สภาพแวดล้อมของระบบนิเวศป่าชายเลน

ป่าชายเลนประกอบด้วยพรรณไม้ที่ขึ้นอยู่บริเวณน้ำขึ้นน้ำลง (intertidal zone) ในเขตร้อนและกึ่งร้อน ซึ่งเป็นบริเวณที่มีสภาพแวดล้อมน้ำทะเลท่วมถึง น้ำและดินมีความเค็มสูง ลมแรง อุณหภูมิอากาศสูง และดินเป็นดินเลน โดยทั่วไปบริเวณที่พบป่าชายเลนขึ้นอยู่จะเป็นบริเวณน้ำกร่อย เช่น บริเวณปากแม่น้ำ (estuary) หรือ บริเวณพื้นที่ริมฝั่งทะเล และบริเวณเกาะ

ป่าชายเลนในประเทศไทยจะพบชุกชุมบริเวณพื้นที่ชายฝั่งทะเลทั้งสองฝั่ง คือ พบทั้งด้านฝั่งทะเลอันดามันและอ่าวไทย บริเวณที่พบป่าชายเลนขึ้นชุกชุมมาก อาทิ บริเวณอ่าวพังงา และบริเวณปากแม่น้ำกันตัง จังหวัดตรัง เป็นต้น สำหรับทะเลสาบสงขลา ป่าชายเลนที่พบบริเวณนี้จะไม่หนาแน่นเหมือนกับฝั่ง อันดามัน โดยจะพบเป็นพื้นที่เล็กๆ กระจายอยู่รอบทะเลสาบสงขลา โดยเฉพาะบริเวณทะเลสาบตอนล่าง

พรรณไม้ที่ขึ้นอยู่ในพื้นที่ป่าชายเลนประกอบด้วย ต้นไม้ยืนต้น ไม้พุ่ม เฟิร์น และพืชจำพวกปาล์ม (ต้นจาก) โดยพรรณไม้ที่สำคัญที่พบในป่าชายเลน ได้แก่ ต้นโกงกาง ต้นแสม ต้นโปรงแดง ต้นประสัก ต้นถั่ว หวายลิง ต้นจาก ฯลฯ

องค์ประกอบของระบบนิเวศป่าชายเลน

ดังที่กล่าวมาแล้วว่าป่าชายเลนเป็นพรรณไม้ที่ขึ้นอยู่บริเวณน้ำขึ้นน้ำลงในเขตร้อนและเขตกึ่งร้อน ดังนั้นพื้นที่ที่ป่าชายเลนเจริญเติบโตได้ดีจึงเป็นพื้นที่ในเขตร้อนหรือเขตใกล้เส้นศูนย์สูตร โดยเราพบป่าชายเลนขึ้นอยู่หนาแน่นบริเวณพื้นที่ชายฝั่งทะเลและบริเวณปากแม่น้ำที่เป็นดินเลน

แม้ว่าป่าชายเลนส่วนใหญ่จะเจริญเติบโตได้ดีบนดินเลน แต่ต้นไม้ป่าชายเลนบางชนิดก็สามารถที่จะเจริญเติบโตได้บนดินทราย ทั้งนี้เนื่องจากการเติบโตของต้นไม้ป่าชายเลนขึ้นอยู่กับชนิดของพรรณไม้และระดับการท่วมถึงของน้ำทะเลในบริเวณนั้นมากกว่าปัจจัยอื่น

เนื่องจากระบบนิเวศป่าชายเลนเป็นระบบนิเวศขนาดใหญ่ที่มีองค์ประกอบมากมายซึ่งโดยภาพรวมอาจจะกล่าวได้ว่าป่าชายเลนประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ คือ

