ข้ามไปเนื้อหา

ชีพลักษณ์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ชีพลักษณ์ หรือ ฟีโนโลยี (Phenology) คือการศึกษารูปแบบเหตุการณ์ทางชีววิทยาที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาต่างๆ ของวัฏจักรชีวิต เช่น การเปลี่ยนแปลงของพืชและสัตว์ ซึ่งได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น สภาพอากาศตามฤดูกาล การเปลี่ยนแปลงระหว่างปี และสภาพแวดล้อม (เช่น ระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเล) การศึกษาด้านชีพลักษณ์นี้มักจะมุ่งเน้นที่การเฝ้าดูปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับฤดูกาล เช่น วันที่ดอกไม้เริ่มบาน วันที่ผีเสื้อบินครั้งแรก การปรากฏตัวของนกอพยพครั้งแรก วันที่ใบไม้เปลี่ยนสี และวันที่กบเริ่มวางไข่

ในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ด้านนิเวศวิทยา คำว่าชัพลักษณ์มักถูกใช้เพื่อบ่งบอกถึงช่วงเวลาของเหตุการณ์ทางชีวภาพตามฤดูกาล ซึ่งอาจรวมถึงช่วงที่เหตุการณ์เหล่านี้เริ่มขึ้นและสิ้นสุดลง ตัวอย่างเช่น นกบางชนิดอาจปรากฏตัวเฉพาะช่วงเดือนเมษายนถึงกันยายน นอกจากนี้ การศึกษาด้านฟีโนโลยียังมีความสำคัญอย่างมากในการทำความเข้าใจผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยเฉพาะปรากฏการณ์ทางชีววิทยาที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิมากๆ แม้จะเป็นการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยก็ตาม

ข้อมูลทางชีพลักษณ์สามารถนำมาใช้แทนอุณหภูมิในประวัติศาสตร์ทางภูมิอากาศวิทยาได้ โดยเฉพาะในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อน ตัวอย่างหนึ่งคือบันทึกการปลูกองุ่นในยุโรปซึ่งสามารถนำมาใช้สร้างบันทึกอุณหภูมิในช่วงฤดูร้อนย้อนหลังได้กว่า 500 ปี การข้อมูลทางชีพลักษณ์ยังมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในเรื่องการให้ข้อมูลที่มีความละเอียดเชิงเวลาสูงเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในปัจจุบัน ซึ่งช่วยให้การวิจัยด้านภาวะโลกร้อนมีความแม่นยำมากยิ่งขึ้น ซึ่งการศึกษาด้านฟีโนโลยีนี้จึงไม่เพียงแต่ให้ข้อมูลเชิงลึกในอดีต แต่ยังสามารถใช้เป็นเครื่องมือในการติดตามการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศในปัจจุบัน และช่วยให้เรามองเห็นแนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้นในอนาคต

นิรุกติศาสตร์ของคำว่า ฟีโนโลยี (Phenology)

[แก้]

คำว่า "ฟีโนโลยี" มีรากศัพท์มาจากภาษากรีกสองคำ ได้แก่ กรีก φαίνω ( phainō ) ซึ่งหมายถึง "แสดง, นำมาสู่แสงสว่าง, ทำให้ปรากฏ" และ + λόγος ( logos ) ที่แปลว่า "การศึกษา, การสนทนา และการใช้เหตุผล" คำนี้จึงสื่อถึงการศึกษาปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตามช่วงเวลา โดยเน้นถึงเหตุการณ์ทางชีววิทยาที่ปรากฏครั้งแรกในแต่ละรอบปี

คำนี้ถูกใช้ครั้งแรกโดย ชาร์ล ฟร็องซัวส์ อ็องตวน มอร์เรน (Charles François Antoine Morren) ศาสตราจารย์ด้านพฤกษศาสตร์ที่ มหาวิทยาลัยลีแยฌ (University of Liège) ในประเทศเบลเยียม มอร์เรนเป็นลูกศิษย์ของ อาดอล์ฟ เกเตเลต์ (Adolphe Quetelet) ซึ่งได้ทำการสังเกตปรากฏการณ์ทางสรีรวิทยาของพืชที่หอดูดาวหลวงแห่งเบลเยียมในกรุงบรัสเซลส์ เขาถือเป็น "หนึ่งในผู้นำในศตวรรษที่ 19 ในด้านนี้" ในปี พ.ศ. 2382 (ค.ศ. 1839) เขาเริ่มการสังเกตการณ์ครั้งแรกและสร้างเครือข่ายครอบคลุมเบลเยียมและยุโรป ซึ่งมีสถานีสังเกตการณ์ประมาณ 80 แห่งในช่วงปี พ.ศ. 2383–2413 (ค.ศ. 1840–1870)

มื่อวันที่ 16 ธันวาคม พ.ศ. 2392 (ค.ศ. 1849) มอร์เรนใช้คำว่า "ฟีโนโลยี" เป็นครั้งแรกในการบรรยายสาธารณะที่ราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์ อักษรศาสตร์ และวิจิตรศิลป์แห่งเบลเยียมในกรุงบรัสเซลส์ เพื่ออธิบาย "วิทยาศาสตร์เฉพาะที่มุ่งเน้นการศึกษาการแสดงออกของชีวิตที่ถูกควบคุมโดยกาลเวลา"

