลง เปนการปรบตวท�หลกเล�ยงภาวะการขาดน�า เชน
กระบองเพชรท�มการสะสมน�าในลาตน
อฐท�มการเกบสะสมน�าในรางกายจานวนมาก
ทะเลทราย
• พนธพชเดนในระบบนเวศทะเลทรายเปนพชท�อวบน�า เชน พชในวงศ Cactaceae ไดแก กระบองเพชรตาง ๆ พชกลมท�พบบอยเปนพชอายส�น มขนาดเลก เชน พชในวงศ Asteraceae
ทะเลทราย
• สตวในทะเลทรายท�หลากหลายท�สดคอ มด และปลวก
• สตวขาขออ�น ๆ เชน ดวงปกแขง แมงมม และแมงปอง เปนสตวท�พบไดบอยในทะเลทรายเชนกน
• สตวเล�อยคลานเชน ก�งกา และง เปนสตวท�พบไดปกตในทะเลทราย
ทะเลทราย
• สตวอ�น ๆ เชน ปลา สามารถพบไดในแหลงน�าของโอเอซส เชน ปลา Cyprinodon sp. ในทะเลทรายของอเมรกาเหนอ รวมถง หนอนตวกลม ไร โปรโตซว และสตวขาขอขนาดเลก
• สตวปก และสตวเล�ยงลกดวยน�านมมความหลากหลายคอนขางนอยกวาสตวเล�อยคลาน
ทะเลทราย
• ความหลากหลายของสตวเล�อยคลานท�มมากกวาอาจอธบายจากผลของการเปนเอคโตเทอมท�ไดประโยชนจากอณหภมภายนอกท�กระตนเมแทบอลซมในรางกาย
14
ระบบนเวศทงหญาซาวนนา
• เปนระบบนเวศท�มการอยรวมกนระหวางไมยนตนและไมลมลก
• เปนทงหญาผนกวางปกคลมพ�นท�และมพชตระกลหญาเปนพนธไมเดนข�นหนาแนน เชน หญาคา หญาพง หญาแฝก ฯ โดยมตนไมใหญและไมพมท�อาจผลดใบหรอไมผลดใบกระจายกนหาง ๆ พบในเขตรอนท�มฤดกาล
ระบบนเวศทงหญาซาวนนา
• หญาท�เปนพนธไมเดนอาจมปะปนกนหลายชนด โดยมากจะสงมากกวา 1 เมตร
• ทงหญาซาวนนากนพ�นท�กวางประมาณรอยละ 20 ของแผนดนบนโลก
• อตราผลผลตปฐมภมสทธสงถงรอยละ 30 ของโลก (19.9 กกะตนคารบอนตอป) หรอเฉล�ยประมาณ 7.2 ตนคารบอนตอเฮกแตรตอป
ระบบนเวศทงหญาซาวนนา
• อตราผลผลตปฐมภมสทธของหญาสงกวาไมยนตนราว 2-3 เทา อตราผลผลตปฐมภมสทธบางสวนพชสะสมอยในรากสะสมอาหารหรอลาตนใตดน
ระบบนเวศทงหญาซาวนนา
• ทงหญาซาวนนาพบไดในทกทวปท�วโลก โดยเฉพาะในเขตรอนท�มอากาศแหง เชน แอฟรกา อเมรกาใต และออสเตรเลย
• ดนในทงหญาซาวนนามกเปนทราย หรอดนรวนปนทราย ความสามารถในการกกเกบน�าต�า ขาดธาตอาหารสงผลใหการสบพนธของพชเปนไปไดยาก
ระบบนเวศทงหญาซาวนนา
• ความหลากหลายทางชวภาพสง
– มท�งสวนท�เปนไมยนตน และทงหญา
• ขอบเขตของทงหญาซาวนนามการเปล�ยนแปลงตลอดเวลาข�นกบปจจยตาง ๆ เชน ปรมาณน�าฝน สารอาหาร การรบกวนระบบนเวศ (ไฟปา และ สตวกนพช) และภาวะภมอากาศท�ไมแนนอน
ระบบนเวศทงหญาซาวนนา
• ปรมาณน�าฝนอยในชวง 300-2,000 มม. ในฤดฝน และไมมฝนในหนาแลง (อาจนาน 2 – 9 เดอน)
• ในบางกรณฤดแลงอาจมฤดฝนแทรก
• ไฟปามกเกดในชวงหนาแลง
15
ระบบนเวศทงหญาซาวนนา
• พชพวกหญาท�มวงจรชวตส�นและแพรพนธไดเรวจงอยไดดกวา เน�องจากอตราการรอดของเมลดจากไฟปามสงกวาตนท�โตแลว
• หญาบางชนดมลาตนใตดนชนดไรโซม (Rhizome) เม�อฝนตกสามารระบดใบใหมอกคร� ง
• ไมยนตนมเปลอกหนาท�กนไฟปาได
ระบบนเวศทงหญาซาวนนา
• พชมกมการอยรวมกบราไมคอรไรซา เน�องจากดนมสารอาหารนอย และเคล�อนยายสารอาหารออกจากใบกอนท�ใบจะรวง
• พชหลายชนดท�งไมยนตนและหญาสรางแทนนนเพ�อปองกนตว
• หญาหลายชนดปองกนตวโดยสรางใบท�มลกษณะเปนฟนเล�อย
ระบบนเวศทงหญาซาวนนา
• พชในกลม C4 เชน หญา มขอไดเปรยบในสภาพแวดลอมท�รอนและแหง
– วถการสงเคราะหดวยแสงมประสทธภาพสงกวาไมยนตนท�เปนพช C3
• ไมยนตนมกมระบบรากลกเพ�อเขาถงแหลงน�าท�อยลกลงไป
ระบบนเวศทงหญาซาวนนา
• พนธพชและพนธสตวในทงหญาซาวนนาแตกตางกนตามภมภาคของโลก
• พนธไมเดนเปนพชตระกลหญา
• พนธสตวในทงหญาซาวนนาไดแก ควายปา ยราฟ มาลาย หมปา ต�กแตน สงโต ไฮยนา ฯลฯ
ปาดบช�น (Tropical rain forest)
• ปาดบช�นเปนปาท�ไมผลดใบ ชอบความชมช�น ไม
ยนตนลาตนสง มเถาวลยและพชองอาศยเปน
จานวนมาก ปาดบช�นเปนระบบนเวศท�จากดอย
ในบรเวณท�มอณหภมสงตลอดท�งป และม
ปรมาณน�าฝนสง
16
ปาดบช�น
• ขอบเขตของปาดบช�นจงถกจากดท�งเสนละตจดและระดบความสง
– ชวงละตจดท�พบปาดบช�นอยในชวงใกล 10เหนอ – 10ใต
• ปาดบช�นขนาดใหญพบไดในทวปอเมรกา (>3 ลานตรกม.) แอฟรกา และเอเชยตะวนออกเฉยงใต
ปาดบช�น
• ภมอากาศของปาดบช�นมชวงความแตกตางในแต
ละบรเวณคอนขางสง
• ปรมาณฝนรายปเฉล�ยอยในชวงต�งแต 1,700 -
10,000 มลลเมตร
• เดอนท�มปรมาณน�าฝนนอยกวา 100 มม ถอวา
เปนชวงแลง
ปาดบช�น
• ปาดบช�นบางแหงมชวงแลงนาน 1-4 เดอน
• ชวงแลงเปนส�งท�ทาใหเกดการเปล�ยนแปลงทาง
ชพลกษณ (Phenology) ของพชตาง ๆ ในปา เชน
กระตนการออกดอก ออกผล
ปาดบช�น
• บางพ�นท�อาจมชวงแลงคร� งหน�งในชวงหลายป ซ� งอาจเช�อมโยงกบปรากฏการณเอลนโญ (El Ninõ)
• เอลนโญอาจทาใหปาฝนบางพ�นท�เกดความแหงแลงอยางรนแรง ซ� งกระทบตอปาดบช�นอยางสง ตวอยางเชน ในปาฝนของมาเลเซย และอนโดนเซย
ปาดบช�น
• อณหภมรอบปเฉล�ย 24-28 C
• ความแตกตางระหวางฤดกาลไมชดเจน
• ไมมเดอนใดท�อณหภมเฉล�ยต�ากวา 18C
• อณหภมเฉล�ยรายวนอาจแตกตางไดต�งแต 6-10C อณหภม มความแตกตางกนจากเรอนยอด (อาจถง 40 C) ถงพ�นดน (25-27 C)
ปาดบช�น
• แสงอาทตยในปาดบช�นมนอยกวาในปาเขตรอนท�อากาศแหงกวา เน�องจากไอน�าในบรรยากาศเปนตวก�นและดดซบแสงกอนท�จะถงปา
• ในบรเวณพ�นปาของปาดบช�นแสงจงมกมจากด ความเขมแสงจะลดลงจากช�นเรอนยอดถงพ�นดนเปนลาดบเปนผลจากท�งความช�นในบรรยากาศและใบไมจากเรอนยอด
17
ปาดบช�น
• ความช�นสมพทธท�ยอดไมกลางคนจะนอยกวากลางวน (ตนไมลดการคายน�า 30-40%) ท�พ�นลางมสงถง 90-100%
• ดนมอตราการยอยสลาย การผพงอยกบท� และการชะลางสง
ปาดบช�น
• ส�งมชวตมความตองการสารอาหารสง สารอาหารตาง ๆ ในดนจงถกเกบอยในรปของชวมวลเปนสวนใหญ
• ดนในปาดบช�นสามารถรองรบความหลากหลายไดสงเน�องจากพชในระบบนเวศมการความสามารถในการหมนเวยนสารอาหารกลบมาใชใหมไดอยางมประสทธภาพ
ปาดบช�น
• พนธพชและพนธสตวมความหลากหลายสง ประมาณการวามพชในปาดบช�นของโลกสงถง 175,000 ชนด หรอราว 2 ใน 3 ของพชท�งโลก
• สตวและพชท�พบจานวนมากมการววฒนาการจนมลกษณะเฉพาะในแตละถ�น (Endemism) ตามถ�นท�อยอาศยท�หลากหลายแตกตางกนออกไป
ปาดบช�น
• ไมยนตนสวนใหญมลาตนท�สงชะลด ก�งกานนอยซ� งมกมเฉพาะบรเวณยอด และมพพอน (Buttress root) ท�พฒนามาจากรากเพ�อชวยในการค�ายน พชกลมอ�น ๆ ท�พบบอย เชน เถาวลย และพชองอาศย
ปาดบช�น
• การเรยงตวของไมยนตนในปาดบช�นทาใหเกดโครงสรางท�แตกตางกนตามแนวด�งเรยกวาการแบงช�นตามแนวด�ง (Vertical stratification) โดยแบงไดออกเปน 5 ช�น
18
ปาดบช�น
• ช�นเหนอเรอนยอด (Emergent layer) – อยสงท�สดของปา อาจสง 40 – 80 เมตร – เปนช�นท�ยอดไมไมตดตอกนเปนผน – เรอนยอดมกมลกษณะคลายรม – เปนช�นท�ไดรบแสงอาทตยมากท�สด – มกถกลมท�มความช�นต�าพด – ใบจงมกมลกษณะเลกเรยว
ปาดบช�น
• ช�นเรอนยอด (Canopy layer)
– เปนช�นท�ยอดไมมการเช�อมตอกนเปนผนตดตอกน
– ไดรบแสงอาทตยเตมท�
– แตความเขมแสงจะลดลงในช�นถดลงไปอยางมาก
ปาดบช�น
• ช�นใตเรอนยอด (Under storey)
– เปนช�นท�ต �าจากช�นเรอนยอดลงมา
– มการเช�อมตอกนเปนผน
– อากาศในช�นน� ไมคอยมการเคล�อนไหว ความช�นสมพทธจงสงเสมอ
– มไมยนตนท�รอการเตบโตอย
ปาดบช�น
– เม�อช�นเรอนยอดถกเปดจะทาใหมแสงอาทตยสองมากข�น
– ตนไมจะเตบโตอยางรวดเรวแทนท�ช�นเรอนยอดท�หายไป
– พนธไมในช�นน�หลายชนดสามารถทนตอรมเงา (Shade tolerance) ได และสามารถสงเคราะหดวยแสงไดเพยงพอในภาวะแสงนอย
ปาดบช�น
• ช�นไมพม (Shrub layer)
– เปนช�นท�สงจากพ�นดนราว 1.5-5 เมตร
– ความเขมแสง< 3% เทยบกบช�นเรอนยอด
– พชหลายชนดมใบท�ใหน�าไหลผานไดด เชน มลกษณะเปนรอง เพ�อเพ�มประสทธภาพการหายใจ กาจดน�าสวนเกน และลดการสญเสยสารอาหาร
ปาดบช�น
– มไมหนมและไมพมเปนองคประกอบของช�นน�
– พชมกเปนพวกไมในรมหรอก�งรม ซ� งไมสามารถทนแสงอาทตยจาได
19
ปาดบช�น
• ช�นพ�นปา (Forest floor)
– เปนช�นท�พบกลาไมของพชตาง ๆ ไมลมลก หญา ไมพมขนาดเลก และเฟรน
– มแสงอาทตยลดลงเหลอต�ากวารอยละ 1
– ความสงเหนอจากพ�นดนไมเกน 1.5 เมตร
ปาดบช�น
– ท�ระดบความสงไมเกน 15 เซนตเมตรอาจจาแนกเปนช�นมอส (Moss layer) เน�องจากมมอส และไลเคนสปกคลม
– เปนสวนท�มซากพชซากสตว และกระบวนการยอยสลายเกดข�น
ปาดบช�น
• การแบงช�นตามแนวด�งทาใหปจจยทางกายภาพตาง ๆ เชน แสงอาทตยและความช�นแตกตางกนในแตละสวนของปาเชนกน
– ปรมาณแสงจะคอย ๆ ลดลงจากเรอนยอดถงพ�นปา
– ความช�นจะสงกวาท�พ�นปาและลดลงในช�นท�สงข�นไป
ปาดบช�น
• พชท�ตองการปรมาณแสงอาทตยและความช�นแตกตางกนจะอาศยอยในบรเวณท�เกดเปนภมอากาศยอย (Microclimate) ตามไปดวย
20
ปาดบช�น
• รากของไมใหญมกมการพฒนาใหมความแขงแรงเปนพพอน (buttress root)
ปาดบช�น
• สตวและพชท�พบมความหลากหลายสงและววฒนาการจนมลกษณะเฉพาะในแตละถ�น
• เปนระบบท�มศกยภาพในการดกจบสารอาหารสง
– Amazonian Vanezuela ทดลองเตม Ca และ P ในดน ตรวจสอบการดงเขาสหวงโซอาหารไดถง 99.9%
ปาดบช�น
• Nutrient-holding capacity and stocks
– คารบอนในดนเปนตวตดสนความสามารถในการกกเกบสารอาหาร
– สามารถใชเปนดชนความอดมสมบรณได (index of general fertility)
ปาดบช�น
– พชและจลนทรยมการแกงแยงสารอาหารทาใหสารอาหารออกจากระบบนอยมาก
*ศกยภาพในการเกบกกสารอาหารสะทอนความขาดแคลนสารอาหารภายในระบบ
– สารอาหารสวนใหญพบบรเวณ Top soil และ วตถอนทรย (Organic matter)
ปาดบช�น
– สารอาหารบางตวเชน P K และ Ca ลดลงอยางรวดเรวตามความลกของช�นดน
(Poszwa et al., 2002)
21
ปาดบช�น
– โดยท�วไปในปาเขตรอนช�น รากฝอยสวนใหญ Mycorrhiza, soil microbes และ OM จะอยเพยง 10-20 cm จากผวดน เพ�อดกจบสารอาหารตาง ๆ ท�เขาสระบบ
– บรเวณท�ลกลงไปมกพบเพยงรากแกวเพ�อดดซมน�า และสารตาง ๆ ท�ละลายในน�า
ปาดบช�น
• การเคล�อนยายของสารอาหาร
– ปลวกและมด
– การขบถายของเสยของสตว (ม P และสารอ�น ๆ สง)
– ราตาง ๆ สามารถเคล�อนยายสารอาหารไดไกลหลายเมตร
ปาดบช�น
– Epiphytic bryophytes สามารถดกจบ N ในอากาศ และเปล�ยนเปนรปท�สามารถดดซมได
– การสงผานสารอาหารจากพชอาจเกดไดโดยการกนของสตวการหล�งสารของพชLeaching (the removal of soil materials in
solution)Littering
ปาดบช�น
– เราสามารถอธบายการนาเขาสารอาหาร (nutrient inputs) โดยใชลตเตอรคณภาพและปรมาณของลตเตอรจะลดลง
ดวยสารอาหารในดนท�ลดลงเน�องดวยกลยทธการอนรกษสารอาหารของพช
–ใบมอายท�ยาวข�น– เน�อเย�อตาง ๆ มการปองกนตวดข�น
ปาดบช�น
• การยอยสลาย (decomposition)
– Decomposition dynamic สะทอนถง intersection ของ stand carbon กบ nutrient cycles
– สามารถเกดโดย
Biological process: respiration, transformation
Physical process: fragmentation, weathering, leaching
ปาดบช�น
– เปนระบบท�มกมอตราการยอยสลายสง
– ผยอยสลายตองการ C:N ratio ประมาณ 8:1 (ปรมาณ C ท�มากไปจากเน�อเย�อพช โดยเฉพาะเน�อไมจะเปนตวจากดการยอยสลาย)
– ใน Carbon-rich substrate จลนทรยอาจตรงไนโตรเจนจากอากาศ และเคล�อนยายผานเหดรา
22
ปาดบช�น
– สารอาหาร (P availability) เปนตวจากดอตราการยอยสลาย
ในดนของปาดบในพ�นท�ต �าหลายแหงท�มอายมาก และอตราการยอยสลายเรว แตเม�อเพ�ม P ในระบบ ยงทาใหอตราการยอยสลายย�งเรวตามข�นไปดวย
ปาดบช�น
– Litter quality & decomposition
Low N – low decomposition rate
Tannin rich – low decomposition rate
– After decomposition
Leaching ถกนาไปใชโดยจลนทรยในดน
ปาดบช�น
รวมตวกบ OM หรอ clay
ถกนาไปใชโดยพช (ผานราก) หรอเหดราตาง ๆ
– ส�งมชวตในดน (Soil biota)
ทาหนาท�เปนท�งแหลงและท�สะสมของสารอาหาร
ปาดบช�น
ในดนท�มคารบอนสง สารอาหารจะสะสม
อยในจลนทรย
มวลชวภาพของจลนทรยจะลดลง (เชนชวง
หนาแลง) สารอาหารจะถกสงตอไปยงพช
มากข�น
ปาดบช�น
ปลวก – ทาใหมอากาศแทรกในดน และม
การยอยสลายเซลลโลสเรวข�น
ไสเดอน – เม�อมจานวนมากจะทาใหดนม
ฮวมสมากข�น และทาใหดนมอากาศมากข�น
ทาใหการยอยสลายเกดไดมากข�น
ปาดบช�น
• การสญเสยสารอาหาร
– ในรปของของแขง (อนภาค) สารละลาย และ
แกส
– P ถกทาใหอยในรปท�ดดซมไมได ท�งจาก
กระบวนการทางเคมและชวภาพ
23
ปาดบช�น
– K – สามารถละลายน�าไดด ทาใหสญเสยไปกบ
น�า (โดยเฉพาะเม�อปรมาณน�าฝนมาก)
– N – ในระบบประเภทน� ม Denitrification สง
กวา Nitrification
ดนสญเสย N ผาน Denitrification ถง 24-
53%
แผนท�ความหลากหลายทางชวภาพของโลก (สตวมกระดกสนหลง)