  • ต้นไม้ป่าชายเลน
  • สัตว์ที่อาศัยอยู่บนต้นไม้
  • พืชที่เกาะอยู่บนต้นไม้
  • สัตว์ที่อาศัยอยู่ใต้เปลือกไม้และภายในต้นไม้ที่ตายแล้ว
  • สัตว์และพืชที่อาศัยอยู่บนผิวเลนและดินทราย
  • สัตว์ที่อาศัยอยู่ใต้ดินเลนและดินทราย
  • สัตว์และพืชที่อาศัยอยู่ในน้ำบริเวณป่าชายเลน
  • แมลงในป่าชายเลน
  • นกในป่าชายเลนและนกที่หาอาหารบริเวณรอบ ๆ ป่าชายเลน

สภาพแวดล้อมของป่าชายเลน

ป่าชายเลนขึ้นอยู่ในเขตน้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งเป็นพื้นที่รอยต่อระหว่างแผ่นดินและทะเลที่มีการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมอย่างมาก โดยปัจจัยสิ่งแวดล้อมที่มีบทบาทสำคัญในการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์ในป่าชายเลนได้แก่

1. ภูมิประเทศชายฝั่ง เนื่องจากป่าชายเลนโดยทั่วไปมักพบบริเวณชายฝั่งทะเลที่มีสภาพเป็นดินเลน และน้ำทะเลท่วมถึงอย่างสม่ำเสมอ เพราะลักษณะภูมิประเทศเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อลักษณะโครงสร้างในเรื่องชนิดและการกระจายของพรรณไม้ รวมถึงสัตว์น้ำที่อาศัยในป่าชายเลน อีกทั้งยังเป็นตัวกำหนดขนาดพื้นที่ของป่าชายเลนด้วย การที่ป่าชายเลนมีขนาดเล็กหรือใหญ่จะส่งผลต่อการกระจายของชนิดพรรณไม้และสัตว์น้ำทำให้มีความแตกต่างกันในแต่ละพื้นที่

2. ภูมิอากาศ โดยปัจจัยเกี่ยวกับภูมิอากาศที่สำคัญ ได้แก่ แสง อุณหภูมิ ฝน และลม

แสง เป็นปัจจัยที่มีบทบาทสำคัญอย่างมากในการสังเคราะห์แสงของพืชสีเขียวหรือพรรณไม้ในป่าชายเลน

อุณหภูมิ เป็นปัจจัยสำคัญต่อขบวนการทางสรีรวิทยาของพรรณไม้ในป่าชายเลน โดยเฉพาะขบวนการสังเคราะห์แสงและการหายใจ ซึ่งส่งผลต่อการเจริญเติบโตและการดำรงชีวิต เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงหรือต่ำเกินไปจะทำให้การแตกยอดอ่อนของพรรณไม้ลดลง โดยอุณหภูมิที่เหมาะสมอยู่ที่ประมาณ 25-30 องศาเซลเซียส

ฝน โดยปริมาณ ระยะเวลาที่ฝนตก และการกระจายของฝนเป็นปัจจัยที่สำคัญต่อการกระจายและการเจริญเติบโต ตลอดจนการออกดอกของพรรณไม้ โดยปกติป่าชายเลนสามารถขึ้นอยู่และเจริญเติบโตได้ดีเมื่อพื้นที่ชายฝั่งมีฝนตกประมาณ 1,500-3,000 มิลลิเมตรต่อปี

ลม จะมีอิทธิพลต่อการตกและการกระจายของฝน อีกทั้งยังมีอิทธิพลต่อความเร็วของกระแสน้ำและคลื่นที่มีผลต่อการพังทลายของดิน ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของป่าชายเลน

3. น้ำขึ้นน้ำลง การขึ้นลงของน้ำทะเลบริเวณชายฝั่งเป็นปัจจัยที่สำคัญยิ่ง เนื่องจากเป็นตัวกำหนดการแบ่งเขตพรรณไม้หรือสัตว์ในป่าชายเลนโดยช่วงเวลาที่น้ำขึ้น พื้นดินในป่าชายเลนจะถูกน้ำทะเลท่วมและจะโผล่พ้นน้ำในช่วงน้ำลง ดังนั้น สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บริเวณนี้จะต้องพบกับสภาพจมอยู่ใต้น้ำในขณะที่น้ำขึ้นและลำตัวจะแห้งในขณะที่น้ำลงเช่นกัน

การเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลในแต่ละวัน เรียกว่า น้ำขึ้นน้ำลง โดยในบางพื้นที่จะมีน้ำขึ้นน้ำลง 2 ครั้งในเวลาหนึ่งวัน กล่าวคือ มีน้ำขึ้น 2 ครั้ง และน้ำลง 2 ครั้ง แต่บางพื้นที่ในรอบหนึ่งวันอาจจะมีน้ำขึ้น 1 ครั้ง และน้ำลง 1 ครั้ง

ระดับความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงในแต่ละวันจะมีการเปลี่ยนแปลงแตกต่างกันไป โดยบางวันอาจจะมีน้ำขึ้นสูงมากและน้ำลงต่ำมาก เราเรียกช่วงวันที่มีน้ำขึ้นสูงมากและลงต่ำมาก ว่า ช่วงน้ำเกิด ในขณะที่บางวันจะมีน้ำขึ้นสูงไม่มากและน้ำลงไม่มาก เราเรียกช่วงนี้ว่า ช่วงน้ำตาย

การเปลี่ยนแปลงของระดับความแตกต่างระหว่างน้ำขึ้นสูงสุดหรือน้ำลงต่ำสุดในรอบหนึ่งจะมีระยะเวลาประมาณ 30 วัน ตามจันทรคติ การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดจากแรงดึงดูดระหว่างดวงจันทร์และดวงอาทิตย์

เมื่อโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ เรียงตัวอยู่ในแนวเดียวกัน คือ ในช่วงคืนจันทร์เพ็ญ (ขึ้น 15 ค่ำ) หรือ เดือนมืด (แรม 15 ค่ำ) จะเป็นช่วงที่มีความแตกต่างระหว่างระดับน้ำขึ้นน้ำลงแตกต่างกันมาก เรียกว่า “น้ำเกิด หรือ น้ำเป็น (Spring tides)” โดยที่ระดับน้ำทะเลขึ้นสูงสุดบนด้านที่หันเข้าหาดวงจันทร์และด้านตรงข้ามดวงจันทร์ (ตำแหน่ง H และ H’) และระดับน้ำทะเลจะลงต่ำสุดบนด้านที่ตั้งฉากกับดวงจันทร์ (ตำแหน่ง L และ L’) โลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบ ทำให้ ณ ตำแหน่งหนึ่งๆ บนพื้นผิวโลก จึงเคลื่อนผ่านบริเวณที่เกิดน้ำขึ้น และน้ำลง ทั้งสองด้าน จึงทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลง วันละ 2 ครั้ง

tidal_forces5

การเรียงตัวกันของโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ในช่วงน้ำเกิด

ส่วนวันที่เห็นดวงจันทร์ครึ่งดวง เกิดจากโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ เรียงตัวในแนวตั้งฉากกัน คือ ในช่วงขึ้น 8 ค่ำ และแรม 8 ค่ำ ทำให้แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ไม่เสริมกัน จะเป็นช่วงที่มีความแตกต่างระหว่างระดับน้ำขึ้นและน้ำลงน้อย เรียกว่า น้ำตาย (Neap tides)

tidal_forces7

การเรียงตัวกันของโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ในช่วงน้ำตาย

ความแตกต่างกันของช่วงเวลาน้ำขึ้นและน้ำลงในแต่ละวัน จะทำให้ช่วงเวลาที่สิ่งมีชีวิตจมอยู่ใต้น้ำและโผล่พ้นน้ำในแต่ละวันไม่เท่ากัน ช่วงเวลาของน้ำขึ้นน้ำลงจะมีการทำนายไว้ล่วงหน้าในตารางน้ำ ซึ่งจัดทำโดยกรมอุทกศาสตร์เป็นประจำทุกปี

การขึ้นลงของระดับน้ำทะเลมีความสำคัญต่อผู้ที่อาศัยอยู่บริเวณชายทะเลหรือชาวประมง ผู้ที่ประกอบอาชีพบริเวณชายหาด โขดหิน ป่าชายเลน และแนวปะการัง หรือแม้แต่คนที่ขับเรือ และคนที่ว่ายน้ำในทะเล โดยน้ำขึ้นน้ำลงจะเป็นตัวกำหนดว่าป่าชายเลนจะอยู่ในสภาพน้ำท่วมหรือน้ำแห้งในช่วงเวลาไหน ซึ่งช่วงเวลาที่น้ำท่วมหรือน้ำแห้งจะสามารถทำนายได้ว่าสัตว์หรือพืชชนิดไหนจะสามารถมีชีวิตรอดอยู่ได้ในพื้นที่ป่าชายเลน ทั้งนี้เนื่องจากการขึ้นลงของน้ำทำให้อุณหภูมิ ระดับความเค็ม และปัจจัยอื่นๆ ในบริเวณป่าชายเลนเกิดการเปลี่ยนแปลง จึงมีเพียงสัตว์และพืชที่มีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมมากเท่านั้นที่สามารถมีชีวิตรอดอยู่ได้ในระบบนิเวศป่าชายเลน น้ำขึ้นน้ำลงเป็นปัจจัยที่สำคัญที่อธิบายว่า ทำไมสัตว์และพืชหลายชนิดไม่สามารถอาศัยอยู่ได้ในป่าชายเลนได้

ปัญหาหลักที่พืชและสัตว์บริเวณน้ำขึ้นน้ำลงประสบ คือ ปริมาณเกลือในน้ำหรือดิน เนื่องจากในขณะที่น้ำลงนั้น น้ำจะไหลออกจากพื้นที่ป่าชายเลน แต่ความจริงแล้วน้ำไม่ได้ไหลออกไปจากพื้นที่ป่าชายเลนทั้งหมด ยังคงมีน้ำบางส่วนที่ไหลออกมาไม่ได้ ยังคงค้างอยู่ตามแอ่งน้ำต่างๆ น้ำที่ตกค้างอยู่นี้จะค่อยๆ ระเหยอย่างช้าๆ และเหลือผลึกเกลือไว้แทนที่น้ำ

ผลึกเกลือเหล่านี้สามารถทำให้ความเค็มของน้ำในระบบนิเวศป่าชายเลนสูงกว่าความเค็มของน้ำทะเลบริเวณด้านนอกพื้นที่ป่าชายเลนถึงสามเท่า และเมื่อน้ำไหลเข้ามาในป่าชายเลนอีกครั้งในช่วงที่น้ำขึ้น ผลึกเกลือที่ตกค้างอยู่ก็จะละลายน้ำอีกครั้ง

แม้ว่าน้ำที่เข้ามาในป่าชายเลนในช่วงเวลาที่น้ำขึ้นในแต่ละวันจะช่วยปรับสภาพความเค็มในพื้นที่ป่าชายเลน แต่ก็เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดน้ำท่วมขังในดินป่าชายเลน โดยน้ำจะซึมอยู่ในช่องว่างระหว่างอนุภาคดินจนเต็ม ทำให้ปริมาณก๊าซออกซิเจนในดินมีน้อย ส่งผลให้ดินในป่าชายเลนเกิดสภาพขาดออกซิเจน และมีกลิ่นเหม็น

ในบางช่วงเวลาเมื่อมีฝนตก น้ำจืดจากบนบกจะไหลลงสู่ร่องน้ำของระบบนิเวศป่าชายเลน น้ำจืดจะเจือจางความเค็มของน้ำในป่าชายเลนให้มีความเค็มลดลง ในบางเวลาที่ฝนตกหนัก น้ำในบริเวณป่าชายเลนก็จะกลายเป็นน้ำจืด ดังนั้น สัตว์และพืชที่อาศัยอยู่ในป่าชายเลนนี้ อาจจะต้องเผชิญกับสภาพต่างๆ หลายแบบ เช่น

  • อยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นเกลือ
  • สัมผัสกับอากาศและความร้อนจากแสงอาทิตย์ซึ่งจะทำให้ตัวสิ่งมีชีวิตเหล่านี้แห้ง
  • สัมผัสกับน้ำเค็มหรือน้ำจืด
  • มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้ำที่ค่อนข้างสูงหรือต่ำ
  • อยู่ในสภาพที่ขาดออกซิเจน

การที่สิ่งมีชีวิตจะมีชีวิตอยู่รอดในสภาพแวดล้อมป่าชายเลนได้นั้น สิ่งมีชีวิตจะต้องมีลักษณะพิเศษหรือมีการปรับตัวหลาย ๆ อย่างที่ช่วยให้มันมีชีวิตอยู่รอดได้

4. คลื่นและกระแสน้ำ คลื่นบริเวณชายฝั่งมีความสำคัญในแง่การกัดเซาะดินชายฝั่งทำให้เกิดการพังทลายและการตกตะกอน อีกทั้งกระแสน้ำจะมีส่วนช่วยในการขยายพรรณไม้ป่าชายเลน ทำให้เกิดป่าชายเลนในพื้นที่ใหม่ๆ

5. ความเค็มของน้ำ เนื่องจากความเค็มของน้ำและความเค็มของน้ำในดินเป็นปัจจัยสำคัญในการเจริญเติบโต การรอดตาย และการแบ่งเขตการขึ้นของพรรณไม้ในป่าชายเลน โดยป่าชายเลนสามารถเจริญเติบโตได้ดีบริเวณน้ำกร่อยซึ่งมีความเค็มของน้ำและของน้ำในดินระหว่าง 10-30 ppt

6. ออกซิเจนละลายน้ำ ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำจะมีผลต่อการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์น้ำในป่าชายเลน โดยเฉพาะการหายใจและการสังเคราะห์แสง นอกจากนี้ยังมีผลต่อการย่อยสลายของเศษใบไม้หรืออินทรีย์สารในระบบนิเวศป่าชายเลน การย่อยสลายเร็วหรือช้าจะขึ้นกับปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ แต่ปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำสามารถเปลี่ยนแปลงไปตามระยะเวลาตลอด 24 ชั่วโมง

7. ดิน ดินในป่าชายเลนเกิดจากการทับถมของตะกอนที่ไหลมากับน้ำจากแหล่งต่างๆ โดยดินจะเป็นปัจจัยจำกัดการเจริญเติบโตและการกระจายของไม้ในป่าชายเลน รวมถึงชนิด การเจริญเติบโต การกระจายและการดำรงชีวิตของสัตว์ในป่าชายเลน

8. ธาตุอาหาร เนื่องจากการที่มีปริมาณธาตุอาหารที่เพียงพอนับเป็นสิ่งจำเป็นในการรักษาสมดุลของระบบนิเวศป่าชายเลน โดยธาตุอาหารในป่าชายเลนมี 2 ประเภทใหญ่ คือ ธาตุอาหารประเภทอนินทรีย์สาร ซึ่งจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในป่าชายเลน ได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โปเตสเซียม โซเดียม แคลเซียม และแมกนีเซียม และประเภทอินทรีย์สาร คือ สารแขวนลอยที่มีขนาดประมาณ 1 ไมครอนหรือมากกว่า และที่มีขนาดเล็กกว่า 1 ไมครอน ได้แก่ แพลงก์ตอนพืช ไดอะตอม สาหร่าย รากไม้ ซากสัตว์ เป็นต้น

ระบบนิเวศป่าชายเลน

 

 
พิพิธภัณฑสถานธรรมชาติวิทยา ๕๐ พรรษา สยามบรมราชกุมารี