เมื่อวันที่ 16 ธันวาคม พ.ศ. 2392 มอร์เรนใช้คำว่า "ฟีโนโลยี" เป็นครั้งแรกในการบรรยายสาธารณะที่ ราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์ อักษรศาสตร์ และวิจิตรศิลป์แห่งเบลเยียม ในกรุงบรัสเซลส์ เพื่ออธิบาย "วิทยาศาสตร์เฉพาะที่มุ่งหมายเพื่อทราบถึงการแสดงออกของชีวิตที่ถูกควบคุมโดยกาลเวลา"

สี่ปีต่อมา มอร์เรนได้ตีพิมพ์ผลงานชื่อ "Phenological Memories" อย่างไรก็ตาม คำว่า "ฟีโนโลยี" อาจไม่เป็นที่นิยมในทศวรรษต่อมา ตัวอย่างเช่น ในบทความของ The Zoologist ปี ค.ศ. 1899 ที่บรรยายถึงการประชุมทางนกวิทยาที่ซาราเยโว ซึ่งมีการหารือเกี่ยวกับ "คำถามเกี่ยวกับฟาเอนโลยี (Phaenology)" บรรณาธิการ วิลเลียม ลูคัส ดิสแทนท์ (William Lucas Distant) ได้ใส่เชิงอรรถว่า: "คำนี้แทบไม่ได้ใช้ และเราได้รับแจ้งจากผู้เชี่ยวชาญระดับสูงว่าคำนี้สามารถกำหนดให้เป็น 'ชีววิทยาการสังเกต' และเมื่อนำไปใช้กับนก อาจหมายถึงการศึกษาหรือวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการสังเกตลักษณะภายนอกของนก"

บันทึก

[แก้]

ประวัติศาสตร์

[แก้]
ข้อมูลเกี่ยวกับวันในประวัติศาสตร์ของปีสำหรับดัชนีการบานครั้งแรก (First Bloom Index หรือ FBI) ในเขตรักษาพันธุ์แห่งชาติ Tallgrass Prairie รัฐแคนซัส ซึ่งมาจากการศึกษาของ วิลเลียม โมนาฮาน แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของเวลาที่พืชเริ่มบานครั้งแรกในแต่ละปี การปรับข้อมูลเหล่านี้ด้วย แบบจำลองการถดถอยพหุนามท้องถิ่น (LOESS) ทำให้เห็นแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลานั้นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

การสังเกตเหตุการณ์ทางฟีโนโลยีมีรากฐานยาวนาน ตั้งแต่ยุคเกษตรกรรมโบราณ โดยผู้คนใช้ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเป็นเครื่องมือในการกำหนดเวลาในการทำกิจกรรมต่างๆ ตัวอย่างเช่น สุภาษิตดั้งเดิมที่เกี่ยวข้องกับการเกษตรมักบ่งบอกถึงช่วงเวลาที่เหมาะสมในการหว่านพืชหรือเก็บเกี่ยว เช่น "เมื่อต้นสโลว์ (blackthorn) ออกดอกขาวเหมือนแผ่นกระดาษ จงหว่านข้าวบาร์เลย์ ไม่ว่าจะเปียกหรือแห้ง" นอกจากนี้ ยังมีการคาดการณ์สภาพอากาศจากการสังเกตปรากฏการณ์ธรรมชาติ เช่น "ถ้าต้นโอ๊กผลิใบก่อนต้นเถ้า จะมีฝนมาก แต่ถ้าต้นเถ้าผลิใบก่อน จะเป็นฤดูร้อนที่ร้อนและแห้ง" แม้ว่าการคาดการณ์เหล่านี้อาจไม่แม่นยำเสมอไป แต่สะท้อนถึงความพยายามในการเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงทางธรรมชาติกับสภาพภูมิอากาศในอนาคต

หนึ่งในโครงการสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการสังเกตการณ์ทางฟีโนโลยีคือ โครงการสรีรวิทยานกอเมริกาเหนือ ของศูนย์วิจัยสัตว์ป่า USGS Patuxent (PWRC) ซึ่งรวบรวมบันทึกวันมาถึงและวันออกเดินทางของนกมากกว่า 870 สายพันธุ์ทั่วอเมริกาเหนือ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2423 ถึง พ.ศ. 2513 โดยเริ่มต้นจาก Wells W. Cooke และได้รับความร่วมมือจากผู้สังเกตการณ์กว่า 3,000 คน รวมถึงนักธรรมชาติวิทยาชื่อดังหลายคนในยุคนั้น หลังจากโครงการนี้สิ้นสุดลงในปี พ.ศ. 2513 มันก็ได้ฟื้นฟูอีกครั้งในปี พ.ศ. 2552 เพื่อสร้างการถอดความบันทึกเหล่านี้เป็นรูปแบบดิจิทัล และเปิดให้สาธารณชนทั่วโลกมีส่วนร่วมในการบันทึกข้อมูล

นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษ Gilbert White และ William Markwick รายงานเหตุการณ์ตามฤดูกาลของพืชและสัตว์มากกว่า 400 สายพันธุ์ ได้แก่ Gilbert White ใน เมือง Selborne รัฐแฮมป์เชียร์ และ William Markwick ใน เมือง Battle รัฐซัสเซกซ์ ในช่วงเวลา 25 ปีระหว่าง พ.ศ. 2311 ถึง พ.ศ. 2336 ข้อมูลที่รายงานใน White's Natural History and Antiquities of Selborne [1] ถูกรายงานว่าเป็นวันที่เร็วที่สุดและล่าสุดสำหรับแต่ละเหตุการณ์ในรอบ 25 ปี ดังนั้นจึงไม่สามารถระบุการเปลี่ยนแปลงรายปีได้

ในประเทศญี่ปุ่นและประเทศจีน ช่วงเวลาแห่งการบานของต้นซากุระและต้นพีชมักจะเกี่ยวข้องกับเทศกาลโบราณ โดยสามารถสืบย้อนช่วงวันที่ดังกล่าวกลับไปได้ถึงศตวรรษที่ 8 โดยหลักการแล้ว บันทึกทางประวัติศาสตร์ดังกล่าวอาจสามารถให้การประมาณค่าสภาพภูมิอากาศในวันที่ยังไม่มีบันทึกทางเครื่องมือได้ ตัวอย่างเช่น บันทึกวันที่เก็บเกี่ยว องุ่น ปิโนต์นัวร์ ใน เบอร์กันดี ถูกนำมาใช้เพื่อพยายามสร้างอุณหภูมิในช่วงฤดูใบไม้ผลิถึงฤดูร้อนตั้งแต่ปี ค.ศ. 1370 ถึงปี ค.ศ. 2003 ขึ้นมาใหม่ [2] [3] ค่าที่สร้างขึ้นใหม่ในช่วงปี ค.ศ. 1787 ถึงปี ค.ศ. 2000 มีความสัมพันธ์กับข้อมูลเครื่องมือของปารีสที่ประมาณ 0.75

ทันสมัย

[แก้]

บริเตนใหญ่

[แก้]

โรเบิร์ต มาร์แชม บิดาผู้ก่อตั้งการบันทึกปรากฏการณ์ทางธรรมชาติสมัยใหม่ เป็นเจ้าของที่ดินผู้มั่งคั่งที่เก็บบันทึกอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับ "สิ่งบ่งชี้ฤดูใบไม้ผลิ" บนที่ดินของเขาที่ สแตรตตัน สตอร์เลสส์ เมือง นอร์ฟอล์ก ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2279 (ค.ศ. 1736) สิ่งเหล่านี้มีรูปแบบเป็นวันที่เกิดเหตุการณ์ครั้งแรก เช่น วันออกดอก วันแตกตา การเกิด หรือการบินของแมลง ครอบครัวของ Marsham หลายชั่วรุ่นต่างบันทึกเหตุการณ์เดียวกันหรือ "ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น" อย่างต่อเนื่องตลอดช่วงเวลาที่ยาวนานอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน จนกระทั่งสิ้นสุดลงด้วยการเสียชีวิตของ Mary Marsham ในปีพ.ศ. 2501 ZX ทำให้สามารถสังเกตแนวโน้มต่างๆ และเชื่อมโยงกับบันทึกสภาพอากาศในระยะยาวได้ ข้อมูลแสดงให้เห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในวันที่ซึ่งสอดคล้องอย่างกว้างขวางกับปีที่มีอากาศอบอุ่นและหนาวเย็น ระหว่างปี พ.ศ. 2393 ถึง พ.ศ. 2493 มีแนวโน้มระยะยาวของการที่สภาพอากาศอบอุ่นขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป และในช่วงเวลาเดียวกันนี้ บันทึกวันที่ใบโอ๊กปรากฏบนภูเขามาร์แชมก็มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเร็วขึ้น [4]

หลังจากปีพ.ศ. 2503 อัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิร่างกายได้เร่งขึ้น ซึ่งสะท้อนให้เห็นได้จากการที่ใบโอ๊กเริ่มออกเร็วขึ้นตามที่บันทึกไว้ในข้อมูลที่รวบรวมโดย Jean Combes ในเมือง Surrey ในช่วง 250 ปีที่ผ่านมา วันที่ใบโอ๊คเริ่มแตกใบดูเหมือนว่าจะเร็วขึ้นประมาณ 8 วัน ซึ่งสอดคล้องกับภาวะโลกร้อนโดยรวมที่อยู่ที่ประมาณ 1.5 วัน °C ในช่วงเวลาเดียวกัน

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 การบันทึกลักษณะและพัฒนาการของพืชและสัตว์ได้กลายมาเป็นกิจกรรมยามว่างของชาติ และระหว่างปี พ.ศ. 2434 ถึง พ.ศ. 2491 ราชสมาคมอุตุนิยมวิทยา (RMS) ได้จัดโครงการบันทึกปรากฏการณ์ต่างๆ ขึ้นทั่วหมู่เกาะอังกฤษ ในบางปี มีผู้สังเกตการณ์มากถึง 600 รายส่งผลตอบแทนมา โดยเฉลี่ยมีจำนวนเพียงไม่กี่ร้อยราย ในช่วงเวลานี้ มีการบันทึกระยะฟีโนเฟสหลักของพืช 11 ระยะอย่างต่อเนื่องตลอดระยะเวลา 58 ปีตั้งแต่ปี พ.ศ. 2434 ถึง พ.ศ. 2491 และมีการบันทึกระยะฟีโนเฟสเพิ่มเติมอีก 14 ระยะในช่วง 20 ปีระหว่าง พ.ศ. 2472 ถึง พ.ศ. 2491 ผลตอบแทนจะได้รับการสรุปในแต่ละปีในวารสารรายไตรมาสของ RMS ในชื่อ The Phenological Reports Jeffree (1960) สรุปข้อมูล 58 ปี [5] ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวันออกดอกอาจเร็วกว่ากำหนดถึง 21 วันและช้ากว่ากำหนดถึง 34 วัน โดยที่ดอกบานเร็วที่สุดในพืชที่ออกดอกในฤดูร้อน และบานช้ามากที่สุดสำหรับพืชที่ออกดอกในฤดูใบไม้ผลิ ในสิ่งมีชีวิตทั้ง 25 ชนิด การกำหนดเวลาของเหตุการณ์ทางฟีโนโลยีทั้งหมดมีความเกี่ยวข้องอย่างมีนัยสำคัญกับอุณหภูมิ [6] [7] ซึ่งบ่งชี้ว่าเหตุการณ์ทางฟีโนโลยีมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเร็วขึ้นเมื่อสภาพภูมิอากาศอบอุ่นขึ้น

รายงานทางฟีโนโลยี ยุติลงอย่างกะทันหันในปีพ.ศ. 2491 หลังจากดำเนินมาเป็นเวลา 58 ปี และอังกฤษก็ยังคงไม่มีโครงการบันทึกข้อมูลระดับชาติเป็นเวลาเกือบ 50 ปี ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเริ่มปรากฏให้เห็นอย่างชัดเจน ในช่วงเวลาดังกล่าว ผู้สังเกตการณ์เฉพาะบุคคลได้มีส่วนสนับสนุนที่สำคัญ นักธรรมชาติวิทยาและนักเขียน Richard Fitter บันทึกวันออกดอกแรก (FFD) ของพืชดอกของอังกฤษ 557 สายพันธุ์ในอ็อกซ์ฟอร์ดเชียร์ระหว่างประมาณปี พ.ศ. 2497 ถึง พ.ศ. 2533 Richard Fitter และ Alistair Fitter ลูกชายของเขาได้เขียนบทความลงใน นิตยสาร Science เมื่อปี 2002 โดยพบว่า "อัตราการออกดอกเฉลี่ยของพืชในอังกฤษ 385 ชนิดเพิ่มขึ้น 4.5 วันในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาเมื่อเปรียบเทียบกับสี่ทศวรรษก่อนหน้านั้น" [8] [9] พวกเขาสังเกตว่าอัตราการออกดอกเฉลี่ยมีความอ่อนไหวต่ออุณหภูมิ ดังจะเห็นพ้องกันว่า "ในปัจจุบัน พืช 150 ถึง 200 ชนิดอาจออกดอกเร็วขึ้นโดยเฉลี่ย 15 วันในอังกฤษเมื่อเทียบกับในอดีตอันใกล้นี้" และอัตราการออกดอกเฉลี่ยในช่วงแรกๆ เหล่านี้จะ "ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อระบบนิเวศและวิวัฒนาการ" ในสกอตแลนด์ เดวิด กริเซนธเวต ได้บันทึกวันที่เขาตัดหญ้าตั้งแต่ปี 1984 ไว้อย่างพิถีพิถัน การตัดครั้งแรกของปีของเขาเกิดขึ้นเร็วกว่าในปี 1984 ถึง 13 วันในปี 2547 และการตัดครั้งสุดท้ายของเขาเกิดขึ้นหลังจากนั้น 17 วัน ซึ่งเป็นหลักฐานที่บ่งชี้ว่าฤดูใบไม้ผลิมาถึงเร็วกว่าปกติและสภาพอากาศโดยทั่วไปก็อบอุ่นขึ้น [10] [11] [12]

Tim Sparks ได้กลับมาเริ่มการบันทึกระดับประเทศอีกครั้งในปี 1998 [13] และตั้งแต่ปี 2000 เป็นต้นมา [14] ได้รับการนำโดยโครงการ วิทยาศาสตร์ของพลเมือง ที่ชื่อว่า Nature's Calendar [2] ซึ่งดำเนินการโดย Woodland Trust และ Centre for Ecology and Hydrology การวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการแตกของตาไม้โอ๊คดำเนินไปมากกว่า 11 วันนับตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 และนกประจำถิ่นและนกอพยพไม่สามารถตามทันการเปลี่ยนแปลงนี้ได้ [15]

ยุโรปแผ่นดินใหญ่

[แก้]

ในยุโรป มีการดำเนินการเครือข่ายทางฟีโนโลยีในหลายประเทศ เช่น หน่วยงานอุตุนิยมวิทยาแห่งชาติของเยอรมนีดำเนินการเครือข่ายที่มีความหนาแน่นมาก โดยมีพื้นที่ประมาณ ผู้สังเกตการณ์จำนวน 1,200 คน ส่วนใหญ่เป็นแบบสมัครใจ [16] โครงการ Pan European Phenology (PEP) เป็นฐานข้อมูลที่รวบรวมข้อมูลด้านฟีโนโลยีจากประเทศต่างๆ ในยุโรป ปัจจุบันหน่วยงานอุตุนิยมวิทยาของยุโรป 32 แห่งและพันธมิตรโครงการจากทั่วทั้งยุโรปได้เข้าร่วมและจัดหาข้อมูล [17]

ประเทศอื่นๆ

[แก้]

มีเครือข่ายฟีโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา [3] ซึ่งมีทั้งนักวิทยาศาสตร์มืออาชีพและผู้บันทึกข้อมูลทั่วไปเข้าร่วม

ประเทศอื่นๆ มากมาย เช่น แคนาดา (Alberta Plantwatch [4] และ Saskatchewan PlantWatch [18] ) จีน และออสเตรเลีย [19] ก็มีโครงการด้านฟีโนโลยีเช่นกัน

ในอเมริกาเหนือตอนตะวันออก เกษตรกร มักใช้ปฏิทินเพื่ออ่านข้อมูลเกี่ยวกับสรีรวิทยาการกระทำ (ในเกษตรกรรม) โดยคำนึงถึงตำแหน่งทางดาราศาสตร์ในขณะนั้นด้วย William Felker ศึกษาเกี่ยวกับสรีรวิทยาใน รัฐโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา ตั้งแต่ปี 1973 และปัจจุบันได้ตีพิมพ์ "Poor Will's Almanack" ซึ่งเป็นปฏิทินสรีรวิทยาสำหรับเกษตรกร (อย่าสับสนกับปฏิทินชื่อเดียวกันในช่วงปลายศตวรรษที่ 18)

ใน ป่าฝนอเมซอน ของอเมริกาใต้ ช่วงเวลาของการผลิตและ การหลุดร่วง ของใบมีความเชื่อมโยงกับจังหวะใน การผลิตขั้นต้นโดยรวม ในหลายพื้นที่ [20] [21] ในช่วงต้นของอายุขัย ใบไม้จะมีความสามารถใน การสังเคราะห์แสง [22] และในป่าดิบชื้นของบางภูมิภาคของลุ่มน้ำอเมซอน (โดยเฉพาะภูมิภาคที่มีฤดูแล้งยาวนาน) ต้นไม้หลายชนิดจะผลิตใบอ่อนมากขึ้นในฤดูแล้ง [23] ส่งผลให้ความสามารถในการสังเคราะห์แสงของป่าเพิ่มขึ้นตามฤดูกาล [24]

เซ็นเซอร์บนอากาศ

[แก้]
ไฟล์:MODIS NDVI Temporal Profile Conifer.jpg
โปรไฟล์ชั่วคราว NDVI สำหรับพื้นที่ป่าสนโดยทั่วไปในช่วงเวลาหกปี โปรไฟล์ชั่วคราวนี้แสดงถึงฤดูกาลการเติบโตในแต่ละปี รวมถึงการเปลี่ยนแปลงในโปรไฟล์นี้จากปีต่อปีอันเนื่องมาจากสภาพภูมิอากาศและข้อจำกัดอื่นๆ ข้อมูลและกราฟขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ดัชนีพืชสาธารณะมาตรฐานเซ็นเซอร์ MODIS ข้อมูลเก็บถาวรที่ ORNL DAAC [1] โดยได้รับความอนุเคราะห์จาก Dr. Robert Cook [25]

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุดในการศึกษาโลกจากอวกาศส่งผลให้เกิดการวิจัยด้านฟีโนโลยีสาขาใหม่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสังเกตฟีโนโลยีของ ระบบนิเวศ ทั้งหมดและ พืชพรรณ ในระดับโลกโดยใช้วิธีการตัวแทน วิธีการเหล่านี้เสริมวิธีการทางฟีโนโลยีดั้งเดิมที่ใช้บันทึกการเกิดขึ้นครั้งแรกของสายพันธุ์และฟีโนเฟสแต่ละตัว

แนวทางที่ประสบความสำเร็จสูงสุดนั้นใช้การติดตามการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวของดัชนีพืชพรรณ (เช่น ดัชนีพืชพรรณความแตกต่างที่ทำให้เป็นมาตรฐาน (NDVI)) NDVI ใช้ประโยชน์จากการสะท้อนแสงสีแดงในระดับต่ำของพืชพรรณ (พลังงานสีแดงส่วนใหญ่จะถูกดูดซับโดยพืชที่กำลังเจริญเติบโตเพื่อสังเคราะห์แสง) และการสะท้อนแสงที่รุนแรงในช่วง อินฟราเรด ใกล้ (พลังงานอินฟราเรดส่วนใหญ่จะถูกสะท้อนโดยพืชเนื่องจากโครงสร้างเซลล์ของพืช) เนื่องจากความทนทานและความเรียบง่าย NDVI จึงได้กลายมาเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ใช้การสำรวจระยะไกลที่ได้รับความนิยมมากที่สุด โดยทั่วไป ดัชนีพืชพรรณจะถูกสร้างขึ้นในลักษณะที่พลังงานแสงอาทิตย์ที่สะท้อนออกมาซึ่งถูกทำให้ลดทอนลง (1% ถึง 30% ของแสงอาทิตย์ตกกระทบ) จะถูกขยายโดยอัตราส่วนสีแดงและ NIR โดยปฏิบัติตามสมการนี้:

วิวัฒนาการของดัชนีพืชพรรณตามกาลเวลา ซึ่งแสดงโดยกราฟด้านบน แสดงให้เห็นถึง ความสัมพันธ์ อย่างแน่นแฟ้นกับระยะการเจริญเติบโตของพืชพรรณสีเขียวทั่วไป (การเกิดขึ้น ความแข็งแรง/การเติบโต ความสมบูรณ์พันธุ์ และการเก็บเกี่ยว/การแก่) เส้นโค้งชั่วคราวเหล่านี้ได้รับการวิเคราะห์เพื่อดึงข้อมูลพารามิเตอร์ที่มีประโยชน์เกี่ยวกับฤดูกาลเจริญเติบโตของพืช (ต้นฤดูกาล ปลายฤดูกาล ความยาวของ ฤดูกาลเจริญเติบโต ฯลฯ) อาจมีการแยก พารามิเตอร์ ฤดูกาลเพาะปลูกอื่นๆ ออกมา และสร้างแผนที่โลกของพารามิเตอร์ฤดูกาลเพาะปลูกใดๆ เหล่านี้ขึ้นมา และใช้ในการศึกษา การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ทุกประเภท

ตัวอย่างที่น่าสนใจของการใช้สรีรวิทยาตาม การสำรวจระยะไกล คือผลงานของ Ranga Myneni จาก มหาวิทยาลัยบอสตัน งานวิจัยนี้ [26] แสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนในผลผลิตพืชพรรณซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและการยืดเวลาฤดูกาลเพาะปลูกใน ป่าไทกา [27] ตัวอย่างอื่นที่อิงตาม ดัชนีพืชพรรณที่เพิ่มขึ้น (EVI) ของ MODIS ซึ่งรายงานโดย Alfredo Huete จาก มหาวิทยาลัยอริโซนา และเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่า ป่าฝนอเมซอน นั้น ตรงกันข้ามกับมุมมองที่ยึดถือกันมายาวนานเกี่ยวกับฤดูการเจริญเติบโตที่ซ้ำซากจำเจหรือการเจริญเติบโตเฉพาะในช่วงฤดูฝนที่ชื้นแฉะ ในความเป็นจริงแล้ว ป่าดิบชื้นจะแสดงการเจริญเติบโตแบบพุ่งสูงในช่วงฤดูแล้ง [28] [29]

อย่างไรก็ตาม พารามิเตอร์ทางฟีโนโลยีเหล่านี้เป็นเพียงการประมาณระยะการเจริญเติบโตทางชีววิทยาที่แท้จริงเท่านั้น สิ่งนี้เกิดจากข้อจำกัดของการสำรวจระยะไกลตามอวกาศในปัจจุบัน โดยเฉพาะความละเอียดเชิงพื้นที่ และลักษณะของดัชนีพืชพรรณ พิกเซลในภาพไม่มีเป้าหมายที่บริสุทธิ์ (เช่น ต้นไม้ พุ่มไม้ ฯลฯ) แต่ประกอบด้วยส่วนผสมของสิ่งใดก็ตามที่ตัดกับมุมมองของเซนเซอร์

ความไม่ตรงกันทางฟีโนโลยี

[แก้]
ภาพนกฮัมมิ่งเบิร์ดมาเยือนและผสมเกสรดอกไม้ หากดอกไม้บานเร็วเกินไปในฤดูกาลหรือหากนกฮัมมิ่งเบิร์ดอพยพล่าช้า ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ก็จะหายไป

สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่รวมทั้งพืชและสัตว์ต่างโต้ตอบกันภายในระบบนิเวศและแหล่งที่อยู่อาศัย ซึ่งเรียกว่า ปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพ [30] ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ (ไม่ว่าจะเป็นปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชกับพืช สัตว์กับสัตว์ ผู้ล่ากับเหยื่อ หรือพืชกับสัตว์) อาจมีความสำคัญต่อความสำเร็จและการอยู่รอดของประชากรและสายพันธุ์ด้วย

สิ่งมีชีวิตหลายชนิดประสบกับการเปลี่ยนแปลงในพัฒนาการของวงจรชีวิต การอพยพ หรือกระบวนการ/พฤติกรรมอื่นๆ ในช่วงเวลาที่แตกต่างกันของฤดูกาลซึ่งต่างจากรูปแบบก่อนหน้านี้เนื่องมาจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น ความไม่ตรงกันทางฟีโนโลยี ซึ่งสิ่งมีชีวิตที่โต้ตอบกันจะเปลี่ยนเวลาของช่วงที่เกิดซ้ำเป็นประจำในวัฏจักรชีวิตด้วยอัตราที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดความไม่ตรงกันในเวลาโต้ตอบ และส่งผลเสียต่อปฏิสัมพันธ์ดังกล่าว [31] ความไม่ตรงกันสามารถเกิดขึ้นได้ในปฏิสัมพันธ์ทางชีววิทยาที่แตกต่างกันมากมาย รวมถึงระหว่างสปีชีส์ใน ระดับโภชนาการ เดียวกัน (ปฏิสัมพันธ์ ภายในโภชนาการ ) (เช่น พืช-พืช) ระหว่างระดับโภชนาการที่แตกต่างกัน (ปฏิสัมพันธ์ ระหว่าง โภชนาการ) (เช่น พืช-สัตว์) หรือผ่านการสร้างการแข่งขัน (ปฏิสัมพันธ์ ภายในกิลด์ ) [32] ตัวอย่างเช่น หากพืชชนิดหนึ่งออกดอกเร็วกว่าปีที่แล้ว แต่แมลงผสมเกสรที่กินและผสมเกสรดอกไม้ชนิดนี้ไม่มาหรือเติบโตเร็วกว่านั้น ก็แสดงว่าเกิดความไม่ตรงกันทางฟีโนโลยีขึ้น ส่งผลให้ประชากรพืชลดลงเนื่องจากไม่มีแมลงผสมเกสรมาช่วยในการสืบพันธุ์ [33] ตัวอย่างอีกประการหนึ่งได้แก่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสายพันธุ์พืช ซึ่งการมีอยู่ของสายพันธุ์หนึ่งช่วยในการผสมเกสรของอีกสายพันธุ์หนึ่งผ่านการดึงดูดแมลงผสมเกสร อย่างไรก็ตาม หากสายพันธุ์พืชเหล่านี้พัฒนาในช่วงเวลาที่ไม่ตรงกัน ปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวจะได้รับผลกระทบในทางลบ และส่งผลให้สายพันธุ์พืชที่ต้องพึ่งพาอีกฝ่ายได้รับความเสียหาย

ความไม่ตรงกันทางฟีโนโลยีหมายถึงการสูญเสียปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพหลายอย่าง ดังนั้น ฟังก์ชันของระบบนิเวศ จึงมีความเสี่ยงที่จะได้รับผลกระทบเชิงลบหรือสูญเสียไปทั้งหมดเช่นกัน ความไม่ตรงกันทางสรีรวิทยาจะมีผลต่อสายพันธุ์และระบบนิเวศ ห่วง โซ่อาหาร ความสำเร็จ ในการสืบพันธุ์ ความพร้อมของทรัพยากร ประชากรและพลวัตของชุมชนในรุ่นต่อๆ ไป และส่งผลต่อกระบวนการวิวัฒนาการและ ความหลากหลายทางชีวภาพ โดยรวมด้วย

ดูเพิ่มเติม

[แก้]
  • วิทยาศาสตร์พลเมือง
  • นักสืบธรรมชาติ
  • ฤดูกาลแห่งการคืบคลาน
  • การเติบโตของวันองศา
  • วัฏจักรชีวิตทางชีววิทยา

อ้างอิง

[แก้]
  1. ↑ White, G (1789) The Natural History and Antiquities of Selborne
  2. ↑ Chuine, I.; Yiou, P.; Viovy, N.; Seguin, B.; Daux, V.; Le Roy, Ladurie (2004). "Grape ripening as a past climate indicator" (PDF). Nature. 432 (7015): 289–290. Bibcode:2004Natur.432..289C. doi:10.1038/432289a. PMID 15549085. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2011-09-28.
  3. ↑ Keenan, D.J. (2007). "Grape harvest dates are poor indicators of summer warmth" (PDF). Theoretical and Applied Climatology. 87 (1–4): 255–256. Bibcode:2007ThApC..87..255K. doi:10.1007/s00704-006-0197-9.
  4. ↑ Sparks, T.H.; Carey, P.D. (1995). "The responses of species to climate over two centuries: an analysis of the Marsham phenological record, 1736-1947". Journal of Ecology. 83 (2): 321–329. Bibcode:1995JEcol..83..321S. doi:10.2307/2261570. JSTOR 2261570.
  5. ↑ Jeffree, E.P. (1960). "Some long-term means from the Phenological reports (1891–1948) of the Royal Meteorological Society". Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 86 (367): 95–103. Bibcode:1960QJRMS..86...95J. doi:10.1002/qj.49708636710.
  6. ↑ Sparks, T.H.; Jeffree, E.P.; Jeffree, C.E. (2000). "An examination of the relationship between flowering times and temperature at the national scale using long-term phenological records from the UK". International Journal of Biometeorology. 44 (2): 82–87. Bibcode:2000IJBm...44...82S. doi:10.1007/s004840000049. PMID 10993562.
  7. ↑ Sparks, T. H.; Jeffree, E. P.; Jeffree, C. E. (2000). "An examination of the relationship between flowering times and temperature at the national scale using long-term phenological records from the UK". International Journal of Biometeorology. 44 (2): 82–87. Bibcode:2000IJBm...44...82S. doi:10.1007/s004840000049. PMID 10993562.
  8. ↑ Fitter, A.H.; Fitter, R.S.R. (2002). "Rapid changes in flowering time in British plants". Science. 296 (5573): 1689–1691. Bibcode:2002Sci...296.1689F. doi:10.1126/science.1071617. PMID 12040195.
  9. ↑ Fitter, A. H.; Fitter, R. S. R. (31 May 2002). "Rapid Changes in Flowering Time in British Plants" (PDF). Science. 296 (5573): 1689–91. Bibcode:2002Sci...296.1689F. doi:10.1126/science.1071617. PMID 12040195. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 18 July 2011. สืบค้นเมื่อ 2010-05-25.
  10. ↑ Clover, Charles (27 August 2005). "Change in climate leads to a month more mowing". Daily Telegraph.
  11. ↑ Cramb, Auslan (3 September 2005). "Lawn diarist earns his stripes". Daily Telegraph.
  12. ↑ "David's lawn mower and global warming". Fife Today. 1 September 2005. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 21 September 2019. สืบค้นเมื่อ 21 September 2019.
  13. ↑ "A brief history of phenology - Nature's Calendar".
  14. ↑ "A brief history of phenology - Nature's Calendar".
  15. ↑ Burgess, Malcolm D.; Smith, Ken W.; Evans, Karl L.; Leech, Dave; Pearce-Higgins, James W.; Branston, Claire J.; Briggs, Kevin; Clark, John R.; du Feu, Chris R.; Lewthwaite, Kate; Nager, Ruedi G. (23 April 2018). "Tritrophic phenological match–mismatch in space and time" (PDF). Nature Ecology & Evolution (ภาษาอังกฤษ). 2 (6): 970–975. Bibcode:2018NatEE...2..970B. doi:10.1038/s41559-018-0543-1. ISSN 2397-334X. PMID 29686235.
  16. ↑ Kaspar, Frank; Zimmermann, Kirsten; Polte-Rudolf, Christine (2014). "An overview of the phenological observation network and the phenological database of Germany's national meteorological service (Deutscher Wetterdienst)". Adv. Sci. Res. 11 (1): 93–99. Bibcode:2014AdSR...11...93K. doi:10.5194/asr-11-93-2014.
  17. ↑ Templ, Barbara; Koch, Elisabeth; Bolmgren, K; Ungersböck, Markus; Paul, Anita; Scheifinger, H; Rutishauser, T; Busto, M; Chmielewski, FM; Hájková, L; Hodzić, S (2018). "Pan European Phenological database (PEP725): a single point of access for European data". Int. J. Biometeorol. 62 (6): 1109–1113. Bibcode:2018IJBm...62.1109T. doi:10.1007/s00484-018-1512-8. PMID 29455297.
  18. ↑ Nature Saskatchewan : PlantWatch
  19. ↑ "ClimateWatch". EarthWatch Institute Australia. สืบค้นเมื่อ 28 August 2013.
  20. ↑ Wu, Jin; Albert, Loren P.; Lopes, Aline P.; Restrepo-Coupe, Natalia; Hayek, Matthew; Wiedemann, Kenia T.; Guan, Kaiyu; Stark, Scott C.; Christoffersen, Bradley (2016-02-26). "Leaf development and demography explain photosynthetic seasonality in Amazon evergreen forests" (PDF). Science (ภาษาอังกฤษ). 351 (6276): 972–976. Bibcode:2016Sci...351..972W. doi:10.1126/science.aad5068. ISSN 0036-8075. PMID 26917771.
  21. ↑ Restrepo-Coupe, Natalia; Da Rocha, Humberto R.; Hutyra, Lucy R.; Da Araujo, Alessandro C.; Borma, Laura S.; Christoffersen, Bradley; Cabral, Osvaldo M.R.; De Camargo, Plinio B.; Cardoso, Fernando L.; Da Costa, Antonio C. Lola; Fitzjarrald, David R. (2013-12-15). "What drives the seasonality of photosynthesis across the Amazon basin? A cross-site analysis of eddy flux tower measurements from the Brasil flux network" (PDF). Agricultural and Forest Meteorology (ภาษาอังกฤษ). 182–183: 128–144. Bibcode:2013AgFM..182..128R. doi:10.1016/j.agrformet.2013.04.031. ISSN 0168-1923.
  22. ↑ Flexas, J.; Loreto; Medrano (2012). "Photosynthesis during leaf development and ageing". Terrestrial Photosynthesis in a Changing Environment: A Molecular, Physiological, and Ecological Approach. Cambridge: Cambridge University Press. pp. 353–372. doi:10.1017/CBO9781139051477.028. ISBN 9781139051477.
  23. ↑ Lopes, Aline Pontes; Nelson, Bruce Walker; Wu, Jin; Graça, Paulo Maurício Lima de Alencastro; Tavares, Julia Valentim; Prohaska, Neill; Martins, Giordane Augusto; Saleska, Scott R. (2016-09-01). "Leaf flush drives dry season green-up of the Central Amazon". Remote Sensing of Environment (ภาษาอังกฤษ). 182: 90–98. Bibcode:2016RSEnv.182...90L. doi:10.1016/j.rse.2016.05.009. ISSN 0034-4257.
  24. ↑ Albert, Loren P.; Wu, Jin; Prohaska, Neill; de Camargo, Plinio Barbosa; Huxman, Travis E.; Tribuzy, Edgard S.; Ivanov, Valeriy Y.; Oliveira, Rafael S.; Garcia, Sabrina (2018-03-04). "Age-dependent leaf physiology and consequences for crown-scale carbon uptake during the dry season in an Amazon evergreen forest" (PDF). New Phytologist (ภาษาอังกฤษ). 219 (3): 870–884. doi:10.1111/nph.15056. ISSN 0028-646X. PMID 29502356.
  25. ↑ 49971CU_Txt
  26. ↑ Myneni, RB; Keeling, CD; Tucker, CJ; Asrar, G; Nemani, RR (1997). "Increased plant growth in the northern high latitudes from 1981 to 1991". Nature. 386 (6626): 698. Bibcode:1997Natur.386..698M. doi:10.1038/386698a0.
  27. ↑ ISI Web of Knowledge [v3.0]
  28. ↑ Huete, Alfredo R.; Didan, Kamel; Shimabukuro, Yosio E.; Ratana, Piyachat; Saleska, Scott R.; Hutyra, Lucy R.; Yang, Wenze; Nemani, Ramakrishna R.; Myneni, Ranga (2006). "Amazon rainforests green-up with sunlight in dry season" (PDF). Geophysical Research Letters. 33 (6): L06405. Bibcode:2006GeoRL..33.6405H. doi:10.1029/2005GL025583. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2016-03-04.
  29. ↑ Lindsey, Rebecca; Robert Simmon (June 30, 2006). "Defying Dry: Amazon Greener in Dry Season than Wet". The Earth Observatory. EOS Project Science Office, NASA Goddard. สืบค้นเมื่อ 29 August 2013.
  30. ↑ "Ecological Interactions". Khan Academy. 2020.
  31. ↑ Renner, Susanne S.; Zohner, Constantin M. (2018-11-02). "Climate Change and Phenological Mismatch in Trophic Interactions Among Plants, Insects, and Vertebrates". Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics (ภาษาอังกฤษ). 49 (1): 165–182. doi:10.1146/annurev-ecolsys-110617-062535. ISSN 1543-592X.
  32. ↑ Miller-Rushing, Abraham J.; Høye, Toke Thomas; Inouye, David W.; Post, Eric (2010-10-12). "The effects of phenological mismatches on demography". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 365 (1555): 3177–3186. doi:10.1098/rstb.2010.0148. ISSN 0962-8436. PMC 2981949. PMID 20819811.
  33. ↑ Gonsamo, Alemu; Chen, Jing M.; Wu, Chaoyang (2013-07-19). "Citizen Science: linking the recent rapid advances of plant flowering in Canada with climate variability". Scientific Reports (ภาษาอังกฤษ). 3 (1): 2239. Bibcode:2013NatSR...3E2239G. doi:10.1038/srep02239. ISSN 2045-2322. PMC 3715764. PMID 23867863.
เข้าถึงจาก "https://th.wikipedia.org/w/index.php?title=ชีพลักษณ์&oldid=11809154"