version.1 หน่วยที่...

หนวยท 2 ดชนความหลากหลายทางชวภาพVersion.1

www.twibl.org 2

แหลงเรยนรเสมอนจรงนเวศปะการง

Virtual Site: Coral Reef

หนวยท 2 ดชนความหลากหลายทางชวภาพ

คมอครเขยนโดย

รศ.ดร. กฤษณะเดช เจรญสธาสน

รศ.ดร. มลลกา เจรญสธาสน

นส. ศรลกษณ ชมเขยว

นายพรวชญ เควด

นส. พชญา ดารกษ

ศนยนเวศวทยาพยากรณและการจดการ มหาวทยาลยวลยลกษณ

นายนวพล กาบแกว

นางธนารตน จระอรณ

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย (สสวท.)

นางภาณน วรเนตวฒ

โรงเรยนปาพยอมพทยาคม

เนอหาทงหมดในหนงสอเลมนเปนลขสทธของ

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย (สสวท.) และ

ศนยนเวศวทยาพยากรณและการจดการ มหาวทยาลยวลยลกษณ

ออกแบบปกและรปเลม

รศ.ดร. กฤษณะเดช เจรญสธาสน และทมงาน

จานวน 27 หนา

www.twibl.org 3

ภาพรวม

หนวยท 2 ดชนความหลากหลายทางชวภาพOverview


เปาประสงค

กจกรรมนจะแนะนาใหนกเรยนรจกกบการ

วจยในแนวปะการง จะแนะนาใหรจ กกบ

กลมส งมชวตและความหลากหลายทาง

ช วภาพ พรอมท ง อ ธ บ ายกา ร ศ กษ า

เปรยบเทยบความหลากหลายของสงมชวต

ในแนวปะการงฝงอาวไทยและฝงอนดามน

นกเรยนจะไดพบกบความทาทายของการ

วดความหลากหลายน

ภาพรวม

1 . นกวทยาศาสตรจะโพสตข อมลและ

คาถามไวบนเวบไซต ทถกออกแบบมาเพอ

ชวยใหนกเรยนเขาใจและคดเกยวกบแนว

ปะการง

2. นกเรยนทาการวเคราะหและตความ

ขอมล เพอโพสตความคดของนกเรยนบน

เวบไซต

สงทนกเรยนจะไดรบ

นกเรยนสามารถตความกราฟจานวนสปชส

สะสม (species accumulation curve)

