ในสังคมสิ่งมีชีวิตหนึ่งประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด แต่ละชนิดมีบทบาทหน้าที่ไม่เหมือนกัน โดยประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่ทำหน้าที่เป็นผู้ผลิต ได้แก่ พืช สาหร่าย และแพลงก์ตอนพืช ผู้บริโภค ได้แก่ สัตว์กินพืช สัตว์กินสัตว์ และสัตว์กินทั้งพืชและสัตว์ และผู้ย่อยสลาย ได้แก่ สัตว์ที่กินซากพืชซากสัตว์เป็นอาหาร ถึงแม้ว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะมีบทบาทในสังคมสิ่งมีชีวิต แต่ก็ไม่ใช่ทุกชนิดที่มีอิทธิพลต่อความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ท่ามกลางสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดในสังคมจะมีสิ่งมีชีวิตเพียงหนึ่งเท่านั้นที่พบมากที่สุด มีจำนวนมากที่สุด มีมวลชีวภาพมากที่สุด มีการครอบครองพื้นที่มากที่สุด อีกทั้งยังเป็นกลไกสำคัญในการขับเคลื่อนการไหลเวียนของสสารและพลังงาน การเปลี่ยนแปลงขนาดประชากรของสิ่งมีชีวิตชนิดนี้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมและส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นในสังคม เรียกสิ่งมีชีวิตชนิดดังกล่าวว่า สิ่งมีชีวิตชนิดหลัก (dominant species หรือ ecological dominant) (Odum, 1971, p. 143)
สิ่งมีชีวิตชนิดหลักอาจไม่ได้มีเพียงชนิดเดียว ในบางสังคมอาจพบสิ่งมีชีวิตชนิดหลักถึงสองชนิด ทั้งนี้เนื่องเกิดการอาศัยอยู่ร่วมกัน ต้องพึ่งพาอาศัยกัน โดยส่วนมากมักเป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องการแหล่งที่อยู่อาศัย อาหาร และมีบทบาทหน้าที่ในสังคมเหมือน ๆ กัน สิ่งมีชีวิตชนิดหลักมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ขึ้นอยู่สภาพแวดล้อม สภาพภูมิอากาศ โดยสิ่งมีชีวิตชนิดหลักมักเป็นชนิดที่สามารถทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงปัจจัยสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ได้ในช่วงกว้างกว่าสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ ยกตัวอย่างเช่น แพลงก์ตอนพืชชนิดหลักของสังคมแพลงก์ตอนพืชบริเวณปากแม่น้ำและชายฝั่งทะเลมักมีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล โดยเฉพาะในฤดูฝน เมื่อสภาพภูมิอากาศเกิดการเปลี่ยนแปลง เม็ดฝนที่ตกลงมาไปกัดเซาะหน้าดิน เกิดการละลายธาตุอาหารจากดินลงสู่แม่น้ำและรวมตัวกันไหลออกสู่ทะเลบริเวณปากแม่น้ำ ทำให้บริเวณดังกล่าวมีธาตุอาหารมากเพียงพอสำหรับการเจริญเติบโตของแพลงก์ตอนพืช อีกทั้งกระแสลมและกระแสน้ำที่ปั่นป่วนทำให้สปอร์ของแพลงก์ตอนพืชหลุดออกมาจากดินตะกอนด้านล่าง เมื่อสปอร์ของแพลงก์ตอนพืชเหล่านี้สัมผัสกับอุณหภูมิและแสงสว่างที่เหมาะสมก็จะฟักตัวออกมาเป็นเซลล์แพลงก์ตอนพืช และเพิ่มประชากรอย่างรวดเร็ว เกิดเป็นปรากฎการณ์น้ำทะเลเปลี่ยนสี (red tide) ซึ่งสีของน้ำทะเลที่เปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับแพลงก์ตอนพืชชนิดหลัก เช่น Noctiluca scintillans ทำให้น้ำทะเลเปลี่ยนเป็นสีเขียว Ceratium furca เป็นสาเหตุของการเกิดน้ำทะเลเปลี่ยนเป็นสีแดง และ Trichodesmium erythraeum ทำให้น้ำทะเลเปลี่ยนสีเป็นสีเหลืองน้ำตาลทอง ม่วง แล้วเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลแดง และสีแดง เป็นต้น (เชษฐพงษ์ เมฆสัมพันธ์, 2558, น. 151 – 152)
การวิเคราะห์หาสิ่งมีชีวิตชนิดหลักในสังคม สามารถทำได้โดยการสำรวจหาจำนวนชนิด ปริมาณของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด และการครอบคลุมพื้นที่ แล้วนำมาคำนวณหาความหนาแน่นสัมพัทธ์ ความเด่นสัมพัทธ์ ความถี่ และความถี่สัมพัทธ์ ซึ่งมีวิธีการคำนวณดังต่อไปนี้ (Smith, 1974)
1) ความหนาแน่นสัมพัทธ์ (relative density, RD) เป็นการวิเคราะห์หาสัดส่วนระหว่างจำนวนของสิ่งมีชีวิตนั้นต่อจำนวนของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดรวมกัน ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการดังต่อไปนี้
โดย หมายถึง ความหนาแน่นสัมพัทธ์ (%); หมายถึง จำนวนของสิ่งมีชีวิตชนิด A (สิ่งมีชีวิตที่เราต้องการศึกษา) (individuals); และ
หมายถึง ผลรวมของจำนวนของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด (individuals) ยกตัวอย่างเช่น ในการสำรวจสังคมสิ่งมีชีวิตบริเวณแอ่งน้ำแห่งหนึ่งพบว่า
มีสิ่งมีชีวิตชนิด A อยู่ 20 ตัว
มีสิ่งมีชีวิตชนิด B อยู่ 5 ตัว
มีสิ่งมีชีวิตชนิด C อยู่ 5 ตัว
มีสิ่งมีชีวิตชนิด D อยู่ 10 ตัว
ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของสิ่งมีชีวิตชนิด A สามารถคำนวณได้จากสมการดังต่อไปนี้
เมื่อคำนวณความหนาแน่นสัมพัทธ์ของสิ่งมีชีวิตครบทุกชนิด จะพบว่าสิ่งมีชีวิตชนิด A มีค่าความหนาแน่นสัมพัทธ์สูงสุด แสดงว่าสังคมสิ่งมีชีวิตบริเวณแอ่งน้ำแห่งนี้ สิ่งมีชีวิตชนิดหลักคือ ชนิด A
2) ความเด่นสัมพัทธ์ (relative dominant, RDo) เป็นการสิ่งมีชีวิตชนิดเด่นในสังคม มักเป็นการหาสิ่งมีชีวิตที่ไม่เคลื่อนที่ เช่น สังคมพืชที่ประกอบด้วยต้นไม้ที่มีเรือนยอดสูงใหญ่ ถึงแม้ว่าจะมีจำนวนต้นน้อย แต่ขนาดใหญ่โตกว่าพืชชนิดอื่นและมีเรือนยอดปกคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ เป็นต้น ความเด่นสัมพัทธ์สามารถคำนวณได้จากสมการดังต่อไปนี้ (Dallmeier, et al., 1992)
