แผนการศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพและนิเวศวิทยาของไลเคนเพื่อการใช้ประโยชน์อย่างยั่งยืน และการอนุรักษ์ภายใต้การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ

บทคัดย่อ

ความหลากหลายทางชีวภาพของไลเคนในป่าชายเลนพื้นที่อ่าวไทยฝั่งตะวันตก ของประเทศไทย จากการเก็บตัวอย่าง เดือนมีนาคม 2562 ในเขตเขตอำเภอบางสะพาน บางสะพานน้อย ปราณบุรี จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ และอำเภอเมือง ชะอำ บ้านแหลม จังหวัดเพชรบุรี นำมาจำแนกตามหลักอนุกรมวิธานของ ไลเคน โดยใช้ลักษณะทางสัณฐานวิทยา กายวิภาควิทยา และสารไลเคน จากจำนวน 1,243 ตัวอย่าง สามารถระบุชนิดได้ 62 ชนิด 35 สกุล 14 วงศ์ คาดว่าจะเป็นไลเคนชนิดใหม่ที่พบทางวิทยาศาสตร์ ประกอบด้วย Phyllopsora sp. 1 Strigula sp. 1 Strigula sp. 2 และ Strigula sp. 3 โดยไลเคน Lecanora helva, Arthonia catenatula, Bactrospora myriadea, Dirinaria picta, Arthonia simplicascens และ Graphis sundarbanensis พบแพร่กระจายได้ดีที่สุด โดยพบได้ในหลายพื้นที่เก็บตัวอย่าง โดยโกงกางใบเล็ก (Rhizophora apiculata Blume) เป็นพืชที่มีไลเคนอิงอาศัยมากที่สุด ร้อยละ 27 รองลงมาเป็นโกงกางใบใหญ่ (Rhizophora mucronata Lam.) และ ตาตุ่มทะเล (Excoecaria agallocha L.) ร้อยละ 12 และ 10 ตามลำดับ ไลเคนได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายว่าสามารถใช้เป็นดัชนีชี้วัดคุณภาพอากาศที่มีประสิทธิภาพ การวิจัยในครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อใช้ไลเคนเป็นเครื่องมือตรวจวัดและประเมินคุณภาพอากาศในเขตอุตสาหกรรมแหลมฉบัง โดยการย้ายปลูกไลเคนชนิด Parmotrema tinctorum จากพื้นที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์ในอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่มายังเขตอุตสาหกรรมแหลมฉบัง จากนั้นเก็บตัวอย่างไลเคนกับมาวิเคราะห์ปริมาณสารมลพิษที่สะสมในแทลลัส และการตอบสนองของค่าทางสรีรวิทยาของไลเคน ทุก ๆ 3 เดือน และ 1 ปี ปีที่ 2 ของโครงการวิจัยเป็นการดำเนินงานวิจัยอย่างเต็มรูปแบบ ไลเคนถูกนำไปย้ายปลูกในพื้นที่ตรวจวัดทั้ง 10 แห่ง ทุก ๆ 3 เดือน เก็บตัวอย่างไลเคนเหล่านั้นมาถ่ายภาพเพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยา และวัดค่าทางสรีรวิทยา พบว่าลักษณะทางสัณฐานวิทยาของไลเคนที่ย้ายปลูกในอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่และที่โรงเรียนวัดหนองขาม ไม่มีปรากฏรอยไหม้หรือการเปลี่ยนสีของแทลลัสตลอดระยะเวลาการย้ายปลูก 9 แต่ที่โรงเรียนวัดมโนรมมีพบรอยไหม้ที่ปลายโลปเกิดขึ้นตั้งแต่ 3 เดือนแรก แทลลัสเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลอย่างชัดเจน เมื่อผ่านไป 6 เดือน และเมื่อผ่านไป 9 เดือน แทลลัสไม่มีสีเขียวปรากฏให้เห็น ไลเคนที่ย้ายปลูกในพื้นที่ตรวจวัดใกล้กับการอุตสาหกรรมหลักมีค่าทางสรีรวิทยาต่ำกว่าไลเคนที่ย้ายปลูกในพื้นที่อื่น ๆ ที่อยู่รอบนอก อย่างชัดเจน บ่งชี้ว่าบริเวณเหล่านี้ได้รับผลกระทบจากมลพิษทางอากาศมากกว่า ฤดูแล้ง ไลเคนมีค่าทางสรีรวิทยาต่ำสุด ส่วนฤดูฝน ไลเคนมีค่าทางสรีรวิทยาสมบูรณ์ที่สุด บ่งชี้ว่า ฤดูแล้งเป็นฤดูกาลที่มลพิษทางอากาศมีความรุนแรงมากที่สุด รองมาเป็นฤดูร้อน และฤดูฝนเป็นฤดูที่มีอากาศบริสุทธิ์ที่สุด ปัจจุบันดำเนินการย้ายปลูกและเก็บตัวอย่างไลเคนแล้ว 3 ฤดูกาล หรืออีก 1 ฤดูกาล ในปีถัด ๆ ไป จะดำเนินการด้านการวิเคราะห์สารมลพิษที่สะสมในไลเคน และศึกษาความหลากของไลเคนในเขตอุตสาหกรรมแหลมฉบัง วิธีการเพิ่มอัตราการเติบโตไลเคนย้ายปลูกมีปัจจัยเกี่ยวข้องกับหลายด้าน โดยเฉพาะอิทธิพลของน้ำและความชื้นที่เหมาะสม ดังนั้นการศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ (1) ติดตามปัจจัยสภาพอากาศที่เหมาะสมต่อการเติบโตของไลเคนทั้งในพื้นที่อยู่อาศัยในป่าธรรมชาติและพื้นที่เกษตรกรรม (2) ปรับปรุงกรอบย้ายปลูกไลเคนให้มีประสิทธิภาพกักเก็บไอน้ำให้กับไลเคนได้มากที่สุดเพื่อให้มีช่วงเวลาการเติบโตยาวนานขึ้น โดยพัฒนาหรือปรับปรุงกรอบย้ายปลูกไลเคนเดิมด้วยการเพิ่มขนาดและล้อมด้วยผ้าพลาสติกปิดทับด้วยตาข่ายพลางแสง ผลการศึกษาภูมิอากาศจุลภาคพบว่าอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่มีความชื้นทั้งสามฤดูสูงที่สุด รองลงมา คือ พื้นที่วังน้ำเขียว มีไลเคน P. tinctorum เติบโตได้ ขณะที่พื้นที่คลองไผ่มีความชื้นต่ำสุดและอุณหภูมิสูงกว่าพื้นที่อื่น ๆ และไม่พบไลเคนชนิดนี้เติบโตได้ตามธรรมชาติ ดังนั้นพื้นที่นี้อาจต้องปรับปรุงสภาพแวดล้อมให้สามารถย้ายปลูกไลเคนได้ ผลการปรับปรุงกรอบย้ายปลูกไลเคนพบว่ากรอบล้อมด้วยผ้าพลาสติกและตาข่ายพลางแสงขนาดเล็กสามารถกักเก็บความชื้นไว้ภายในได้สูงที่สุดทำให้ปริมาณน้ำในแทลลัสและค่า ?PSII สูงกว่ากรอบย้ายปลูกแบบอื่น 2 เท่า ในช่วง 9 นาฬิกา ทำให้เพิ่มและช่วยยืดอัตราการสังเคราะห์แสงยาวนานขึ้นได้ ดังนั้นกรอบย้ายปลูกนี้เป็นกรอบที่เหมาะสมนำมาใช้สำหรับการย้ายปลูกเพื่อเพิ่มผลผลิตไลเคนได้ การศึกษามวลชีวภาพที่ร่วงหล่นของไลเคน (lichen litterfall) สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลายด้าน เช่น การประเมินมวลชีวภาพของไลเคนในระบบนิเวศ การจัดการป่าไม้ การประเมินแหล่งอาหารและการสร้างรังของสัตว์ขนาดเล็ก และประเมินอัตราการหมุนของแร่ธาตุในระบบนิเวศ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อประเมินมวลชีวภาพที่ร่วงหล่นลงมาของไลเคนใน 5 ป่า ในอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ โดยได้กำหนดพื้นที่สำรวจจำนวน 3 พื้นที่/ป่า ภายในมีแปลงสำรวจรูปวงกลม รัศมี 2 เมตร จำนวน 25 แปลง/พื้นที่ ทำการสำรวจมหไลเคน (โฟลิโอสและฟรูติโคส) ภายในแปลงเหล่านี้ แบ่งไลเคนออกเป็น 4 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่ม Parmotrema tinctorum กลุ่มโฟลิโอสที่มีสาหร่ายสีเขียว (Green-foliose lichen) กลุ่มโฟลิโอสที่มีไซยาโนแบคทีเรีย (Cyano lichen) และกลุ่มฟรูติโคส (Fruticose lichen) เก็บข้อมูลต่าง ๆ ดังต่อไปนี้ มวลชีวภาพ จำนวนแทลลัส และความหนาแน่นของต้นไม้ กระทำทุก ๆ ปลายฤดูกาล ปีละ 4 ครั้ง ติดต่อกัน 2 ปี การเก็บข้อมูลภาคสนามในรอบช่วงปีแรก (ตุลาคม 2561 – สิงหาคม 2562) พบว่าปริมาณมวลชีวภาพที่ร่วงหล่นของ P. tinctorum ทั้งหมดพบสูงสุดในช่วงฤดูร้อน มีค่า 56.97 กรัม/เฮกตาร์/เดือน ซึ่งปริมาณสูงสุดพบในป่าดิบแล้ง เฉลี่ย 15.93 กรัม/เฮกตาร์/เดือน สำหรับมหไลเคนชนิดอื่น ๆ (Macrolichen) ในส่วนของ Green-foliose lichen พบสูงที่สุดในช่วงปลายฤดูฝน 53.04 กรัม/เฮกตาร์/เดือน มีปริมาณสูงที่สุดในป่ารุ่นสอง โดยมีค่าเฉลี่ย 13.80 กรัม/เฮกตาร์/เดือน สำหรับไลเคนในกลุ่ม Cyano lichen และ Fruticose lichen พบการร่วงหล่นในปริมาณน้อย ซึ่งพบว่าฤดูกาลและชนิดป่า เป็นปัจจัยที่ส่งอิทธิพลต่อการร่วงหล่นของ P. tinctorum และมหไลเคนชนิดอื่น ๆ อย่างมีนัยสำคัญ ส่วนความหนาแน่นของต้นไม้ พบว่ามีค่าสูงสุดที่ป่ารุ่นสองเช่นเดียวกัน โดยประเมินได้ 1,471 ต้น/เฮกตาร์ รองลงมา ได้แก่ ป่าดิบเขาต่ำ ป่าดิบแล้ง ป่าดิบชื้น และป่าเต็งรัง ตามลำดับ นอกจากนี้เพื่อความถูกต้องและแม่นยำมากยิ่งขึ้น การเก็บข้อมูลภาคสนามในช่วงปีต่อไปจะเริ่มดำเนินงานในช่วงเดือน เดือน พฤศจิกายน 2562 การศึกษาราในไลเคนและผลิตภัณฑ์ในปีงบประมาณ 2562 ได้ทำการเก็บรักษาสายพันธุ์ราก่อให้เกิดไลเคนที่แยกได้ก่อนหน้านี้เป็นจำนวนประมาณ 300 สายพันธุ์ด้วยวิธี sub-culturing และ low temperature storage ต่อเนื่องมาจากงานที่ทำมาก่อนหน้านี้ ได้นำราในสกุล Arthonia sp. RN54 มาเลี้ยงและแยกสารทุติยภูมิที่ราสร้างเพื่อให้ได้สารบริสุทธิ์และทำการทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพโดยใช้การทดสอบด้วยวิธี MIC ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐาน พบว่ามีสารที่ให้ได้ผลยับั้งต่อแบคทีเรียทดสอบชนิด Bacillus subtilis, Escherichia coli และยีสต์ Candida albicans แต่ไม่ให้ผลยับยั้งแบคทีเรียชนิด Pseudomonas aeruginosa เมื่อทดลองใช้ ข้าวกล้องงอก, ข้าวไรซ์เบอรี่, ข้าวหอมมะลิ, ข้าวสาลี และจมูกข้าวหอมมะลิแทน Malt Extract ในอาหารเลี้ยงเชื้อพบว่า ข้าวหอมมะลิและ ข้าวสาลี เป็นส่วนประกอบของอาหารเลี้ยงเชื้อที่ดีซึ่งขณะนี้อยู่ระหว่างการศึกษาเพิ่มถึงสารผลิตภัณฑ์ที่ราสร้างขึ้นเมื่อเลี้ยงในอาหารเหล่านี้ สำหรับการศึกษา Whole genome sequencing ได้ร่วมมือกับ The Field Museum, Chicago ในการศึกษาราก่อให้เกิดไลเคน ในวงศ์ Trypetheliaceae และ Pyrenulaceae โดยอยู่ระหว่างดำเนินการวิเคราะห์ผล

คำสำคัญ