กราฟการลดทอน (rarefaction curve) เพอ

ทาการประมาณชกชมของชนด

แนวคดทางวทยาศาสตร

กระบวนการทางวทยาศาสตร

นกวทยาศาสตรทางานดวยเหตผลหลาย

ประการ เชน พวกเขาหวงวาจะคนพบ

ธรรมชาตรปแบบใหมบนโลก, อธบาย

ปรากฏการณทเกดขน หรอทดสอบความ

ถกตองของทฤษฎ

นกวทยาศาสตรเชอมนในเทคโนโลยทชวย

ในการเ กบและว เคราะหข อมล ความ

ถกตองแมนยาและคณภาพของการสารวจ

ขนอยกบเทคโนโลยทใช

ประวตศาสตรและธรรมชาตของวทยาศาสตร

ผหญงและผชายมความแตกตางกนในดาน

พนฐาน – รวมทงความสนใจ, ความฉลาด,

คณภาพ และอารมณท แตกตางกน –ผสมผสานกนเปนกจกรรมทางวทยาศาสตร

วศวกรรมศาสตร และสาขาวชา อ น ท

เกยวของ

การทางานทางวทยาศาสตรขนอยกบ

คณภาพพนฐานของมนษย เชน เหตผล,

ความเขาใจ, พลงงาน, ทกษะ และความคด

สรางสรรค – รวมถงอปนสยสวนตว เชน

ความซอสตย, ความใจกวาง, ความชาง

สงสย และการรบฟงความคดทแตกตาง

www.twibl.org 4

ภาพรวม



ความสามารถท จาเปนตอการสบเสาะทาง

วทยาศาสตร

การคดแบบตรรกะเพ อหาความสมพนธ

ระหวางหลกฐานและคาอธบาย

การกาหนดและแกไ ขคาอ ธบายทาง

วทยาศาสตรและการสรางแบบจาลองดวย

ตรรกะและหลกฐาน

การเขาใจวทยาศาสตรแบบสบเสาะ

คาถามตางกนแสดงถงการสบสวนทาง

วทยาศาสตรทตางกน การสบสวนบางอยาง

นาไปสการสงเกตการณและการอธบายสง

ตางๆ, บางอยางนาไปสการเกบตวอยาง,

บางอยางนาไปสการทดลอง, บางอยาง

นาไปสขอมลทมากขน, บางอยางนาไปส

ก ารคนพบปรากฏการณ ใหมๆ และ

บางอยางนาไปสการสรางแบบจาลอง

วทยาศาสตรสงมชวต

ระบบของสงมชวตตองรบพลงงานอยาง

ตอเนองเพอดารงกระบวนการทางเคมและ

กายภาพตางๆ

การกระจายต วและความสมบรณขอ ง

ประชากรในระบบนเวศถกจากดดวยปรมาณ

ส ส า ร แ ล ะ พ ล ง ง า น ท เ พ ย ง พ อ แ ล ะ

ความสามารถในการนาสงเหลานกลบมาใช

ใหม

วทยาศาสตรและเทคโนโลย

เทคโนโลยมความสาคญตอวทยาศาสตรใน

การสรางสรรคอปกรณและเทคนคททาใหการ

สงเกตปรากฏการณตางๆททาไดยากสามารถ

ทาไดงายขน

ระยะเวลา

3 คาบเรยน

ในคาบเรยนแรก นกเรยนจะไดทากจกรรมท

จาลองขนเพอชวยในการเรยนรการเกบขอมล

และสรางกราฟจานวนสปชสสะสม

ในคาบเรยนทสอง นกเรยนทาการเขาสระบบ

กจกรรมออนไลน ตอบคาถาม ซงตองใชเวลา

ในการใหนกเรยนทาการเชอมโยงความรเพอ

ตอบคาถาม

ระดบชน

ชนมธยมศกษาปท 1-6

www.twibl.org 5

ภาพรวม



วสดและอปกรณ

สาหรบนกเรยนแตละคน

สาเนาเอกสาร ความหลากหลายทาง

ชวภาพ

กระดาษกราฟ

สาหรบนกเรยนแตละกลม

สาเนาเอกสาร แบบจาลองของชนเรยน:

สรางกราฟจานวนสปชสสะสม

แผนภาพเลอกกลมสงมชวตกลมใดกลม

ห นง (1/3 ห รอ 1/6 ของแ ผนภาพ

ทงหมด)

สาหรบนกเรยนทงชนเรยน

ภาพกลมสงมชวต

การเตรยมตว

สาเนาเอกสารตางๆใหนกเรยน

สงทตองทากอน

ทากจกรรมกอนหนาทกกจกรรมใหเสรจ

พนฐาน

กลมสงมชวต (communities) คอสงมชวต

ทงหมดทอาศยอยรวมกนในบรเวณหนง (เชน

ปาเมฆ) กลมสงมชวตจะมความแตกตางกน

ขนอยกบปจจยตางๆ ประกอบดวยปจจยทาง

กายภาพ (abiotic) เชน อณหภมและปจจย

ทางชวภาพ (biotic) เชนการแขงขนกบสปชส

อ นๆ มหลายวธในการศกษาและทาความ

เขาใจกบกลมสงมชวต แตทงหมดนเรมตนท

การคนหาวา “มอะไรอาศยอยทนน?”

การ ศกษาก ลม ส ง ม ช ว ต ท แนวปะการ ง

นกวทยาศาสตรศกษากลมสงมชวตทปะการง

โดยการใชภาพถาย ภาพจะถกนามาวเคราะห

เพอจาแนกชนดของสงมชวตทพบในแนว

ปะการง

การจาแนกกลมสงมชวต คอการจาแนกตาม

ความหลากหลาย ซงหมายถง “จานวนสปชส

ทงหมดทอาศยอย ในบรเวณนน” สงมชวต

บางกลมมความหลากหลายมาก เพราะม

หลายสปชสอาศยอยรวมกน ในขณะทบาง

กลมมความหลากหลายนอยเพราะมเพยง

ไมกสปชส อยางไรกตามการนบจานวนสปชส

ไมไดแสดงถงภาพรวมของความหลากหลาย

ทางชวภาพ ตองทราบอตราสวนของแตละสป

ชสดวย ซงสามารถบงบอกไดดวยความชกชม

ของชนดและความชกชมสมพทธ

www.twibl.org 6

ภาพรวม



ความชกชมของชนด (species richness) คอจานวนสปชสทพบในกลมสงมชวต และความชกชมสมพทธ (relative abundance) คออตราสวนของประชากรแตละสปชสตอจานวนประชากรทงหมดในกลมสงมชวตนน สองสงนมความจาเปนตอการบงบอกและเปรยบเทยบความหลากหลายทางชวภาพ เมอมการศกษาความหลากหลายของสงมชวตกลมตางๆ

การวดความชกชมของชนด แมวาความชกชมของชนดจะเ ปนเ พยงการวดความหลากหลายธรรมดา แตในทางปฏบตกมความทาทายในการวด (Gotelli and Colwell, 2001) การประมาณความชกชมของชนดทแทจรงตองอาศยการระบทกสปชสในกลมสงมชวต ซงไมสามารถทาไดในทางปฏบต นกวทยาศาสตรจงทาการเกบตวอยางสงมชวตแลวนามาประมาณความหลากหลาย ตวอยางเหลานถอเปนตวแทนของกลมสงมชวต และสามารถใชประมาณความชกชมของชนดไดเปนอยางด นอกจากนปญหาเกยวกบขนาดของตวอยางทตางกนกเปนความทาทายอกประการหนง ซ งจะทาการเป รยบเ ทยบไดยากหากตวอยางเหลานนมขนาดตางกนมาก

เพอทาความเขาใจกบสงน นกวทยาศาสตร

จงสรางกราฟจานวนสปชสสะสม เพอนบ

จานวนสปชสท งหมดท พบจากการเกบ

ตวอยางแตละครง หรออกนยหนงกคอ เมอ

มการสมเกบตวอยางในแตละครง จานวนส

ปชสทพบใหมจะถกนามาสรางเปนกราฟ

จานวนสป ชสสะสม เ ม อ ถ ง จดห นง ท

จานวนสปชสเรมคงท (หรอกราฟเรมเขาส

เสถยรภาพ) กสามารถกลาวไดวาจานวน

สะสมครงหลงสดนนแทนจานวนสปชส

ทงหมดของสงมชวตกลมนน

มวธอนๆทใชในการวดความหลากหลาย

ซงนกชววทยานยมใชกน นนคอดชนเชง

ตวเลข (numerical index) เชน ดชน

แชนนอนไวเนอร (Shannon-Weaver

index) และ ดชนความเทากนของไฟเลา

(Peilou’s evenness index) เพอใชใน

ก า ร วด ค ว า มห ล า ก ห ล า ย อ ย า ง ม

ประสทธภาพ (ดชนเ ชงตวเลขนอย

นอกเหนอขอบเขตของกจกรรมน)

www.twibl.org 7

ภาพรวม



กราฟจานวนสปชสสะสมดานลางแสดง

ขอมลจ รงจากปาเมฆ ในการศกษา น

นกวทยาศาสตรทาการศกษา แกน x แทน

จานวนสงมชวต และแกน y แทนจานวนส

ปชสสะสม

www.twibl.org 8

หนวยท 2 ดชนความหลากหลายทางชวภาพIn the classroom


กระบวนการ

สวนท 1 อานตความขอมล และตอบคาถาม

วนท 1

1. แจกสาเนาเอกสาร เรยนร ขอมลจาก

นเวศปะการง: สารวจกลมสงมชวตและ

ความหลากหลายทางชวภาพ แกนกเรยน

เอกสารชดนประกอบดวยขอมล, ความร

พนฐาน และคาถามทชวยในการตความ

ขอมล

2. แนะนาและอธบายกจกรรม แบบจาลอง

ของชนเรยน: สรางกราฟจานวนสปชส

สะสม ซงจะชวยใหนกเรยนเขาใจความทา

ทายในการเกบตวอยาง และเรยนร การ

สรางกราฟจานวนสปชสสะสม นกเรยนจะ

ไดใชแผนภาพแนวปะการงเพอจาลองการ

สมเกบตวอยาง แบงนกเรยนในชนเรยน

ออกเปน 3 หรอ 6 กลม และแจกแผนภาพ

กลมละ 1/3 หรอ 1/6 ของแผนภาพ

ทงหมด แจกสาเนาเอกสาร แบบจาลองของ

ชนเรยน: สรางกราฟจานวนสปชสสะสม

เพอทาการสรางกราฟดวยตนเอง

ตวอยางคาตอบ

a) ในแตละกลมพบสปชสจานวนเทาไร?

คาตอบจะไมแนนอน แตจานวนสปชสทพบ

จะขนอยกบอายของกลมสงมชวต

b) จานวนสปชสมผลตอความชกชมของ

ชนดอยางไร?

คาตอบจะไมแนนอน ขนอยกบจานวนแผน

ภาพทถกสมเลอก ยงสมเลอกมากความชก

ชมของชนดจะยงเขาใกลความเปนจรง หรอ

บางสปชสทหายากอาจไมถกสมเลอกขนมา

สงผลใหความชกชมของชนดตากวาความ

เปนจรง

c) กราฟมการเขาสเสถยรภาพ (เรมคงท)

หรอไม? สงนหมายความวาอยางไร?

กราฟท เข าส เส ถยรภาพหมายถงการ

ประมาณความชกชมจากตวอยางเขาใกล

ความเปนจรง

d) ตวอยางมขนาดเทาไร (จานวนแผนภาพ

ทสมเลอกไดในแตละครง)? สงนมผลตอ

ความถกตองของความชกชมของชนด

อยางไร?

www.twibl.org 9



ขนาดของตวอยางทถกสมเลอกแตละครงจะแตกตางกนหากนกเรยนไมทราบหลกการในการสมเกบตวอยาง ขนาดของตวอยางทมากขนจะทาใหความชกชมของชนดมความถกตองมากยงขน

e) จะเกดอะไรขนหากมการสมเกบตวอยางเพมเตมอกครง? สงนทาใหความชกชมของชนดมความนาเชอถอมากขนหรอไม?

คาตอบจะไมแนนอน ขนอยกบจานวนตวอยางทแตละกลมทาการเกบมาแลว หากมการเกบตวอยางจานวนมากพอ ความชกชมของชนดจะเร มคงท หากเกบจานวนตวอยางนอยเกนไป ความชกชมของชนดจะยงคงเพมขน และยงไมมความนาเชอถอทเพยงพอ

4 . เ ม อ นก เ รยนทา กจกรรมเส รจ ใหนกเรยนทาเชนเดยวกนโดยใชขอมลจากนกวทยาศาสตรและตอบคาถามในเอกสารทแจกใหเปนการบาน

คาถามเหลานอยในเอกสารของกจกรรม มเพยงสวนหนงทจะถกโพสตใหนกเรยนบนเวบไซต อยาเผยแพรคาตอบเหลานแกนกเรยน

คาถามเก ยวกบความหลากหลาย ตอบคาถามเหลานโดยอาศยกราฟในเอกสารทแจกใหนกเรยน

คดเชอมโยงกบทองถน

นกเรยนคดวาการวดความหลากหลายใน

สภาพแวดลอมทอง ถ น มความสาคญ

หรอไม? อยางไร?

บรเวณทมความหลากหลายมากจะมความ

ยดหยนสงและเกดการเปลยนแปลงไดนอย

มนษยจะสามารถอยอาศยและใชประโยชน

จากสภาพแวดลอมนนไดมาก สงนสาคญ

ตอการรบรวาสภาพแวดลอมใดทควรคาแก

การปกปองมากทสด

การประเมนนกเรยน

ความเขาใจของนกเรยนประเมนไดจาก

การสรปความตางๆเพอตอบคาถามของ

นกเรยน

ความเขาใจของนกเรยนทเหนไดจากการ

วจารณในชนเรยน

การตความจากขอมลของนกเรยน

ความเปนไปไดทางวทยาศาสตรท อย

เบองหลงการสรปความของนกเรยน

www.twibl.org 10



ผเรยนสารวจ

ผเรยนสรางความคนเคยกบสงทเกยวกบ

ระบบนเวศปะการง สงเกตและสนใจสง

รอบตวทเกยวกบระบบนเวศปะการง เชน

พชและสตวทอาศยอยในแนวปะการง

ตงคาถาม

ยกตวอยางเพอกระตนใหผเรยนตงคาถาม

เกดความสงสยในเรองทสงเกต เชน

สามารถใชประโยชนอะไรไดบางจาก

ระบบนเวศปะการง

สบคนขอมล

ผเรยนสามารถสบคนขอมลจากสอตางๆ

เชนหนงสอ เวบไซต หรอหาความรด วย

ตวเอง ในเรองระบบนเวศปาเมฆทสงสย

หรอไมเขาใจ ดจากเวบไซต

Website สาหรบสบคนขอมล

http://www.twibl.org/virtualsites/

http://th.wikipedia.org/wiki/

http://www.facebook.com/pages/V

irtual-Koh-Racha-Yai

ผเรยนอธบาย

ดาเนนกจกรรมตามใบงานรวบรวม

ความร เพอรวบรวมความรทสบเสาะ

เ ก ยวกบระบบนเวศปะการง เข า

ดวยกน และพจารณาหาคาตอบท

ถกตอง และสรปใหเขาใจไดงาย

ผเรยนเชอมโยง

ดาเนนกจกรรมตามใบงานเชอมโยง

ความร นาความรทไดมาเชอมโยงกบ

วชาคณตศาสตร วชาชววทยา และ

วชาส งแวดลอม เพ อความร นาไป

ประยกตใช กบศาสตรเหลานนได

หรอใชศาสตรเหลานนชวยหาคาตอบ

ได

ผเรยนนาเสนองาน

ดาเนนกจกรรมตามใบงานนาเสนอ

ความร และคาตอบท ไดจากการ

สบเสาะ วเคราะห มาแลกเปลยน

ความรในหองเรยน โรงเรยน สงคม

โดยจดทาเปนเอกสาร สอตางๆ เชน

PowerPoint

www.twibl.org 11

หนวยท 2 ดชนความหลากหลายทางชวภาพSummary


www.twibl.org 12


กจกรรม

หนวยท 2 ดงนความหลากหลายทางชวภาพ

กจกรรมความหลากหลายทางชวภาพ

กจกรรมท 1 สบคนแหลงปะการงในภาคใตฝงอาวไทย และอนดามน

http://www.twibl.org/virtualsites/page/coral2.1.html

กจกรรมท 2 คานวณดชนความหลากหลาย


www.twibl.org 13


แผนการจดกจกรรมการเรยนรระบบนเวศปะการง


ตวชวด 1. สบคนเกยวกบพกดทางภมศาสตรของระบบนเวศปะการง

2. วเคราะห และอธบายความหลากหลายทางชวภาพในระบบนเวศปะการงได

วเคราะหจานวนความชกชมของสงมชวตในระบบนเวศปะการงได

สาระสาคญ • นกเรยนสามารถตความกราฟจานวนสปชสสะสม กราฟการลดทอนเพอทาการ

ประมาณความชกชมของชนด และคานวณดชนความหลากหลายทางชวภาพได

• สามารถสบคน แหลงเรยนรเกยวกบระบบนเวศปะการงได

วตถประสงค 1. เพอใหนกเรยนเกดทกษะในการสบคนแหลงขอมลของจดศกษานเวศปะการงใน

ภาคใต

2. เพอใหนกเรยนทราบขอมลและตระหนกถงความสาคญของความหลากหลายทาง

ชวภาพในแนวปะการง

ภาพรวม กจกรรมเรมตนดวยการสารวจแนวปะการงผานวดทศน และใหนกเรยนสบคนขอมลของ

จดศกษานเวศปะการงในภาคใต จากนนนกเรยนจะถกกระตนใหคดวเคราะหดวยคาถาม

สบเสาะ และเปรยบเทยบชนดและลกษณะของพชและสตวทพบในแนวปะการงฝงอาวไทย

และอนดามน

สงทนกเรยน

จะไดรบ

กจกรรมหนวยการเรยนรระบบนเวศปะการง ประกอบดวย 2 กจกรรมดงน



www.twibl.org 14 หนวยท 2 ดชนความหลากหลายทางชวภาพ

กจกรรมระบบนเวศปะการง



แนวคดทาง


การศกษาแนวปะการงโดยอาศยการสบเสาะหาความร การสารวจตรวจสอบ

การสบคนขอมลทางดานเทคโนโลยสารสนเทศ และการอภปรายเพอใหเกด

ความร ความคด ความเขาใจ สามารถสอสารสงทเรยนร และแลกเปลยน

ประสบการณในหองเรยน

เวลา 3 คาบเรยน ระดบชน มธยมศกษาตอนตนและตอนปลาย

วสดและอปกรณ 1. ใบงานท 1 สบคนหาจดศกษานเวศปะการงในภาคใต

แหลงเรยนร 1. http://www.facebook.com/pages/Virtual-Koh-Racha-

Yai/180266240679?ref=sgm

2. http://www.facebook.com/pages/Virtual-Koh-

Tan/145111968338?ref=ts

3. http://www.google.com

ขนตอนการทากจกรรม 1. ครแบงนกเรยนออกเปนกลม กลมละ 4-5 คน จากนนใหนกเรยนสมคร

เปนสมาชก Facebook ท www.facebook.com

2. ครชแจงใหนกเรยนสบคนหาแหลงแนวปะการงจากเวบไซต และแหลงเรยนร

ทกาหนดให

3. นกเรยนเขยนจดศกษาแนวปะการงทสบคนไดในใบงานท 1

4. นกเรยนแตละกลมสงตวแทนมานาเสนอหนาชนเรยน


กจกรรม



ใบงานท 1 สบคนหาจดศกษานเวศปะการงในภาคใต

ใหนกเรยนกาหนดจดศกษานเวศปะการงทสบคนได (อยางนอย 5 จดศกษา ) ลงในแผนท พรอมทงเตม

ขอมลในตาราง

ชอจดศกษา ละตจด (°N) ลองจจด (°E)

1.

2.


กจกรรม


กจกรรมระบบนเวศปะการง



แนวคดทาง


ระบบนเวศของแนวปะการงประกอบดวยองคประกอบทางกายภาพและชวภาพท

แตกตางกน ทาใหเกดความหลากหลายทางชวภาพ

ความหลากหลายทางชวภาพมความสาคญตอสงมชวต สงมชวตทกชนดม

ความสาคญตอระบบนเวศ ถาสงมชวตชนดใดชนดหนงถกทาลายหรอสญหายไป

กจะสงผลกระทบตอความหลากหลายของสงมชวตอนๆ ในระบบนเวศดวย

ความหลากหลายทางชวภาพของระบบนเวศหนงยงอาจเกอกลตอระบบนเวศ

อนๆ ไดดวย

เวลา 3 คาบเรยน

ระดบชน มธยมศกษาตอนตนและตอนปลาย

วสดและอปกรณ 1. บตรภาพพชและสตวทพบในแนวปะการง พรอมชอและลกษณะ

2. ใบความรท 1 การศกษาความหลากหลายของพชและสตว

3. ใบงานท 1 การศกษาความหลากหลายของพชและสตว

4. ใบงานท 2 การคานวณดชนความหลากหลายทางชวภาพ

ขนตอนการทากจกรรม 1. ครแจกบตรภาพพชและสตวทพบในแนวปะการง พรอมชอและลกษณะของพช

และใบงานท 1 แกนกเรยน

2. นกเรยนศกษาขอมลจากบตรภาพ

3. ครกระตนใหนกเรยนวเคราะห และตอบคาถามในใบงานท 1

4. ดาเนนกจกรรมเรอง การคานวณดชนความหลากหลายทางชวภาพตามใบ

งานท 2


กจกรรม


กจกรรมท 2 ทาความรจกพชและสตวทพบในแนวปะการง

ใบงานท 1การหาคาดชนความหลากหลายของพชและสตว

เหตการณทาทาย:

ชมชน (community) คอสงมชวตทงหมดทอาศยอยรวมกนในบรเวณหนง ซงจะมความแตกตางกน

ขนอยกบปจจยทางกายภาพ (abiotic) เชนอณหภมและปจจยทางชวภาพ (biotic) เชนการแขงขน

กบสปชสอนๆ มหลายวธในการศกษาและทาความเขาใจกบกลมสงมชวต แตทงหมดนเรมตนทการ

คนหาวา “มอะไรอาศยอยทนน?”

หนงในวธทใชในการจาแนกกลมสงมชวตคอการจาแนกตามความหลากหลาย ซงหมายถง “จานวนส

ปชสทงหมดทอาศยอยในบรเวณนน” สงมชวตบางกลมมความหลากหลายมาก เพราะมหลายสปชส

อาศยอยรวมกน ในขณะทบางกลมมความหลากหลายนอยเพราะมเพยงไมกสปชส อยางไรกตามการ

นบจานวนสปชสไมไดแสดงถงภาพรวมของความหลากหลายทางชวภาพ ตองทราบอตราสวนของแต

ละสปชสดวย ซงสามารถบงบอกไดดวยความชกชมของชนดและความชกชมสมพทธ

ความชกชมของชนด (species richness) คอจานวนสปชสทพบในกลมสงมชวต และความชกชม

สมพทธ (relative abundance) คออตราสวนของประชากรแตละสปชสในกลมสงมชวตนน จาก

ตวอยางดานขวา ความชกชมของชนดของแตละกลมคอ 10 เพราะทงหมดมจานวน 10 สปชส แตทง

สองกลมนมความหลากหลายเหมอนกนหรอไม?

ในกลม A สงมชวตสวนมากคอสปชส 1 (91 จาก 100 ของจานวนสงมชวตทงหมด ถาสปชส 1 คอป

นกเรยนกสามารถบอกไดวาสงมชวตสวนมากทพบในกลม A คอปจากขอมลขางตน) ในกลม B

จานวนสงมชวตของสปชส 1 จะตากวาเมอเทยบกบกลม A (10 จาก 100) แมวาสงมชวตทงสองกลม

จะมความชกชมของชนดเทากน แตกสามารถบอกไดวาสงมชวตกลม B มความหลากหลายมากกวา

เพราะความชกชมสมพทธของสงมชวตมการกระจายตวมากกวากลม A


กจกรรม

www.twibl.org 18


กจกรรม


ในทางปฏบต การพจารณาความชกชมของชนดรวมกบความชกชมสมพทธมความสาคญ เพราะจะทา

ใหการศกษาเปรยบเทยบความหลากหลายทางชวภาพมประสทธภาพและมความถกตองมากยงขน

นกนเวศวทยามกจะทาการวดคาความหลากหลายทแตกตางกนหลายประเภทเพอระบถงลกษณะของ

แตละกลมสงมชวต

การวดความชกชมของชนด แมวาความชกชมของชนดจะเปนเพยงการวดความหลากหลายธรรมดา

แตในทางปฏบตกมความทาทายในการวด การประมาณความชกชมของชนดทแทจรงตองอาศยการ

ระบทกสปชสในกลมสงมชวต ซงไมสามารถทาไดในทางปฏบต นกวทยาศาสตรจงทาการเกบตวอยาง

สงมชวตแลวนามาประมาณความหลากหลาย ตวอยางเหลานถอเปนตวแทนของกลมสงมชวต และ

สามารถใชประมาณความชกชมของชนดไดเปนอยางด คาถามคอ เราควรเกบตวอยางจานวนเทาไร?

โดยทวไปแลวจานวนสปชสทพบจะเพมขนตามจานวน (และขนาดของตวอยาง) นกเรยนจะทราบได

อยางไรวาเราเกบตวอยางมากเพยงพอทจะสามารถระบสปชสไดเกอบทกชนดในสงมชวตกลมนน

เพอทาความเขาใจกบสงน นกวทยาศาสตรจงสรางกราฟจานวนสปชสสะสม (species

accumulation curves) เพอนบจานวนสปชสทงหมดทพบจากการเกบตวอยางแตละครง หรออกนย

หนงกคอ เมอมการเกบตวอยางแตละครง จานวนสปชสทพบใหมจะถกนามาสรางเปนกราฟคลายกบ

กราฟความถสะสม เมอถงจดหนงทจานวนสปชสเรมคงท (หรอกราฟเรมเขาสเสถยรภาพ) กกลาวได

วาจานวนสะสมครงหลงสดนนแทนจานวนสปชสทงหมดของสงมชวตกลมนน

จากตวอยางดานขวา การเกบตวอยางครงแรกพบจานวน 7 สปชส, ครงทสองพบเพมเตมอก 3 สปชส

ครงทสามพบเพมอก 4 สปชส, เมอมการเกบตวอยางมากพอ เราจะพบวากราฟเรมคงทหรอเขาส

เสถยรภาพ เราสามารถกลาวไดวาเราเกบตวอยางสปชสเกอบทงหมดในสงมชวตกลมนนแลว และ

หากมการเกบตวอยางเพมเตมอกกจะไมพบสปชสใหมแตอยางใด ในตวอยางนความชกชมของชนด

สาหรบสงมชวตกลมนคอ 22 และจากรปแบบของกราฟสามารถบอกไดวาคาทไดนมความนาเชอถอ

www.twibl.org 19


กจกรรม


สปชส จานวนสงมชวต

กลม A กลม B

1 91 10

2 1 10

3 1 10

4 1 10

5 1 10

6 1 10

7 1 10

8 1 10

9 1 10

10 1 10

จานวนรวม 100 100

www.twibl.org 20


กจกรรม


คาถามเกยวกบความหลากหลาย

ตอบคาถามเหลานโดยใชกราฟดานขวา

1) มสปชสจานวนเทาไรในสงมชวต 1000 ตว ของแตละชมชนสงมชวต?

2) หากมการเกบตวอยางสงมชวตเพยง 250 ตวของแตละชมชนสงมชวต ความชกชมของชนดทไดจะมความนาเชอถอหรอไม

3) เรยงลาดบชมชนสงมชวตตามความหลากหลายทางชวภาพจากนอยไปหามาก

4) ปจจยใดททาใหสงมชวตแตละชมชนมความหลากหลายตางกน?

คาถามเกยวกบมวลชวภาพ

มวลชวภาพ (biomass) คอมวลทงหมดของสงมชวตทอาศยอยในบรเวณนน พจารณาภาพกลมสงมชวตทง 3 ชมชนจากคร แตละภาพมพนทประมาณ 9.66 ตารางเมตร

5) ชมชนสงมชวตใดมมวลชวภาพมากทสด?

6) ชมชนสงมชวตใดมมวลชวภาพนอยทสด?

7) เรยงลาดบชมชนสงมชวตตามมวลชวภาพจากนอยไปหามาก

8) ปจจยใดททาใหสงมชวตแตละชมชนมปรมาณมวลชวภาพตางกน?

รวมความหลากหลายและมวลชวภาพเขาดวยกน

9) เปรยบเทยบความแตกตางของความหลากหลายและมวลชวภาพระหวางชมชนของแนวปะการงฝงอาวไทยและอนดามน

10) สรางสมมตฐานทอธบายรปแบบของความหลากหลายและมวลชวภาพของชมชนสงมชวตเหลาน

11) นกเรยนจะทดสอบสมมตฐานนอยางไร?

คดเชอมโยงกบทองถน

12) นกเรยนคดวาการวดความหลากหลายในแนวปะการงมความสาคญหรอไม? อยางไร?

www.twibl.org 21


กจกรรม


แบบจาลองของชนเรยน: สรางกราฟจานวนสปชสสะสม

กอนทจะทาการตความขอมลจากทะเลลก กจกรรมนจะชวยใหนกเรยนทาความเขาใจกบวธการสรางกราฟจานวนสปชสสะสมโดยการจาลองการเกบตวอยาง ชนเรยนจะถกแบงออกเปน 3 หรอ 6 กลม และไดรบแจกแผนภาพตานาไหลซมใตอาวเมกซโก กลมละ 1/3 หรอ 1/6 ของแผนภาพทงหมด

1. เตรยมความพรอม ใหนกเรยนหนงคนเปน “ผสมเกบตวอยาง” และคนอนๆเปน “ผเรยงแผนภาพ” นกเรยนแตละคนตองเตรยมตวเพอสรางกราฟจานวนสปชสสะสม โดยวาดกราฟบนกระดาษกราฟ ใหแกน x แทนครงทของการสมเกบตวอยาง และใหแกน y แทนจานวนสปชสสะสม

2. สมเกบตวอยาง ใหผสมเกบตวอยางทาการสมเกบตวอยางจากกลมสงมชวต (สมหยบแผนภาพจานวนหนงจากแผนภาพทงหมด ทนกเรยนไดรบ) และสงแผนภาพเหลานนใหผเรยงแผนภาพ

3. เรยงแผนภาพ ผเรยงแผนภาพนาแผนภาพทไดจากการสมมาจดจาแนกสปชส ทาการจดบนทกสปชสทคนพบใหมและนบจานวนสปชสทพบทงหมด

4. วาดกราฟ นกเรยนแตละคนในกลมทาการวาดกราฟของตนเอง โดยระบตาแหนงใหแกน x แทนครงทของการสมเกบตวอยาง และใหแกน y แทนจานวนสปชสสะสม

5. ทาขอท 2-4 ซา (สมเกบตวอยาง, เรยงแผนภาพ และวาดกราฟ) อยางนอยอก 4 ครง หากมการคนพบสปชสใหม จานวนสปชสสะสมจะเพมขน เมอทาการสมเกบตวอยางและวาดกราฟแลวอยางนอย 5 ครง ใหนกเรยนลากเสนเชอมแตละจดบนกราฟ เสนกราฟนคอกราฟจานวนสปชสสะสมของนกเรยนเอง

คาถาม

a) ในแตละกลมพบสปชสจานวนเทาไร?

b) จานวนสปชสมผลตอความชกชมของชนดอยางไร?

c) กราฟมการเขาสเสถยรภาพ (เรมคงท) หรอไม? สงนหมายความวาอยางไร?

d) ตวอยางมขนาดเทาไร (จานวนแผนภาพทสมเลอกไดในแตละครง)? สงนมผลตอความถกตองของความชกชมของชนดอยางไร?

e) จะเกดอะไรขนหากมการสมเกบตวอยางเพมเตมอกครง? สงนทาใหความชกชมของชนดมความนาเชอถอมากขนหรอไม?

www.twibl.org 22


กจกรรม


ดชนความหลากหลายทางชวภาพ

กจกรรมท 2 ทาความรจกพชและสตวทพบในแนวปะการง

ใบงานท 2 การคานวณดชนความหลากหลายทางชวภาพ

ทมา:

นกวทยาศาสตรไดมการคดคนดชนเพอบงชความหลากหลายทางชวภาพ ไดแก ดชนความมากชนด

(Richness) ดชนความสมาเสมอ (Evenness) และดชนความหลากหลายทางชวภาพ เชน ดชนความ

มากชนดของรปแบบปะการง, ดชน Simpson และดชน Shannon-Wiener

การคานวณดชนความหลากหลายทางชวภาพพวกนมกทาใหนกเรยนสบสน เปนเรองทเขาใจยาก

สาหรบนกเรยน ดงนนจงไดมการจาลองสถานการณเพอใหนกเรยนเหนภาพชดเจนขนเกยวกบดชน

ความมากชนด ดชนความสมาเสมอ และดชนความหลากหลายทางชวภาพ

เหตการณทาทาย:

จาลองสถานการณการคานวณความชกชม ความสมาเสมอ และความหลากหลายทางโดยใชกลอง

จานวน 4 ใบหรอมากกวาน เพอใชแทนรปแบบปะการง คอกลองแตละใบ แทนปะการงแตละรปแบบ

เพอเปนตวอยางและงายสาหรบการคานวณ ในทนจงเลอกกลองมาจานวน 4 ใบ

ลกปงปองจานวน 20 ลก เพอใชแทนจานวนครงทพบพบปะการงแตละรปแบบ

ใบบนทกขอมล

ตวอยางการคานวณดชนความหลากหลายทางชวภาพ

www.twibl.org 23


กจกรรม


วธการปฏบต:

นากลองมา 4 ใบ โดยใหกลองแตละใบ แทนรปแบบปะการงแตละแบบ

ใสลกปงปองลงในกลอง 4 ใบ โดยเรมดวย

ครงท 1: ใสลกปงปองทงหมด 20 ลกลงในกลองใบท 1

ครงท 2: ใสลกปงปองในกลองท 1 จานวน 15 ลก, กลองท 2 จานวน 2 ลก, กลองท 3 จานวน 2 ลก และ

กลองท 4 จานวน 1 ลก

ครงท 3: ใสลกปงปองลงในกลองทง 4 ใบๆ ละ 5 ลก

จานวนลกปงปอง

ครงท กลอง 1 กลอง 2 กลอง 3 กลอง 4

1 20 0 0 0

2 15 2 2 1

3 5 5 5 5

www.twibl.org 24


กจกรรม


ความมากชนด (Richness)

จากขอมลนจะเหนไดวา ครงท 1 มความมากชนดนอยทสดคอมลกปงปองอยในกลองท 1 อยางเดยว สวนครงท 2 และ 3 มความมากชนดเทากน คอมลกปงปองอยในกลองทง 4 ใบ

ความเทาเทยมกน (Evenness)

ครงท 3 มความเทาเทยมกนของลกปงปองมากทสด เนองจากมจานวนลกปงปองเทาๆ กนในทกกลอง สวนครงท 2 แมจะมความมากชนดเทากบครงท 3 แตมจานวนลกปงปองในกลองท 1 มากกวากลองอนๆ มาก

ความหลากหลายทางชวภาพ

ดชนแชนนอน-ไวเนอร (Shannon-Weiner Biodiversity Index)

โดยทk = จานวนชนดของสงมชวต (taxa) ทพบ และ

pi = สดสวนของสงมชวตชนด i

ln = logarithm ฐาน 2

ดชนชนดเดนซมปสน (Simpson Dominance Index)

โดยทk = จานวนชนดของสงมชวต (taxa) ทพบ และ

pi = เปอรเซนตของสงมชวตชนด I

ดชนชนดเดนซมปสน เปนดชนทตรงขามกบดชนแชนนอน-ไวเนอร ดชนชนดเดนซมปสนบอกความเดนของกลมของสงมชวตแทนทจะบงถงระดบการกระจายตว



กจกรรม

www.twibl.org 26


กจกรรม


คาถามทาทาย:

ใหนกเรยนคานวณดชนความมากชนด ความสมาเสมอกน และความหลากหลายของลกปงปอง ในแตละครงทใสลกปงปองแตละแบบ

ใหเปรยบเทยบและอภปรายเกยวกบดชนตางๆ จากการใสลกปงปองลงในกลองทแตกตางกน และเรมทาการสงเกตจากขอมลจรงทไดจากการสารวจปะการง

ใหนกเรยนลองจาแนกและคานวณดชนความมากชนด ความสมาเสมอ และความหลากหลายของรปแบบการเจรญเตบโตของปะการง เปรยบเทยบระหวาง 2 จดศกษา เกาะไหงและเกาะเชอก จงหวดตรง (http://www.twibl.org/virtualsites/page/coral2.2.html)

วธการศกษา

1.นกเรยนชวยกนประมาณเปอรเซนตปะการงจากภาพถาย เลอกจดศกษาละ 10 ภาพ จาแนกรปแบบการเจรญเตบโตตามคมอ ภาพถาย 1 ภาพ คดเปน 100 เปอรเซนต และใหประมาณรปแบบการเจรญเตบโตของปะการงตามแบบตาง ๆ (เปอรเซนตรปแบบการเจรญเตบโตของปะการง ใหนกเรยนบนทกเฉพาะปะการงทยงมชวต) และสงทพบในรปอน ๆ แลวบนทกในตารางดงน

2.คานวณดชนความหลากหลายทางชภาพ ความมากชนด ความสมาเสมอ ทง 2 จดศกษา วเคราะหผลและเตรยมนาเสนอผลงาน

รหส

รป

โขด กง

สน/ยาว

ดอก

เหน

แผน

ตง

โตะ แทง

ตรง

เคลอ

บ

ปะกา

รง

ตาย

อน ๆ รวม

www.twibl.org 27


กจกรรม


สวนเสรม

คมอการจาแนกรปแบบการเจรญเตบโตของปะการง

version.1 หน่วยที่...

Documents