การหายใจของดินจากระบบนิเวศป่าไม้

การหายใจของดินจากระบบนิเวศป่าไม้

“ถ้าไม่หายใจก็ตายน่ะสิ” คำพูดที่น่าจะเคยได้ยินกันมานี้เน้นว่า การหายใจเป็นเรื่องสำคัญที่สุดของชีวิต แต่รู้หรือไม่ว่า การหายใจก็เป็นสาเหตุหนึ่งของโลกร้อนด้วย ! ทุกครั้งที่คน สัตว์ หรือแม้แต่พืชหายใจจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจก ทว่า นอกจากคน สัตว์ และพืชแล้ว ดินก็หายใจด้วย เพราะดินมีรากพืช สิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก และจุลชีพอาศัยอยู่ เมื่อสิ่งมีชีวิตในดินเหล่านี้หายใจ ก็ถือว่าดินหายใจแล้วก็ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เช่นกัน จึงต้องวิจัยเรื่องนี้ 

การหายใจของดินเป็นองค์ประกอบสำคัญของวัฏจักรคาร์บอน ก๊าชคาร์บอนไดออกซ์ที่ปล่อยขึ้นสู่บรรยากาศจากดินเกิดจากการหายใจของสิ่งมีชีวิตในกระบวนการย่อยสลายของจุลินทรีย์ในดินและการหายใจของรากพืช ระบบนิเวศป่าไม้ถือว่าเป็นแหล่งสะสมคาร์บอนเป็นแหล่งดูดซับก๊าซเรือนกระจกหลักของโลก เพราะมีอัตราการดูดกลับคาร์บอนไดออกไซด์จากการสังเคราะห์แสงมากกว่าการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์จากอัตราการหายใจของสิ่งมีชีวิตและดิน ซึ่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนต่างนี้จะกักเก็บไว้ในต้นไม้และดินในป่าไม้ แต่ในสภาวะที่โลกร้อนขึ้น นักวิทยาศาสตร์คาดว่าอัตราการหายใจของดินจะเพิ่มมากขึ้นด้วย เนื่องจากจุลินทรีย์มีกิจกรรมเร่งการย่อยสลายอินทรีย์คาร์บอนและการลดปริมาณการสะสมคาร์บอนในดิน การศึกษาปริมาณสะสมของคาร์บอนในดินและการหายใจของดิน ข้อมูลที่ได้จะใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้องนำไปใช้วางแผนการปลูกป่าเพิ่มขึ้นและใช้ประโยชน์จากพื้นที่ป่าให้เหมาะสมกับสมดุลทางธรรมชาติและสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลง

การศึกษาเรื่องปริมาณสะสมของคาร์บอนในดินทำได้โดยการเก็บตัวอย่างดินในป่าต่าง ๆ ไปวิเคราะห์ค่าอินทรีย์คาร์บอนในห้องทดลอง ส่วนการศึกษาเรื่องการหายใจของดินจะทำโดยการติดตั้งอุปกรณ์พิเศษในพื้นที่ แล้ววัดค่าการหายใจของดิน โดยวัดความชื้น อุณหภูมิ และความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์จากดินอย่างสม่ำเสมอ ผลการศึกษาพบว่า ค่าการหายใจของดินจะต่างกันชัดเจนในช่วงฤดูฝน ต้นฤดูแล้ง และปลายฤดูแล้ง การเปลี่ยนแปลงแต่ละปีจะขึ้นอยู่กับปริมาณฝนและสภาพแวดล้อมของดินตามป่าต่าง ๆ ที่ไปศึกษา ทั้งป่าดิบชื้น ป่าดิบแล้ง ป่าชายเลน และแปลงปลูกสักดินในป่าชายเลนปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่าป่าที่อยู่ในที่สูงกว่าระดับน้ำทะเล และอัตราการหายใจของดินในฤดูแล้งมีค่าสูงกว่าในฤดูฝนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ส่วนการวิจัยทั้งในแปลงปลูกสักทางเหนือและทางตะวันตกของไทย พบว่า การหายใจของดินแตกต่างกันไปตามปริมาณน้ำฝนและความชื้นของสภาพแวดล้อม 

เรื่องนี้สมควรศึกษาต่อเนื่อง เพื่อประเมินค่ากลางของการหายใจของดิน การศึกษาปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการหายใจของดินในระบบนิเวศแบบต่างๆ มีความจำเป็นเพื่อที่จะเพิ่มความเข้าใจบทบาทของการหายใจของดินที่มีต่อสมดุลคาร์บอนในระบบนิเวศป่าไม้ ที่เปลี่ยนแปลงไปเพราะสภาวะการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เพื่อนำองค์ความรู้เกี่ยวกับอัตราการหายใจของดินมาใช้ในการกำหนดนโยบายสำหรับทำงานเกี่ยวกับการลดโลกร้อนด้วยมาตรการการเพิ่มศักยภาพการดูดกลับก๊าซเรือนกระจกด้วยภาคป่าไม้ต่อไป

อ้างอิง : Kume, T., Tanaka, N., Yoshifuji, N., Chatchai, T., Igarashi, Y., Suzuki, M., & Hashimoto, S. (2013). Soil respiration in response to year-to-year variations in rainfall in a tropical seasonal forest in northern Thailand. Ecohydrology, 6(1), 134-141.

Takahashi, M., Hirai, K., Limtong, P., Leaungvutivirog, C., Suksawang, S., Panuthai, S., . . . Marod, D. (2009). Soil Respiration in Different Ages of Teak Plantations in Thailand. Jarq-Japan Agricultural Research Quarterly, 43(4), 337-343.

Adachi, M., Ishida, A., Bunyavejchewin, S., Okuda, T., & Koizumi, H. (2009). Spatial and temporal variation in soil respiration in a seasonally dry tropical forest, Thailand. Journal of Tropical Ecology, 25, 531-539.

Poungparn, S., Komiyama, A., Tanaka, A., Sangtiean, T., Maknual, C., Kato, S., . . .Patanaponpaiboon, P. (2009). Carbon dioxide emission through soil respiration in a secondary mangrove forest of eastern Thailand. Journal of Tropical Ecology, 25, 393-400.

Photo by Science Direct