บทความ: แนวทางการศึกษาผลกระทบของภัยแล้งต่อระบบนิเวศทางน้ำ

บทความ: แนวทางการศึกษาผลกระทบของภัยแล้งต่อระบบนิเวศทางน้ำ
นิยามของ “ความแห้งแล้ง” และ “ภัยแล้ง”  คือ การขาดแคลนน้ำ (ฝน หิมะ หรือลูกเห็บ) ในช่วงเวลาที่ยาวนาน (โดยปกติจะมากกว่าหนึ่งฤดูกาลหรือนานกว่านั้น) ส่งผลให้ปริมาณน้ำไม่เพียงพอแก่ผู้ใช้และเกิดการขาดแคลนน้ำ (National Integrated Drought Information System (NIDIS), 2021) ในประเทศไทยพระราชบัญญัติทรัพยากรน้ำ พ.ศ. 2561 กำหนดความหมายของภาวะแล้งว่าคือ สภาวะที่ปริมาณน้ำ ปริมาณการไหลของน้ำหรือระดับน้ำลดลงอย่างต่อเนื่องจนอาจก่อให้เกิดผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของคน สัตว์ และพืชที่อยู่ในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง กรมอุตุนิยมวิทยาประเทศไทยได้กล่าวถึงภัยแล้งว่า “ภัยที่เกิดจากการขาดแคลนน้ำในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งเป็นเวลานาน จนก่อให้เกิดความแห้งแล้ง และส่งผลกระทบต่อชุมชน” จากการศึกษานิยามของภัยแล้งทั้งในระดับนานาชาติและระดับชาติ มีความคล้ายคลึงกันในเรื่องของความขาดแคลนน้ำ โดยเกิดจากปริมาณฝนน้อย ฝนทิ้งช่วง และฝนไม่ตกเป็นระยะเวลานานในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง และก่อให้เกิดผลกระทบเป็นวงกว้าง (สุภัทรา วิเศษศรี, 2563)

ที่มา: GPCC, 2021 ข้อมูล ณ วันที่ 10 พฤษภาคม 2564

นอกจากภัยแล้งจะทำให้เกิดการขาดแคลนน้ำสำหรับการอุปโภคบริโภคทั้งระดับครัวเรือน ภาคเกษตรกรรม ภาคอุตสาหกรรม และส่งผลกระทบให้เกิดความเสียหายทางเศรษฐกิจแล้ว ภัยแล้งยังส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศทางน้ำได้หลายรูปแบบ (Lake, 2011) ตัวอย่างเช่น ภัยแล้งในประเทศอินเดียส่งผลให้ความเค็ม ความเป็นด่าง และสารอาหารในทะเลสาบที่ราบน้ำท่วมถึงมีปริมาณเพิ่มขึ้นและทำให้ปริมาณแพลงก์ตอนพืชเพิ่มขึ้นอย่างมาก และภัยแล้งรุนแรงยังทำให้น้ำในแม่น้ำอิตาลีลดลงอย่างมากและก่อให้เกิดปัญหามลพิษทางน้ำ ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อระบบนิเวศแหล่งน้ำรวมถึงสายพันธุ์และสัตว์น้ำที่มีความสำคัญทางนิเวศวิทยาและการอนุรักษ์ธรรมชาติ (Lake, 2011) ซึ่งในที่สุดแล้วผลเสียที่เกิดกับระบบนิเวศทางน้ำย่อมส่งผลกระทบต่อเศรษฐกิจเช่นกัน อย่างไรก็ตาม การศึกษาผลกระทบของภัยแล้งในประเทศไทยยังมีอยู่ค่อนข้างจำกัด บทความนี้จึงนำเสนอแนวทางในการศึกษาผลกระทบของภัยแล้งต่อระบบนิเวศทางน้ำ ซึ่งรวบรวมจากงานที่มีการศึกษาแล้วในต่างประเทศเพื่อประโยชน์ในการพัฒนางานวิจัยด้านนี้ในประเทศไทย อันจะนำไปสู่ข้อมูลพื้นฐานเพื่อประกอบการหาแนวทางป้องกันและบรรเทาผลกระทบของภัยแล้งต่อระบบนิเวศทางน้ำได้อย่างเหมาะสมต่อไป

โดยทั่วไประบบนิเวศทางน้ำ (Aquatic Ecosystem) สามารถแบ่งย่อยออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ (Polunin, 2008) ได้แก่ 
(1) ระบบนิเวศน้ำจืด ซึ่งสามารถแบ่งย่อยได้เป็น 2 กลุ่ม คือแหล่งน้ำนิ่งซึ่งประกอบด้วย หนอง บึง (Pond) ทะเลสาบ (Lake) และอาจรวมถึงอ่างเก็บน้ำ (Reservoir) ที่มนุษย์สร้างขึ้น อีกกลุ่มหนึ่งคือแหล่งน้ำไหล ซึ่งประกอบด้วยลำธาร (Stream) และแม่น้ำ (River) ในส่วนที่เป็นน้ำจืด
(2) ระบบนิเวศทางทะเล สามารถแบ่งย่อยได้อีกเป็นหลายประเภทขึ้นกับเกณฑ์ที่ใช้ ซึ่งตัวอย่างระบบนิเวศทางทะเลที่รู้จักโดยทั่วไป ได้แก่ ระบบนิเวศชายหาด (Sandy Beach) ระบบนิเวศหญ้าทะเล (Seagrass) ระบบนิเวศป่าชายเลน (Mangrove) ระบบนิเวศปะการัง (Coral Reef) ระบบนิเวศชะวากทะเล (Estuary) ซึ่งเป็นระบบนิเวศที่มักอยู่ระหว่างแม่น้ำและทะเล โดยรูปที่ 2 แสดงระบบนิเวศน้ำจืด แม่น้ำและคลองสาขา และระบบนิเวศชะวากทะเล ในพื้นที่จังหวัดระยองและฉะเชิงเทรา (ช่วงเดือน มีนาคม 2564)

(1) แพลงก์ตอน (Plankton) เป็นสิ่งมีชีวิตที่อาศัยล่องลอยอยู่ในน้ำ หรือใช้กระแสน้ำช่วยในการเคลื่อนที่ สามารถแบ่งออกได้เป็นสองกลุ่มคือ 1) แพลงก์ตอนพืช (Phytoplankton) เป็นกลุ่มของสาหร่ายเซลล์เดียวที่สามารถสังเคราะห์แสงได้ ทำหน้าที่เป็นผู้ผลิตขั้นต้นที่สำคัญ (Primary Producer) ของห่วงโซ่อาหาร และยังเป็นอาหารของแพลงก์ตอนสัตว์และสัตว์น้ำต่าง ๆ 2) แพลงก์ตอนสัตว์ (Zooplankton) เป็นกลุ่มของสัตว์ซึ่งมีความหลากหลายสูงทั้งในแง่ของขนาดและชนิด ตั้งแต่โพรโทซัวจนถึงสัตว์มีกระดูกสันหลัง เช่น ปลาวัยอ่อน แต่โดยส่วนใหญ่แพลงก์ตอนสัตว์จะมีขนาดเล็ก (< 2 มิลลิเมตร) และเป็นอาหารของสัตว์น้ำชนิดอื่น ๆ ในแหล่งน้ำ โดยจะถูกกินโดยสัตว์น้ำวัยอ่อน ตามด้วยสัตว์น้ำอื่น ๆ ต่อกันไปเรื่อย ๆ ในห่วงโซ่อาหารจนถึงมนุษย์ (สุปิยนิตย์ ไม้แพ, 2551)  
(2) สัตว์หน้าดิน (Benthos) เป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อาศัยและดำรงชีวิตอยู่บนผิวหน้าดินบริเวณพื้นท้องน้ำหรือแทรกตัวอยู่ในตะกอนท้องน้ำ ซึ่งแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มคือ กลุ่มที่อาศัยบนผิวดิน (Epifauna) และกลุ่มที่อาศัยอยู่ในดิน (Infauna) สัตว์หน้าดินส่วนใหญ่เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง และเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีความหลากหลายสูงเช่นกัน กลุ่มที่มักพบเป็นกลุ่มเด่นในแหล่งน้ำต่าง ๆ ได้แก่ ไส้เดือนทะเล หอย และครัสเตเชียน
(3) สัตว์ที่ว่ายอยู่ในมวลน้ำ (Nekton) ส่วนใหญ่เป็นพวกปลา นอกจากนี้ยังมีกุ้งหรือปูบางชนิด

สาเหตุของภัยแล้งทั่วโลกและในประเทศไทยประกอบด้วยสาเหตุหลัก 2 ประการ คือ สาเหตุโดยธรรมชาติ (เช่น ระบบการหมุนเวียนของบรรยากาศ การเปลี่ยนแปลงส่วนผสมของบรรยากาศ การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเล การเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ระหว่างบรรยากาศกับน้ำทะเลหรือมหาสมุทร การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ภาวะโลกร้อน และภัยธรรมชาติ เช่น วาตภัยและแผ่นดินไหว) และสาเหตุโดยการกระทำของมนุษย์ (เช่น การตัดไม้ทำลายป่า การพัฒนาด้านอุตสาหกรรม การทำลายชั้นโอโซน และภาวะเรือนกระจก) (สุภัทรา วิเศษศรี 2563) จากความหลากหลายของสาเหตุที่ทำให้เกิดภัยแล้งนี้ การคาดการณ์สถานการณ์และความรุนแรงของภัยแล้งจึงมีความสำคัญ เพื่อช่วยในการจำแนกวิเคราะห์และติดตามผลกระทบของภัยแล้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

1) ความแห้งแล้งทางอุตุนิยมวิทยา (Meteorological Drought) เกิดจากฝนทิ้งช่วง หรือมีฝนน้อยกว่าระดับที่กำหนด (Threshold)  2) ความแห้งแล้งทางอุทกวิทยา (Hydrological Drought) เกิดจากระดับน้ำผิวดินในแม่น้ำ อ่างเก็บน้ำ และทะเลสาบลดลง รวมถึงพื้นที่เปียกชื้นที่เป็นที่อยู่ของสัตว์น้ำลดลงเป็นบริเวณกว้าง 3) ความแห้งแล้งทางการเกษตร (Agricultural Drought) เป็นผลกระทบต่อเนื่องมาจากความแห้งแล้งทางอุตุนิยมวิทยา จากการทิ้งช่วงของฝนที่ทำให้ดินขาดความชุ่มชื้นจนส่งผลกระทบต่อพืชทางการเกษตรบางชนิด และส่งผลให้น้ำในดินขาดแคลน 4) ความแห้งแล้งทางเศรษฐกิจและสังคม (Socio-economic Drought) เป็นความแห้งแล้งที่มองผลกระทบต่อคนเป็นหลัก โดยพิจารณาจากความต้องการใช้น้ำกับความจำกัดของทรัพยากร ซึ่งส่งผลกระทบมาจากความแห้งแล้งใน 3 รูปแบบข้างต้น เช่น ความแห้งแล้งทางการเกษตรส่งผลให้ผลผลิตทางการเกษตรลดลง ราคาพืชผลสูงขึ้น ทำให้เกิดการขาดแคลนอาหาร 5) ความแห้งแล้งทางระบบนิเวศวิทยา (Ecological Drought) คือภาวะภัยแล้งที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อระบบนิเวศในธรรมชาติ (NIDIS, 2021) อย่างไรก็ตาม ภัยแล้งนี้ไม่เหมือนกับภัยแล้งประเภทอื่น เนื่องจากความแห้งแล้งทางระบบนิเวศวิทยายังไม่มีดัชนีที่ใช้ชี้วัดในเชิงปริมาณ เพื่อประเมินระดับความรุนแรงและความเสี่ยงในระบบนิเวศ (Lake,  2011) ด้วยเหตุนี้การศึกษาหาแนวทางเพื่อคาดการณ์ผลของภัยแล้งต่อระบบนิเวศแหล่งน้ำ จะสามารถช่วยในการวิเคราะห์และประเมินผลกระทบของภัยแล้งต่อองค์ประกอบในระบบนิเวศแหล่งน้ำ อันจะนำไปสู่ข้อมูลเบื้องต้นและเป็นแนวทางป้องกันและบรรเทาผลกระทบของภัยแล้งต่อระบบนิเวศได้อย่างเหมาะสมต่อไป

การศึกษาแพลงก์ตอนที่อยู่ในแหล่งน้ำเพื่อการวิเคราะห์และประเมินผลกระทบต่อระบบนิเวศได้อย่างถูกต้อง ต้องมีการศึกษาทั้งเชิงคุณภาพ (Qualitative Study) ซึ่งเป็นการศึกษาชนิดของแพลงก์ตอน และการศึกษาเชิงปริมาณ (Quantitative Study) ซึ่งเป็นการหาความหนาแน่นและมวลชีวภาพของแพลงก์ตอน ควบคู่กับการศึกษาปัจจัยสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง เช่น ปริมาณน้ำฝน ปริมาณน้ำจืดที่ไหลลงแหล่งน้ำ อุณหภูมิ ความเค็ม ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ และความเป็นกรด-ด่าง (pH)

การศึกษาแพลงก์ตอนพืช วิธีมาตรฐานในการเก็บตัวอย่างแพลงก์ตอนพืชทำได้โดยการตักน้ำที่ระดับความลึกต่าง ๆ ที่แสงส่องถึง เป็นปริมาตร 10 - 20 ลิตร (ขึ้นกับความขุ่นของน้ำ) มากรองผ่านถุงกรองขนาดตา 10 หรือ 20 ไมโครเมตร (ในแหล่งน้ำนิ่งอาจใช้ผ้ากรองขนาดตา 10 ไมโครเมตร) นำตัวอย่างที่ค้างอยู่ในถุงกรองใส่ในขวดตัวอย่างและเติมฟอร์มัลดีไฮด์ (Formaldehyde) ที่ปรับให้เป็นกลางที่ความเข้มข้น 2 เปอร์เซ็นต์หรือน้ำยาลูกอล (Lugol’s Solution) ที่ 1 เปอร์เซ็นต์ จากนั้นนำตัวอย่างแพลงก์ตอนพืชไปนับด้วย Sedgewick Rafter Slide ขนาด 1 มิลลิลิตร ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบเลนส์ประกอบ (Compound Microscope) และคำนวณหาปริมาณแพลงก์ตอนพืชในหน่วยเซลล์ต่อลิตร (Sournia, 1978; Andersen and Throndsen, 2004) ดังสมการที่ 1

การศึกษาแพลงก์ตอนสัตว์ ทำได้โดยการใช้ถุงเก็บแพลงก์ตอนขนาดตา 60 - 500 ไมโครเมตรขึ้นกับวัตถุประสงค์และแพลงก์ตอนสัตว์กลุ่มเป้าหมาย โดยทั่วไปแพลงก์ตอนสัตว์ในแหล่งน้ำนิ่งส่วนใหญ่มีขนาดเล็กจึงสามารถใช้ถุงเก็บแพลงก์ตอนขนาดตา 60 - 100 ไมโครเมตร แต่หากเป็นในแม่น้ำหรือทะเลนิยมใช้ถุงเก็บแพลงก์ตอนขนาดตา 100 - 300 ไมโครเมตร วิธีการเก็บตัวอย่างแพลงก์ตอนสัตว์ขึ้นกับสภาพแวดล้อมของสถานที่ที่เราเก็บตัวอย่าง หากเป็นแหล่งน้ำนิ่ง เช่น อ่างเก็บน้ำขนาดเล็กหรือแหล่งน้ำตื้นเราสามารถใช้วิธีการตักน้ำอย่างน้อย 100 ลิตรมากรองผ่านถุงเก็บแพลงก์ตอน แต่หากเป็นแหล่งน้ำที่ค่อนข้างลึกต้องนั่งเรือไปเก็บควรใช้วิธีการลากโดยหย่อนถุงเก็บแพลงก์ตอนลงไปจนถึงใกล้ท้องน้ำแล้วดึงขึ้นมาจะทำให้ได้ตัวอย่างแพลงก์ตอนสัตว์ตลอดทั้งมวลน้ำ ซึ่งในการลากตัวอย่างจะต้องมีมาตรวัดปริมาตรน้ำ (Flow Meter) ติดไว้ที่ปากถุงเก็บแพลงก์ตอน ตัวอย่างที่ได้จะนำไปใส่ขวดแล้วเติมฟอร์มัลดีไฮด์ที่ทำให้เป็นกลางที่ความเข้มข้น 4 เปอร์เซ็นต์ หลังจากนั้นจะนำแพลงก์ตอนสัตว์ไปจำแนกชนิดและนับจำนวนภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบสเตอริโอ (Stereo Microscope) หากตัวอย่างหนาแน่นมากสามารถแบ่งตัวอย่างเป็นส่วน ๆ ที่เท่ากันและนับเพียง 1 ส่วนได้ สุดท้ายจึงนำมาคำนวณหาความชุกชุมของแพลงก์ตอนสัตว์ในหน่วยตัวต่อลูกบาศก์เมตร (Harris et al., 2000; Suthers and Rissik, 2009) ดังสมการที่ 2 (Wiebe et al., 2017)

โครงการวิจัยนี้ได้รับทุนอุดหนุนการวิจัยจากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยโดย กองทุนส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (กองทุน ส่งเสริม ววน.) ภายใต้โครงการ “การบูรณาการการบริหารจัดการน้ำในภาวะภัยแล้งเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืนในประเทศไทย”