ภาวะโลกร้อน (Global Warming)
ภาวะโลกร้อน (Global Warming) เกิดจากการที่อุณหภูมิเฉลี่ยของอากาศบนโลกสูงขึ้น ไม่ว่าจะเป็นอากาศใกล้ผิวโลก หรือน้ำในมหาสมุทร อันเป็นเหตุให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Change) ซึ่งเป็นผลมาจากกิจกรรมในการดำเนินชีวิตของมนุษย์ ที่ทำให้ปริมาณ “ก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gases)” ในชั้นบรรยากาศเพิ่มสูงขึ้น จนก่อเกิดเป็น “ภาวะเรือนกระจก (Greenhouse Effect)”
ก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gases หรือ GHG)
ก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gas) คือ ก๊าซที่เป็นองค์ประกอบของบรรยากาศโลกห่อหุ้มโลกไว้เสมือนเรือนกระจก ที่ดูดซับและปลดปล่อยรังสีภายในช่วงความถี่ (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) อินฟราเรดร้อน (Thermal Infrared Range) ทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนบางส่วนออกสู่ห้วงอวกาศภายนอก และปลดปล่อยความร้อนกลับสู่พื้นผิวโลก ก๊าซเรือนกระจกเป็นก๊าซที่มีคุณสมบัติในการดูดซับคลื่นรังสีความร้อน หรือรังสีอินฟาเรดได้ดี ก๊าซเหล่านี้มีความจำเป็นต่อการรักษาอุณหภูมิในบรรยากาศของโลกให้คงที่ ซึ่งหากบรรยากาศโลกไม่มีก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศดังเช่นดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในระบบสุริยะแล้ว จะทำให้อุณหภูมิในตอนกลางวันนั้นร้อนจัด และในตอนกลางคืนนั้นหนาวจัด เนื่องจากก๊าซเหล่านี้ดูดคลื่นรังสีความร้อนไว้ในเวลากลางวัน แล้วค่อยๆ แผ่รังสีความร้อนออกมาในเวลากลางคืน ทำให้อุณหภูมิในบรรยากาศโลกไม่เปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน
มีก๊าซจำนวนมากที่มีคุณสมบัติในการดูดซับคลื่นรังสีความร้อน และถูกจัดอยู่ในกลุ่มก๊าซเรือนกระจก ซึ่งมีทั้งก๊าซที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญ คือ ไอน้ำ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โอโซน มีเทนและไนตรัสออกไซด์ สารซีเอฟซี เป็นต้น แต่ก๊าซเรือนกระจกที่ถูกควบคุมโดยพิธีสารเกียวโต มีเพียง 7 ชนิด โดยจะต้องเป็นก๊าซที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ (Anthropogenic greenhouse gas emission) เท่านั้น ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ก๊าซมีเทน (CH4) ก๊าซไนตรัสออกไซด์ (N20) ก๊าซไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC) ก๊าซเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน (PFC) ก๊าซซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ (SF6) และก๊าซไนโตรเจนไตรฟลูออไรด์ (NF3) ทั้งนี้ ยังมีก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ที่สำคัญอีกชนิดหนึ่ง คือ สารซีเอฟซี (CFC หรือ Chlorofluorocarbon) ซึ่งใช้เป็นสารทำความเย็นและใช้ในการผลิตโฟม แต่ไม่ถูกกำหนดในพิธีสารเกียวโต เนื่องจากเป็นสารที่ถูกจำกัดการใช้ในพิธีสารมอนทรีออลแล้ว ก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญ ได้แก่
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีมากที่สุดในชั้นบรรยากาศในชั้นบรรยากาศ เกิดโดยธรรมชาติและจากการกระทำของมนุษย์ เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อเป็นแหล่งพลังงานในโรงงาน ภาคการขนส่ง หรือเพื่อนำมาผลิตไฟฟ้า นอกจากนี้การตัดไม้ทำลายป่ายังเป็นตัวการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศ เนื่องจากต้นไม้และป่าไม้สามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไว้และกลายสภาพเป็นเนื้อไม้
ก๊าซมีเทน (CH4 )
แหล่งกำเนิดของก๊าซมีเทนมีอยู่มากมายทั้งในธรรมชาติและที่เกิดจากฝีมือมนุษย์ เช่น จากการทำนาข้าว ปศุสัตว์ จากการย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิต ขยะอินทรีย์ที่กำลังย่อยสลาย (ในธรรมชาติและในที่ทิ้งขยะ) จากการเผาไหม้มวลชีวภาพ และการเผาไหม้เชื้อเพลิงประเภทถ่านหินน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ โดยเฉพาะการเผาไหม้ที่เกิดจากธรรมชาติและเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงต่างๆ
ก๊าซไนตรัสออกไซด์ (N2O)
เป็นก๊าซที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ได้แก่ ฟ้าผ่า ฟ้าแลบ ภูเขาไฟระเบิด การใช้ปุ๋ยมูลสัตว์ที่ย่อยสลาย ปกติก๊าซชนิดนี้มีอยู่ในธรรมชาติจากมหาสมุทรและจากการย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตในดินโดยแบคทีเรีย แต่ที่มีเพิ่มสูงขึ้นในปัจจุบัน เนื่องมาจากเกษตรกรรม (ส่วนมากจากการใส่ปุ๋ยที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ) และอุตสาหกรรมที่ใช้กรดไนตริกในกระบวนการผลิต เช่น อุตสาหกรรมผลิตเส้นใยไนลอน อุตสาหกรรมเคมีและพลาสติกบางชนิด อุตสาหกรรมการทำกรดไนตริก กรดกำมะถัน การชุบโลหะ และการทำวัตถุระเบิด นอกจากนี้ ยังเกิดจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิลและวัสดุอินทรีย์อื่นๆ ไนตรัสออกไซต์ยังถูกนำไปใช้โดยตรง ได้แก่ ใช้เป็นตัวเร่งละอองของเหลว (Aerosol) และยาชา (ก๊าซหัวเราะ)
ก๊าซคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs)
เป็นสารสังเคราะห์ที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นมาใช้ในอุตสาหกรรม ประกอบด้วย คาร์บอน (C) คลอรีน (CI) และฟลูออรีน (F) ซึ่งมักนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เครื่องทำความเย็นในตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ โฟม กระป๋องสเปรย์ สารดับเพลิง สารชะล้างในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์
ก๊าซไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFCs)
ไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFCs) ถูกนำมาใช้ประโยชน์สำหรับเป็นตัวทำความเย็น (ทั้งเพื่อการค้าและใช้ในครัวเรือน) ใช้สำหรับเครื่องปรับอากาศ (ในบ้าน รถ สำนักงาน ฯลฯ) นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารขยายตัวของโฟม ตัวทำละลาย สารสำหรับการดับเพลิง และตัวเร่งละอองของเหลว (Aerosol) ถึงแม้จะถูกปล่อยออกมาในปริมาณน้อยแต่จะสร้างผลกระทบสูงมาก
ก๊าซเรือนกระจก |
แหล่งกำเนิด |
---|---|
CO2 (Carbondioxide) |
1. การหายใจของคน สัตว์ พืช |
CH4 (Methane) |
1. ส่วนประกอบหลักของก๊าซชีวภาพ |
SF6 (Sulphurhexafluoride) |
1. การหล่อแมกนีเซียม |
PFCs (Perfluorocarbons) |
1. โรงงานผลิตอลูมิเนียม |
HFCs (Hydro Fluorocarbons) |
สารทำความเย็น |
N2O (Nitrousoxide) |
1. การใช้ปุ๋ยอินทรีย์และปุ๋ยเคมีที่มีองค์ประกอบของไนโตรเจน |
ชนิดอื่น ๆ |
1. สารทำความเย็น 2. สารดับเพลิง 3. สารเคมี |
ที่มา: Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2018
ภาวะเรือนกระจก (Greenhouse Effect)
ภาวะเรือนกระจก หรือ ปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse Effect) คือ การที่โลกถูกห่อหุ้มด้วยก๊าซเรือนกระจกที่เป็นองค์ประกอบของบรรยากาศโลก ก๊าซเหล่านี้ดูดคลื่นรังสีความร้อนไว้ในเวลากลางวัน แล้วค่อยๆ แผ่รังสีความร้อนออกมาในเวลากลางคืน ทำให้อุณหภูมิในบรรยากาศโลกไม่เปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน หากไม่มีก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศ จะทำให้อุณหภูมิในตอนกลางวันนั้นร้อนจัดและในตอนกลางคืนนั้นหนาวจัด เป็นผลทำให้ระดับอุณหภูมิพื้นผิวโลกเฉลี่ยสูงขึ้น
ภาวะเรือนกระจกเป็นการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิความร้อนที่เป็นไปตามกระบวนการธรรมชาติ คือ การที่ชั้นบรรยากาศดูดกลืนรังสีคลื่นยาวช่วงอินฟาเรดที่แผ่ออกจากพื้นผิวโลก แล้วคายพลังงานความร้อนปกคลุมให้ความอบอุ่นแก่โลก ทำให้โลกไม่เย็นจัดในเวลากลางคืน ภาวะเรือนกระจก ช่วยรักษาสภาพสมดุลทางอุณหภูมิไว้ได้ จึงมีวัฏจักรน้ำ อากาศ และฤดูกาล ต่างๆ ดำเนินไปอย่างสมดุลเอื้ออำนวยต่อการดำรงชีวิต ภาวะเรือนกระจก เปรียบเสมือนกรอบกระจกที่คอยควบคุมอุณหภูมิและวัฏจักรต่างๆ ให้เป็นไปอย่างสมดุล
หรืออีกนัยหนึ่ง ภาวะเรือนกระจก คือ ภาวะที่ชั้นบรรยากาศของโลกกระทำตัวเสมือนกระจก ที่ยอมให้รังสีคลื่นสั้นผ่านลงมายังผิวโลกได้ แต่จะดูดกลืนรังสีคลื่นยาวช่วงอินฟราเรดที่แผ่ออกจากพื้นผิวโลกเอาไว้ จากนั้นก็จะคายพลังงานความร้อนให้กระจายอยู่ภายใน ชั้นบรรยากาศและพื้นผิวโลก จึงเปรียบเสมือนกระจกที่ปกคลุมผิวโลกให้มีภาวะสมดุลทางอุณหภูมิ และเหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิตบนผิวโลก แต่ในปัจจุบันมีก๊าซบางชนิดสะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศมากเกินสมดุล ซึ่งก๊าซเหล่านี้สามารถดูดกลืนรังสีคลื่นยาวช่วงอินฟราเรดและคายพลังงานความร้อนได้ดี พื้นผิวโลกและชั้นบรรยากาศจึงมีอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศของโลกและสิ่งมีชีวิตพื้นผิวโลกอย่างมากมาย
ผลกระทบของภาวะโลกร้อน
1. น้ำแข็งขั้วโลกละลาย: ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น เกิดน้ำท่วมเมืองชายฝั่งทะเล ชายฝั่งถูกกัดเซาะพังทลาย เกาะเล็กๆ บางแห่งอาจสูญหายไปจากแผนที่โลก
2. ความแปรปรวนของสภาพอากาศและฤดูกาล: เมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยของโลกเพิ่มสูงขึ้น ภัยธรรมชาติต่างๆ มีแนวโน้มว่าจะเกิดบ่อยครั้ง และรุนแรงมากยิ่งขึ้น เช่น ภัยแล้ง ไฟป่า พายุไต้ฝุ่นโซนร้อน น้ำท่วม และการพังทลายของชั้นดิน เป็นต้น ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจน ได้แก่ น้ำท่วมครั้งใหญ่ในประเทศไทยในปี 2554 ที่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สินของประชาชนเป็นอย่างมาก พายุหิมะที่พัดถล่มในแถบยุโรป หรือคลื่นความร้อนที่แผ่รังสีแผดเผาจนพืชพรรณ และผู้คนล้มตาย
ฤดูกาลผันแปร: โลกร้อนที่ส่งผลให้ฤดูหนาวสั้นลง และฤดูร้อนมาถึงเร็วขึ้น รูปแบบของฝนและอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปทำให้วัฏจักรของน้ำเปลี่ยนแปลง ลักษณะการไหลของระบบน้ำผิวดินและระดับน้ำใต้ดินก็จะได้รับผลกระทบด้วย ส่งผลให้พืชพรรณธรรมชาติและสัตว์ในระบบนิเวศน์เปลี่ยนแปลง และความหลากหลายทางชีวภาพที่สัมพันธ์กับการดำรงชีวิตของมนุษย์นั้นเปลี่ยนไป ระบบนิเวศเสียความสมดุล พืชบางชนิดขยายพันธุ์ได้มาก บางชนิดสูญพันธุ์ เกิดปรากฏการณ์ปะการังฟอกขาว ซึ่งแน่นอนว่าสภาวการณ์เช่นนี้ย่อมส่งผลต่อความเป็นอยู่ของมนุษย์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
3. โรคร้ายรุนแรง: อุณหภูมิและความชื้นสูงขึ้นทำให้เชื้อโรคเจริญเติบโตและแพร่พันธุ์ได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะ ไข้มาลาเรีย ไข้เลือดออก ฯลฯ โลกร้อนไม่ได้นำมาแต่ความร้อนเท่านั้น แต่ยังนำมาซึ่งภัยอันน่าสะพรึงกลัว อย่างโรคร้ายที่ยากจะต่อต้านได้ เช่น ฮีตสโตรก (Heat Stroke) ภาวะเป็นลมเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป นับเป็นด่านแรกของภัยสุขภาพยุคโลกร้อน รวมถึงโรคติดต่ออุบัติใหม่ หรือ Emerging Infectious Diseases เช่น โรคซาร์ส ไข้หวัดนก ไข้หวัดใหญ่สายพันธุ์ใหม่ 2009 H1N1 ไข้สมองอักเสบนิปาห์ไวรัส เป็นต้น ซึ่งโรคเหล่านี้ได้คร่าชีวิตผู้คนและส่งผลกระทบต่อการดำเนินชีวิตของมนุษย์เป็นอันมาก
4. ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต: เกิดการสูญพันธุ์ของพืชและสัตว์บางชนิด เช่น หมีขั้วโลก นกเพนกวิน แมวน้ำ เป็นต้น
ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาสภาพภูมิอากาศของโลกได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างเห็นได้ชัดและได้รับความสนใจจากวงการวิทยาศาสตร์และสาธารณชนทั่วไป คือ “การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิบนผิวโลก (Global Warming)” ซึ่งสาเหตุที่ทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้นเกิดจากการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจกอันเนื่องมาจากกิจกรรมของมนุษย์ โดยมี “ก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gases หรือ GHG)” เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้รังสีจากดวงอาทิตย์ที่ส่องผ่านชั้นบรรยากาศมายังผิวโลกไม่สามารถสะท้อนกลับออกไปจากโลกได้ทำให้อุณหภูมิของโลกเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งเรียกปรากฏการณ์ดังกล่าวว่า “ปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse Effect)” ซึ่งปัจจุบันประเทศต่างๆ ได้ตระหนักถึงปัญหาดังกล่าวและได้หาแนวทางแก้ไข ดังเห็นได้จากมีการลงนามในกฎบัตรนานาชาติเพื่อลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก (UNFCCC The United Nations Framework Convention on Climate Change) ซึ่งแนวทางในการแก้ไขปัญหาสภาวะโลกร้อนที่สำคัญ แบ่งออกเป็นสองแนวทาง ได้แก่ การลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก และการเพิ่มศักยภาพในการดูดซับก๊าซเรือนกระจกโดยเฉพาะก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญ โดยการเพิ่มพื้นที่ป่าเนื่องจากต้นไม้จะดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งผลผลิตที่ได้จะสะสมไว้ในรูปของมวลชีวภาพ (biomass) ดังนั้นป่าจึงเป็นแหล่งเก็บกักคาร์บอน (carbon sink) ที่สำคัญ
ต้นไม้สามารถดูดกลับก๊าซเรือนกระจกได้?
ต้นไม้มีประโยชน์ทั้งทางตรงและทางอ้อมหลายประการ เช่น เป็นแหล่งอาหาร ยารักษาโรค เป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตนานาชนิด ป้องกันการกัดเซาะพังทลาย ของดิน เพิ่มความอุดมสมบูรณ์ให้ดิน อีกทั้งสามารถป้องกันแสงแดดจากความร้อนจากดวงอาทิตย์ น้ำที่ระเหยจากการคายน้ำที่ใบยังช่วยลดความร้อนในบรรยากาศ ทำให้อุณหภูมิบริเวณนั้นลดลงได้ถึง 3-5 องศาเซลเซียส หากปลูกต้นไม้ในไว้บริเวณ บ้านจะช่วยลดอุณหภูมิรอบๆ บ้านได้ถึง 2 - 4 องศาเซลเซียส (มูลนิธิสืบนาคะเสถียร, 2553) และการปลูกต้นไม้รอบรั้วบ้านยังเป็นการปรับปรุงทัศนียภาพ ผ่อนคลาย ความเครียดได้ดีอีกวิธีการหนึ่งด้วย นอกจากนี้ ต้นไม้ยังสามารถดูดกลับก๊าซเรือนกระจกหรือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช และนำมากักเก็บในรูปของเนื้อไม้ และปล่อยก๊าซออกซิเจนที่มนุษย์ใช้หายใจกลับคืนสู่บรรยากาศอีกด้วย ซึ่ง Greenpeace ได้สรุปไว้อย่างดีว่า “ต้นไม้เป็นเทคโนโลยีที่ดีที่สุดในการช่วยลดก๊าซเรือนกระจกของโลก”
ป่าไม้มีบทบาทสำคัญในการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โดยกระบวนการสังเคราะห์แสงของใบ (photosynthesis) เพื่อสร้างอินทรียสารซึ่งมีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ นำมาสะสมไว้ในส่วนต่างๆ ของต้นไม้ หรือที่เรียกว่า มวลชีวภาพ (biomass) ทั้งมวลชีวภาพที่อยู่เหนือพื้นดิน ได้แก่ ลำต้น กิ่ง และใบ และมวลชีวภาพที่อยู่ใต้ดิน คือ ราก ในขณะเดียวกัน ต้นไม้ก็มีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศโดยกระบวนการหายใจของส่วนต่างๆ ได้แก่ ลำต้น กิ่ง ใบ และราก เรียกว่า autotrophic respiration ดังนั้น ปริมาณคาร์บอนสุทธิจากกระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซของต้นไม้จึงเป็นปริมาณคาร์บอนที่สะสมอยู่ในมวลชีวภาพของต้นไม้ ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอนของป่าไม้ชนิดต่างๆ นอกจากนี้ เศษซากพืชที่ตายแล้ว (litter) ได้แก่ กิ่ง ใบ ดอก และผล ตลอดจนรากฝอย และอินทรียวัตถุในดิน (organic matter) จะถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ต่างๆ และปลดปล่อยคาร์บอนกลับสู่บรรยากาศในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เรียกว่า heterotrophic respiration แต่คาร์บอนส่วนหนึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างซับซ้อนทาให้เอนไซม์ที่หลั่งจากจุลินทรีย์ไม่สามารถย่อยสลายได้ เช่น สารประกอบฮิวมัส (humus) ซึ่งจัดเป็นสารประกอบที่เสถียรและมักพบเป็นรูปแบบสุดท้ายของคาร์บอนที่สะสมอยู่ในดิน (สาพิศ, 2550)
ศักยภาพในการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของป่าไม้สามารถพิจารณาจากการกักเก็บคาร์บอนในมวลชีวภาพของป่า ทั้งนี้ การกักเก็บคาร์บอนในมวลชีวภาพของป่าธรรมชาติแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอน (carbon content) ที่สะสมในส่วนต่างๆ ของต้นไม้แต่ละชนิดที่เป็นองค์ประกอบของป่าธรรมชาติ และผลผลิตมวลชีวภาพของป่า ในทำนองเดียวกันการกักเก็บคาร์บอนในมวลชีวภาพของสวนป่าหรือป่าปลูกขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอนและผลผลิตมวลชีวภาพของพรรณไม้ที่ปลูก โดยทั่วไปปริมาณคาร์บอนที่สะสมในมวลชีวภาพมีการแปรผันไม่มากนักโดย ทำให้การแปรผันของการกักเก็บคาร์บอนในมวลชีวภาพของป่าธรรมชาติหรือสวนป่าส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของมวลชีวภาพของป่าหรือสวนป่ามากกว่าปริมาณคาร์บอนที่สะสมในมวลชีวภาพ ดังนั้น ป่าธรรมชาติหรือสวนป่าที่มีมวลชีวภาพหรือการเติบโตมากจะมีการกักเก็บคาร์บอนมากด้วยเช่นกัน อย่างไรก็ตาม มวลชีวภาพของป่าธรรมชาติมีการแปรผันขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ชนิดป่า ชนิดไม้ที่เป็นองค์ประกอบของป่า ความหนาแน่นของป่า สภาพภูมิประเทศ และปัจจัยสิ่งแวดล้อม เป็นต้น ในขณะที่มวลชีวภาพของสวนป่ามีการแปรผันขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ชนิดไม้และลักษณะทางพันธุกรรม อายุ ระยะปลูกหรือความหนาแน่น และคุณภาพท้องที่ เป็นต้น
ต้นไม้เจริญเติบโตได้โดยการได้รับอาหารจากกระบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งเป็นปฏิกิริยาทางเคมีในการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และน้ำ (H2O) ให้ กลายเป็นสารประกอบกลุ่มคาร์โบไฮเดรต (C6H12O6) ด้วยพลังงานจากแสงของดวงอาทิตย์ ซึ่งอาหารที่ถูกสร้างขึ้นจะถูกนำไปใช้ในการสร้างเนื้อเยื้อส่วนต่างๆ รวมถึง สะสมในรูปของเนื้อไม้ หรือกล่าวได้อีกนัยหนึ่งว่าต้นไม้สร้างอาหารจากการสังเคราะห์ แสงและถูกนำมาเก็บในรูปของมวลชีวภาพ (Biomass) ในส่วนต่างๆ ของพืช ซึ่งมวลชีวภาพในที่นี้ หมายถึง น้ำหนักแห้งของพืชที่ผ่านการอบจนแห้งไม่เหลือน้ำในเนื้อเยื่อของพืช โดยในการประเมินการกักเก็บคาร์บอนของต้นไม้สามารถแบ่งแหล่งการกักเก็บคาร์บอนของต้นไม้ออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่
1. มวลชีวภาพเหนือพื้นดิน (Aboveground biomass) ได้แก่ ส่วนที่เป็นใบ กิ่ง และลำต้น
2. มวลชีวภาพใต้ดิน (Belowground biomass) ได้แก่ ส่วนต่างๆ ของต้นไม้ที่อยู่ใต้ดิน ซึ่งส่วนใหญ่แล้วจะเป็นราก
แหล่งสะสมคาร์บอนของป่าไม้
แหล่งสะสมคาร์บอน (carbon pool) เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของระบบนิเวศป่าไม้ ซึ่ง Watson (2009) ได้จำแนกเป็น 6 แหล่ง ดังนี้
1. มวลชีวภาพเหนือดิน (living above-ground biomass) ได้แก่ ทุกส่วนของต้นไม้ที่อยู่เหนือดิน อันได้แก่ ลาต้น กิ่ง ใบ ดอก และผล รวมทั้งพืชพรรณอื่นๆ
2. มวลชีวภาพใต้ดิน (living below-ground biomass) ได้แก่ ส่วนของต้นไม้ที่อยู่ใต้ดิน คือ ราก
3. ไม้ตาย (dead organic matter in wood) ได้แก่ ต้นไม้ที่ล้ม หรือยืนต้นตาย
4. ซากพืช (dead organic matter in litter) ได้แก่ ส่วนต่างๆ ของต้นไม้ที่ร่วงหล่นสู่ดิน ได้แก่ กิ่ง ก้าน ใบ ดอก และผล
5. อินทรียวัตถุในดิน (soil organic matter)
6. ผลิตภัณฑ์ไม้ (harvested wood product) ได้แก่ ส่วนของเนื้อไม้ที่นำไปใช้ประโยชน์ภายหลังการตัดฟัน
ป่าไม้มีบทบาทสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เนื่องจากสามารถลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกในบรรยากาศ โดยการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศมากักเก็บไว้ในส่วนต่างๆ ของต้นไม้ เป็นที่ทราบกันดีว่าป่าไม้เป็นแหล่งที่ดูดกลับและกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นหนึ่งในก๊าซเรือนกระจกที่มีปริมาณสูงสุดที่ถูกปล่อยออกมาจากการกระทำของมนุษย์ โดยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกต้นไม้ดูดซับนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสงและท้ายสุดถูกนำไปกักเก็บในรูปของเนื้อไม้ ดังนั้น การปลูกต้นไม้เพื่อเพิ่มพื้นที่ป่าจึงเป็นวิธีการหนึ่งที่เราจะช่วยลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกในบรรยากาศซึ่งจะช่วยลดปัญหาโลกร้อนได้เป็นอย่างดี ขณะเดียวกันก็มีค่าใช้จ่ายที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับการลดก๊าซเรือนกระจกโดยใช้เทคโนโลยีอื่นๆ นอกจากนี้แล้วป่าไม้ยังช่วยเพิ่มปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศ เพิ่มความชุ่มชื้นซึ่งนำไปสู่ระบบนิเวศที่สมบูรณ์ ยิ่งเราปลูกต้นไม้แล้วรักษาไว้ไม่ให้มีการตัดทำลายก็จะเป็นการกักเก็บก๊าซเรือนกระจกได้อย่างถาวร อย่างไรก็ตามต้นไม้แต่ละชนิดมีขีดความสามารถในการกักเก็บก๊าซเรือนกระจกในรูปของเนื้อไม้ที่แตกต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดพันธุ์ และปัจจัยสิ่งแวดล้อมที่ต้นไม้นั้นๆ ขึ้นอยู่
ไม้ป่าชายเลนกักเก็บคาร์บอนได้เท่าไหร่?
ศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอนขึ้นอยู่กับอัตราการเติบโตของต้นไม้ โดยปัจจัยแวดล้อมก็มีผลต่อการเติบโตของพืช หากปลูกบนพื้นที่ที่มีความเหมาะสมกับชนิดพืชนั้นๆ ก็จะส่งผลให้เจริญเติบโตดีและกักเก็บก๊าซเรือนกระจกได้ในปริมาณสูง
ในปัจจุบันการปลูกป่าชายเลน ทั้งการปลูกเพื่อเศรษฐกิจและการปลูกเพื่อฟื้นฟูป่าที่เสื่อมโทรมกำลังได้รับความสนใจจากหน่วยงานต่างๆ ทั้งภาครัฐและเอกชน จากการรวบรวมข้อมูลปริมาณคาร์บอนของพรรณไม้ในป่าชายเลน พบว่า มีการศึกษาไว้ค่อนข้างมาก เช่น การศึกษาปริมาณคาร์บอนสะสมในพรรณไม้ชายเลนชนิดต่างๆ ในจังหวัดตราด โดยดาวรุ่งและทนุวงศ์ (ม.ป.ป.) พบว่า พรรณไม้ชายเลนแต่ละชนิดมีปริมาณคาร์บอนสะสมในลำต้น กิ่ง และใบ ค่อนข้างใกล้เคียงกัน โดยมีค่าเฉลี่ยเท่ากับร้อยละ 46.61 ของน้ำหนักแห้ง
จากการวิเคราะห์ปริมาณคาร์บอนในมวลชีวภาพของพรรณไม้ของป่าชายเลนจำนวน 11 ชนิด ในจังหวัดชุมพร และจำนวน 10 ชนิด ในจังหวัดระนอง โดยคณะวนศาสตร์ (2550) พบว่า ปริมาณคาร์บอนมีการแปรผันไปตามส่วนต่างๆ ของต้นไม้ โดยมีค่าเฉลี่ยของจากทุกส่วนของพรรณไม้ป่าชายเลน เท่ากับ ร้อยละ 46.33 ของน้าหนักแห้ง ตามลาดับ
และจากการรวบรวมข้อมูลปริมาณคาร์บอนในส่วนต่างๆ ของโกงกางใบเล็ก และโกงกางใบใหญ่ สามารถสรุปได้ว่าปริมาณคาร์บอนเฉลี่ยของลำต้นและเฉลี่ยจากทุกส่วนของโกงกาง มีค่าเท่ากับร้อยละ 47.57 และ 47.15 ของน้ำหนักแห้ง ตามลำดับ
ชนิดไม้ |
ปริมาณคาร์บอน |
ปริมาณกักเก็บคาร์บอน |
ปริมาณกักเก็บคาร์บอน |
||||
ลำต้น |
กิ่ง |
ใบ |
ราก |
เฉลี่ย |
|||
โกงกาง |
47.57 |
47.49 |
46.41 |
- |
47.15 |
2.75 |
13.75 |
ที่มา : คณะวนศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. 2554. คู่มือศักยภาพของพรรณไม้ สำหรับส่งเสริมภายใต้โครงการกลไกการพัฒนาที่สะอาดภาคป่าไม้. กรุงเทพฯ. 88 หน้า.
ปลูกป่าชายเลน..คลายร้อนให้โลก
การปลูกและช่วยกันดูแลรักษาป่าชายเลนเพื่อช่วยบรรเทาภาวะโลกร้อนนั้น เป็นสิ่งที่ทุกคนสามารถทำได้เพราะป่าชายเลนมีความสามารถในการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของภาวะโลกร้อนที่เรากำลังเผชิญอยู่ ความสามารถในการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของป่าชายเลนนั้นสูงกว่าป่าประเภทอื่น มีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 3-4 ตัน/ไร่/ปี โดยจะเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารประกอบอินทรีย์กักเก็บอยู่ในลำต้นและส่วนต่างๆ ของพืช รวมทั้งที่ปะปนอยู่ในดินเลน จึงกล่าวได้ว่า “การเพิ่มพื้นที่ป่าชายเลนก็เปรียบเหมือนการคลายร้อนให้โลกได้อีกทางหนึ่ง”
ความสมบูรณ์ของป่าชายเลนจึงเป็นแนวทางที่สำคัญในการแก้ไขปัญหาภาวะโลกร้อน เนื่องจากป่าชายเลนเป็นระบบนิเวศที่มีผลผลิตมวลชีวภาพสูง (วิจารณ์ มีผล, 2553) จากการเติบโตของพันธุ์ไม้ในป่าชายเลนในแง่ของมวลชีวภาพมีการเพิ่มขึ้นที่ค่อนข้างสูงในรอบปี จึงทำให้ปริมาณการกักเก็บคาร์บอนที่มีอยู่ในมวลชีวภาพนั้นเพิ่มขึ้นไปด้วย ประกอบกับในปัจจุบันได้มีการรณรงค์ทั้งในระดับนานาชาติจนถึงระดับท้องถิ่นเพื่อช่วยกันบรรเทาปัญหาภาวะโลกร้อน โดยการลดก๊าซเรือนกระจกด้วยกลไกทางการตลาดและเศรษฐศาสตร์ในลักษณะการคิดมูลค่าปริมาณคาร์บอนที่เก็บสะสมได้ (carbon credit) ป่าชายเลนจึงถือเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอน (carbon sink) ที่มีขนาดใหญ่และสำคัญอย่างยิ่งในระบบนิเวศ นอกจากเป็นแนวทางที่สำคัญในการแก้ปัญหาภาวะโลกร้อนแล้ว ป่าชายเลนยังมีประโยชน์มากมาย ทั้งนี้เพราะเป็นแหล่งรวมของพืช สัตว์น้ำสัตว์บกนานาชนิด เป็นแหล่งอนุบาลสัตว์น้ำ ช่วยป้องกันความรุนแรงจากภัยธรรมชาติ ป่าชายเลนจึงถือเป็นระบบนิเวศที่มีคุณค่าและมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชุมชนที่อาศัยอยู่ในพื้นที่หรือใกล้พื้นที่ โดยเฉพาะผลผลิตที่ไม่ใช่เนื้อไม้จากป่าชายเลนที่ได้รับการยอมรับว่ามีความสำคัญต่อเศรษฐกิจของชุมชน ซึ่งชุมชนมีการพึ่งพาป่าชายเลนในการดำรงชีวิต โดยมีรายได้จากการประมงเป็นหลัก คนในชุมชนมีการใช้ประโยชน์จากไม้ป่าชายเลนเพื่อตอบสนองความต้องการเพื่อการยังชีพ (Walters et al., 2008)
ทั้งนี้ พันธุ์ไม้ป่าชายเลนมีการตอบสนองที่แตกต่างต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลก การสังเคราะห์แสงและองค์ประกอบอื่น เช่น ผลผลิตใบ เป็นต้น ปกติจะมีปริมาณสูงสุดเมื่อมีอุณหภูมิที่เหมาะสม การสังเคราะห์แสงและผลผลิตใบจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงมากเกินไป หรือต่ำมากเกินไป อุณหภูมิที่เหมาะสมจะแตกต่างไปตามชนิดพันธุ์ไม้ และพื้นที่ ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยของบรรยากาศโลกเนื่องจากสภาวะโลกร้อนจึงไม่ก่อให้เกิดความแตกต่างด้านผลผลิต (Hutchings and Saenger, 1987) สิ่งที่มีผลกระทบมากกว่าคือขอบเขตการกระจายทางภูมิศาสตร์ ปัจจัยจำกัดทางการกระจายภูมิศาสตร์ของป่าชายเลนคืออุณหภูมิเมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยของบรรยากาศโลกเพิ่มมากขึ้น จะทำให้ป่าชายเลนมีขอบเขตการกระจายกว้างยิ่งขึ้น แต่ด้วยสภาพพื้นที่ทางภูมิศาสตร์บางแห่งจะเป็นปัจจัยจำกัดทางการกระจายของป่าชายเลน เช่น ในชายฝั่งมหาสมุทรอินเดียไม่มีแผ่นดินใต้ประเทศแอฟริกาใต้ และไม่มีทะเลเหนือทะเลแดง และอ่าวอาระเบีย ทำให้ป่าชายเลนไม่มีพื้นที่ที่จะแพร่กระจายต่อไปได้ (Hogarth 1999, 2007)
การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยของบรรยากาศโลก อาจมีผลกระทบทางนิเวศวิทยาในบางแง่มุม เช่น อัตราการผุสลายของซากพืชเร็วขึ้น ผลกระทบทางด้านสรีรวิทยา และการกระจายตามเขตภูมิศาสตร์ของสัตว์ที่อาศัยในระบบนิเวศป่าชายเลน ผลกระทบอย่างหนึ่งอันเนื่องมาจากสภาวะโลกร้อน คือการเพิ่มสูงขึ้นของระดับน้ำทะเล สาเหตุหลักที่ทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น คือการขยายตัวของน้ำทะเลเนื่องจากอุณหภูมิสูงขึ้น การสูงเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลจะมีผลต่อชายฝั่งป่าชายเลน เนื่องจากป่าชายเลนหลายพื้นที่มีการกระจายแบบแบ่งเขตพันธุ์ไม้ ซึ่งเป็นผลจากหลายปัจจัยร่วมกัน เช่น ความสูงจากระดับน้ำทะเลปานกลางและแนวลดหลั่นของความเค็ม ซึ่งเป็นผลเกี่ยวเนื่องงมาจากแม่น้ำ และกระแสน้ำขึ้น-น้ำลง การสูงเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล จะมีผลต่อการเคลื่อนของเขตพันธุ์ไม้ โดยป่าชายเลนจะเคลื่อนลึกขึ้นไปตามลำแม่น้ำ เขตพันธุ์ไม้ทุกเขต ตั้งแต่เขตติดทะเลถึงเขตติดป่าบก ก็จะเคลื่อนลึกเข้าไปทางป่าบก ต้นไม้หรือหมู่ไม้ในเขตติดทะเลในปัจจุบันจะค่อย ๆ หายไป เนื่องจากช่วงระยะเวลาที่จมอยู่ใต้น้ำยาวนานขึ้น ในขณะที่เขตติดป่าบกจะขยายขอบเขตการกระจายลึกเข้าไปเมื่อสภาพพื้นที่มีความเหมาะสม (Pernetta, 1993)
หากการคาดการณ์ที่กล่าวมาข้างต้นถูกต้อง การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของโลกจะมีผลกระทบต่อป่าชายเลน โดยป่าชายเลนบางแห่งอาจมีการเปลี่ยนแปลงแนวเขตพันธุ์ไม้ไปจากปัจจุบัน ในบางกรณีองค์ประกอบพันธุ์ไม้ป่าชายเลนบางส่วนอาจเปลี่ยนแปลง เนื่องจากมีการกระจายเข้าไปยังเขตภูมิศาสตร์ใหม่ และทุ่งน้ำเค็มในเขตอบอุ่นจะถูกทดแทนด้วยป่าชายเลน ป่าชายเลนบางแห่งอาจจะเหลือเป็นพื้นที่เป็นแนวแคบๆ เนื่องจากชายฝั่งมีสภาพที่ไม่เหมาะสม และในพื้นที่ที่มีการตกตะกอนน้อย ป่าชายเลนจะค่อยๆ หายไป
ข้อดี-ข้อจำกัดของพรรณไม้ป่าชายเลนเพื่อประกอบการตัดสินใจคัดเลือกปลูก
ข้อดี
1. พรรณไม้ป่าชายเลนเป็นพรรณไม้ที่มีศักยภาพในการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูง โดยปกติแล้วระบบนิเวศป่าชายเลนได้ชื่อว่าเป็นระบบนิเวศที่ให้ผลผลิตสูงที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับระบบนิเวศป่าไม้อื่นๆ ในโลก
2. พรรณไม้ป่าชายเลนโดยเฉพาะโกงกางจัดเป็นพรรณไม้เศรษฐกิจ เนื่องจากถ่านโกงกางได้ชื่อว่าเป็นถ่านที่มีคุณภาพสูงจึงเป็นที่ต้องการทั้งตลาดในประเทศและต่างประเทศ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมที่ต้องใช้ถ่าน
3. พรรณไม้ป่าชายเลนมีบทบาทด้านนิเวศวิทยา เนื่องจากมีการกระจายตามธรรมชาติบริเวณชายฝั่งจึงมีระบบรากที่แข็งแรง สามารถป้องกันการพังทะลายของชายฝั่ง นอกจากนั้น ยังเป็นแหล่งอนุบาลสัตว์น้ำตามธรรมชาติ
4. เนื่องจากป่าชายเลนเป็นระบบนิเวศที่มีความสำคัญ จึงได้มีการศึกษาวิจัยต่อเนื่องมาเป็นเวลานาน ทำให้มีองค์ความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีในการปลูก การจัดการ และการใช้ประโยชน์ ซึ่งสานักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติได้มีการจัดการประชุมทางวิชาการป่าชายเลนแห่งชาติมาอย่างต่อเนื่อง
ข้อจำกัด
1. ป่าชายเลนเป็นระบบนิเวศชายฝั่ง พรรณไม้ป่าชายเลนจึงสามารถขึ้นได้เฉพาะบริเวณที่มีน้ำทะเลท่วมถึง ทำให้พื้นที่ที่สามารถปลูกพรรณไม้ชายเลนได้มีค่อนข้างจำกัด
2. พรรณไม้ป่าชายเลน เช่น โกงกาง มีการเติบโตในช่วงแรกที่ค่อนข้างช้า จึงอาจได้รับอันตรายจากคลื่นที่มักชะดินที่ห่อหุ้มรากกล้าไม้ทำให้กล้าไม้ไม่สามารถตั้งตัวได้
อ้างอิง:
คณะวนศาสตร์. (2554). คู่มือศักยภาพของพรรณไม้สาหรับส่งเสริมภายใต้โครงการกลไกการพัฒนาที่สะอาดภาคป่าไม้. อักษรสยามการพิมพ์, กรุงเทพฯ. 88 หน้า.
วิจารณ์ มีผล. (2553). การเก็บกักคาร์บอนของป่าชายเลน บริเวณพื้นที่สงวนชีวมณฑลระนอง.วารสารการจัดการป่าไม้, 4(7), 29-44.
มูลนิธิสืบนาคะเสถียร. (2553). ปลูกต้นไม้ 1 ต้น ได้อะไรมากกว่าที่คิด. ค้นเมื่อ 5 พฤษภาคม 2564, จาก www.seub.or.th/index.php?option=com_ content&view=article&id=350: seubmewscatid=5:2009-10-07-10-58-20&Itemid=14
องค์การบริหารจัดการก๊าซเรือนกระจก (องค์การมหาชน). (2555). ช่วยโลกคลายร้อน@องค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น. บริษัท พีทู ดีไซน์ แอนด์ พริ้นท์ จำกัด. กรุงเทพฯ. 88 หน้า.
องค์การบริหารจัดการก๊าซเรือนกระจก (องค์การมหาชน). (2559). ปลูกต้นไม้…ช่วยลดโลกร้อนได้ยังไงนะ?. กรุงเทพฯ. 82 หน้า.
สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงาน. “ลดโลกร้อน” ด้วยตัวเรา. ค้นเมื่อ 29 พฤษภาคม 2564, จาก http://www.eppo.go.th/images/Infromation_service/Publication/
Knowledge/green%20the%20earth.pdf
Hogarth, P.J. (1999). The Biology of mangroves. Oxford University Press. New York.
Hogarth, P.J. (2007). The Biology of Mangroves and Seagrasses. 2nd Edition. Oxford University Press.
Hutchings, P., & Saenger, P. (1987). The Ecology of Mangroves. Queensland: University of Queensland Press.
Pernetta, J.C. (1993). Mangrove Forests, Climate Change and Sea Level Rise: Hydrological Influences on Community Structure and Survival, with Examples from the Indo-West Pacific. IUCN, Gland.
Walters, B.B., P. Ronnback, J.M. Kovacs, B. Crona, S.A. Hussain, R. Badola, J.H. Primavera, E. Barbier and F. Dahdouh-Guebas. (2008). “Ethnobiology, socio-economics and management of mangrove forests: A review.” Aquatic Botany.