โดย หมายถึง ความเด่นสัมพัทธ์ (%); หมายถึง การปกคลุมพื้นที่ทั้งหมด หรือพื้นที่หน้าตัดของลำต้น (ในกรณีของต้นไม้) ของสิ่งมีชีวิตชนิด A (สิ่งมีชีวิตที่เราต้องการศึกษา) (m2); หมายถึง ผลรวมของการปกคลุมพื้นที่ทั้งหมด หรือพื้นที่หน้าตัดของลำต้น (ในกรณีของต้นไม้) ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด (m2) ยกตัวอย่างเช่น ในการสำรวจสังคมพืชในป่าแห่งหนึ่ง นักนิเวศวิทยาได้ทำการหาความเด่นของต้นไม้แต่ละชนิดโดยการวัดพื้นที่หน้าตัดของลำต้น (basal area) ซึ่งเป็นการวัดเส้นรอบวงของลำต้นที่ความสูงประมาณ 1.30 m จากพื้นดิน หรืออยู่ในระดับอก เรียกการวัดลักษณะนี้ว่า diameter at breast height (DBH) แล้วนำค่าที่ได้มาคำนวณกลับเป็นพื้นที่หน้าตัด ผลการสำรวจพบว่า
พืชชนิด A มีพื้นที่หน้าตัดของลำต้น 25 m2
พืชชนิด B มีพื้นที่หน้าตัดของลำต้น 2 m2
พืชชนิด C มีพื้นที่หน้าตัดของลำต้น 10 m2
พืชชนิด D มีพื้นที่หน้าตัดของลำต้น 13 m2
ความเด่นสัมพัทธ์ของพืชชนิด C สามารถคำนวณได้จากสมการดังต่อไปนี้
ผลการคำนวณแสดงให้เห็นว่าพืชชนิด C มีความเด่นสัมพันธ์เพียง 20% หรือมีพื้นที่หน้าตัดของลำต้นเพียงแค่ 20% ของพื้นหน้าตัดของลำต้นของต้นไม้ทั้งหมดในพื้นที่ศึกษา เมื่อคำนวณความเด่นสัมพันธ์ของพืชครบทุกชนิด จะพบว่าพืชชนิด A มีค่าความเด่นสัมพันธ์สูงสุด คือ 50% แสดงว่าสังคมพืชในป่าแห่งนี้ สิ่งมีชีวิตชนิดหลักคือ พืชชนิด A
3) ความถี่ (frequency, F) เป็นการหาค่าดัชนีที่บ่งบอกถึงการกระจายของสิ่งมีชีวิตในพื้นที่นั้น ถ้ามีค่าความถี่สูงแสดงว่าสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นมีการกระจายสม่ำเสมอทั่วพื้นที่ แต่ถ้ามีค่าความถี่ต่ำ แสดงว่าสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นค่อนข้างหายาก พบเฉพาะบางจุดของพื้นที่สำรวจเท่านั้น การหาความถี่สามารถหาได้จากการสุ่มสำรวจโดยใช้แปลงตัวอย่าง (quadrat) บันทึกชนิดของสิ่งมีชีวิตที่พบในแต่ละแปลง แล้วนำค่าที่ได้มาคำนวณหาความถี่โดยใช้สมการดังต่อไปนี้
โดย หมายถึง ความถี่ (%); หมายถึง จำนวนแปลงตัวอย่างทั้งหมดที่พบสิ่งมีชีวิตชนิด A (ชนิดที่ต้องการศึกษา); หมายถึง จำนวนแปลงตัวอย่างทั้งหมดที่ทำการสำรวจ ยกตัวอย่างเช่น ในการสำรวจสังคมสิ่งมีชีวิตบริเวณชายหาดแห่งหนึ่ง ได้ทำการวางแปลงสุ่มตัวอย่าง (quadrats) ขนาด 50 x 50 cm จำนวนทั้งสิ้น 20 แปลง พบว่า
มีสิ่งมีชีวิตชนิด A ในแปลงสำรวจทั้งหมด 5 แปลง
มีสิ่งมีชีวิตชนิด B ในแปลงสำรวจทั้งหมด 10 แปลง
มีสิ่งมีชีวิตชนิด C ในแปลงสำรวจทั้งหมด 2 แปลง
มีสิ่งมีชีวิตชนิด D ในแปลงสำรวจทั้งหมด 15 แปลง
ความถี่ของสิ่งมีชีวิตชนิด B สามารถคำนวณได้จากสมการดังต่อไปนี้
ผลการคำนวณแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตชนิด B มีความถี่ในการค้นพบ 50% จากการสำรวจทั้งหมด เมื่อคำนวณความถี่ของสิ่งมีชีวิตครบทุกชนิด จะพบว่าสิ่งมีชีวิตชนิด D มีค่าความถี่สูงที่สุด คือ 75% แสดงว่าสังคมสิ่งมีชีวิตบริเวณชายหาดแห่งนี้ สิ่งมีชีวิตชนิดหลักคือ ชนิด D
4) ความถี่สัมพัทธ์ (relative frequency, RF) เป็นดัชนีบ่งชี้อีกตัวหนึ่งที่นักนิเวศวิทยานิยมใช้ในการวิเคราะห์การแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต และสิ่งมีชีวิตชนิดหลัก ค่าดังกล่าวเป็นการหาอัตราส่วนระหว่างค่าความถี่ของสิ่งมีชีวิตที่ต้องการศึกษากับค่าความถี่ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดรวมกัน ค่าความถี่สัมพันธ์ ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการดังต่อไปนี้
โดย หมายถึง ความถี่สัมพันธ์ (%); หมายถึง ความถี่ของสิ่งมีชีวิตชนิด A (ชนิดที่ต้องการศึกษา); หมายถึง ผลรวมของค่าความถี่ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ยกตัวอย่างเช่น การสำรวจสังคมสิ่งมีชีวิตบริเวณชายหาดแห่งหนึ่ง (ตัวอย่างเดียวกันกับการคำนวณความถี่) พบความถี่ของสิ่งมีชีวิต A, B, C และ D เท่ากับ 25, 50, 10 และ 75% ตามลำดับ ค่าความถี่สัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตชนิด C สามารถคำนวณได้จากสมการดังต่อไปนี้
เมื่อคำนวณความถี่สัมพัทธ์ของสิ่งมีชีวิตครบทุกชนิด จะพบว่าสิ่งมีชีวิตชนิด D มีค่าความถี่สัมพัทธ์สูงสุด คือ 46.88% แสดงว่าสังคมสิ่งมีชีวิตบริเวณชายหาดแห่งนี้ สิ่งมีชีวิตชนิดหลักคือ ชนิด D
สิ่งมีชีวิตชนิดหลักอาจมีการเปลี่ยนชนิดไปเมื่ออยู่ในบริเวณรอยต่อระหว่างสังคม การที่สังคมสิ่งมีชีวิตหลายสังคมอยู่ร่วมกันก่อให้เกิดแนวรอยต่อระหว่างสังคมขึ้น เรียกบริเวณดังกล่าวว่า ecotone ยกตัวอย่างเช่น บริเวณเชื่อมต่อระหว่างป่าไม้และทุ่งหญ้า บริเวณเชื่อมต่อระหว่างแม่น้ำและทะเล เป็นต้น สิ่งมีชีวิตชนิดหลักในบริเวณ ecotone จะเปลี่ยนไปจากสังคมเดิม เนื่องจากในบริเวณดังกล่าวเกิดการรวมตัวกันของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในสังคมข้างเคียง ทำให้ความหนาแน่นและความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตมีมากขึ้น เรียกการเปลี่ยนแปลงนี้ว่า ผลกระทบแนวขอบ (edge effect) และสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในบริเวณนี้เรียกว่า สิ่งมีชีวิตแนวขอบ (edge species) (Clarke, 1954, p. 410 – 414)
เอกสารอ้างอิง
เชษฐพงษ์ เมฆสัมพันธ์. (2558). สรีรวิทยาและนิเวศวิทยาของแพลงก์ตอนพืชทะเล. กรุงเทพฯ: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
Clarke, G.L. (1954). Elements of Ecology. Singapore: Toppan Printing.
Odum, E.P. (1971). Fundamentals of Ecology (3rd ed.). London: W.B. Saunders Company.
จัดทำโดย ผศ.ดร.ชยารัตน์ ศรีสุนนท์
สาขาวิชาการจัดการทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม
คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา
