ใบความรู้ เรื่อง ความหนาแน่นของประชากร

ใบความรู้ เรอ่ื ง ความหนาแนน่ ของประชากร ในระบบนิเวศหนึ่ง ๆ มีสิ่งมีชีวิตมากมายหลายชนิดอาศัยอยู่ด้วยกัน และมีความเกี่ยวข้องกัน ทั้งทางตรงและทางอ้อม สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันอาศัยอยู่ด้วยกันเป็นกลุ่มในแหล่งที่อยู่อาศัยเดียวกัน ในชว่ งเวลาใดเวลาหนง่ึ เรยี กว่า ประชากร (Population) ตวั ยา่ งเชน่ - ประชากรลงิ บนเกาะสมุยในเดือนมกราคมในปี พ.ศ. 2554 มี จำนวน 2,000 ตัว - ประชากรกุหลาบพนั ปบี นดอยอินทนน ช่วง พ.ศ. 2554 – 2556 มจี ำนวน 980 ตน้ - ประชากรมนุษย์ในกรุงเทพมหานคร ช่วงเดือน มกราคม – ธันวาคม ปี พ.ศ. 2556 มจี ำนวน 9,800,000 คน ประชากรมหี ลายลักษณะหลายประการที่จดั เปน็ ลักษณะเฉพาะ เช่น - ความหนาแน่นของประชากร - การแพรก่ ระจายของประชากร - รูปแบบการเพมิ่ ของประชากร - ขนาดของประชากร - การรอดชวี ติ ของประชากร - โครงสรา้ งอายขุ องประชากร - อตั ราสว่ นระหวา่ งเพศ 1. ความหนาแนน่ ของประชากร (Population density) ความหนาแน่นของประชากร หมายถึง จำนวนสิ่งชีวิตชนิดเดียวกันต่อหน่วยพื้นที่หรือปริมาตร ของแหลง่ ท่ีอยู่ของส่งิ มีชีวติ เขียนเป็นสูตร คอื ความหนาแนน่ ของประชากร = N A N = จำนวนของประชากรท้ังหมดในพน้ื ท่ีหรือปริมาตร A = พื้นท่หี รือปริมาตรของแหล่งที่อยู่ 2. ประเภทของความหนาแน่นของประชากร 2.1 ความหนาแน่นประชากรอย่างหยาบ (Crude density) เป็นการหาจำนวนประชากร ต่อพ้ืนที่สำรวจท้ังหมด โดยไม่คำนึงถึงว่าบางบริเวณของพ้ืนที่อาจจะมีประชากรอย่างน้อย หรือไม่มีเลย กไ็ ดค้ า่ ความหนาแนน่ ของประชากรทไี่ ด้จงึ เปน็ เพยี งคา่ โดยประมาณเทา่ น้ัน

ตวั อย่าง บรเิ วณทุ่งหญ้าแหง่ หน่ึงพนื้ ที่ 100 ตารางกิโลเมตร พบนกปากหา่ งอาศัยอยู่ 700 ตัว จงหา ความหนาแน่นอย่างหยาบของประชากรนกปากห่างในทงุ่ หญ้าแห่งน้ี จำนวนประชากรทงั้ หมด ความหนาแนน่ อย่างหยาบ = พนื้ ทีส่ ำรวจท้ังหมด = 700 = 7 100 ดังนั้น ประชากรนกปากห่างในทุ่งหญ้าแห่งน้ีมีความหนาแน่นอย่างหยาบเท่ากับ 7 ตัว ตอ่ ตารางกโิ ลเมตร 2.2 ความหนาแนนเชงิ นิเวศ เปน็ การหาจำนวนประชากรต่อหน่วยพ้ืนท่ที ่ปี ระชากรอาศัยอยู่จริง (Habitat space) การวัดความหนาแน่นแบบนี้จึงมีค่าใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากกว่าการหา ความหนาแน่นอย่างหยาบ ตัวอย่าง บริเวณป่าเบญจพรรณแห่งหนึ่งมีพ้ืนที่ 40 ตารางกิโลเมตร พบนกยางสีขาวพันธุ์หนึ่งจำนวน 120 ตัว ทำรังอาศัยอยู่บริเวณรอบ ๆ แหล่งน้ำ ซ่ึงมีพ้ืนที่ 3 ตารางกิโลเมตรอยู่ในป่าแห่งนี้จงหาความ หนาแน่นเชงิ นเิ วศของนกยางพันธน์ุ ้ี จำนวนประชากรทัง้ หมด ความหนาแนน่ เชงิ นิเวศ = พ้ืนทีท่ ีป่ ระชากรอาศัยอยูจ่ ริง = 120 = 40 3 ดังนั้น ประชากรนกยางสีขาวในป่าเบญจพรรณแห่งน้ีมีความหนาแน่นเชงิ นิเวศเท่ากับ 40 ตัว ตอ่ ตารางกิโลเมตร 3. การประมาณคา่ ความหนาแนนของประชากร (Population measurement) การนับจํานวนสิ่งมีชีวิตเพื่อหาความหนาแนนของประชากร บางครั้งอาจจะนับไดทั้งหมด แตโดยทั่วไปแลวเราจะไมสามารถนับไดทั้งหมดจริง คาความหนาแนนที่ไดจะเปนความหนาแนน เชิงเปรียบเทียบเทานั้น การวัดความหนาแนนของประชากรสามารถแบงเปน 2 แบบ คือ ความหนา แนนสมบูรณหรือความหนาแนนที่แทจริง (Absolute density) และความหนาแนนสัมพัทธ (Relative density) 3.1 วิธีวัดความหนาแนนสมบูรณ หรือความหนาแนนที่แท้จริง (Absolute density) เปนการวดั ความหนาแนนของประชากรตอหนวยพน้ื ท่ีหรือปรมิ าตร มวี ิธกี ารวดั 2 วิธคี ือ

3.1.1 การนบั ทั้งหมด (Total counts) เปนการนับจํานวนประชากรท้งั หมดในพ้ืนที่สํารวจ มักใชกับสัตวพวกที่มีกระดูกสันหลัง (vertebrate) เชน การศึกษาจํานวนประชากรของนักศึกษา มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏสกลนคร จาํ นวนลงิ ในสวนสัตวเชยี งใหม 3.1.2 การสุมตัวอยาง (Sampling method) เปนการวัดความหนาแนนในสัดสวนหรือ อัตราสวนเล็กๆ ของประชากรทั้งกลุม แลวนําไปประเมินเปนความหนาแนนทั้งหมดของประชากรนั้น ๆ วธิ กี ารสุ่มตวั อยางที่นิยมใชโดยท่วั ไป ไดแก 1) การสุ่มตัวอย่างแบบวางแปลง (Quadrat sampling method) วิธีการนี้ เหมาะสำหรบั ใชว้ ดั ขนาดประชากร ส่งิ มชี วี ติ อย่กู ับทห่ี รือเคลื่อนทีช่ า้ มาก เช่น พืช ดกั แด้ของแมลง เพรียง หอย หนอน เป็นต้น โดยใช้กรอบไม้รูปสี่เหล่ียมจัตุรัสสุ่มตัวอย่างประชากรจากหลาย ๆ บริเวณของแหลง่ ที่อยู่อสิ ระ แล้วนับจำนวนประชากรตัวอยา่ งท้งั หมดในกรอบไมน้ ำ มาคำนวณหาขนาดประชากรทั้งหมดใน แหล่งท่อี ยูน่ นั้ ภาพท่ี 1 การสมุ่ ตัวอยา่ งแบบวางแปลงโดยใชก้ รอบนับประชากร กรอบนับประชากรอาจมีหลายขนาด และอาจมีตารางช่องย่อยเพื่อความสะดวก ในการนบั สงิ่ มชี ีวติ ในช่องย่อย ขึ้นอยกู่ ับชนดิ ของสิง่ ม่ีชวี ิตท่ีต้องการศึกษา แต่ในการใช้กรอบนับประชากร แต่ละประชากร หากต้องการนำข้อมูลมาเปรียบเทียบกันควรใช้กรอบนับประชากรท่ีมีขนาดเทา่ กัน โดยมี วธิ ีการนบั ดังรปู ต้นทไ่ี ม่นับ ต้นทีไ่ ม่นบั การนับจำนวนต้นของพืชที่ต้องการศึกษา โดยนับต้นพืช ที่อยู่ภายในกรอบเกินครึ่งต้น ในกรณีที่วางกรอบนับ ประชากรติดกนั ถา้ ต้นพชื อยูภ่ ายในกรอบครึ่งต้นพอดีให้ นบั ตน้ พชื ในกรอบใดกรอบหน่ีงนนั้ ภาพท่ี 2 การนบั จำนวนของตน้ พืขในกรอบนับประชากร

ตัวอย่าง ทุ่งหญ้าแห่งหนึ่งมีพื้นที่ 1 ตารางกิโลเมตร เมื่อใช้กรอบไม้ขนาด 1 ตาราง เมตร สุ่มตัวอยา่ งประชากรหญ้าแห้วหมู 10 ครั้งอย่างอิสระ แล้วนับจำนวนประชากรจากการสุ่มแต่ละ ครั้งได้เท่ากับ 10, 12, 10, 20, 22, 16, 17, 30, 25, 28 ต้น ตามลำดับ จงหาขนาดประชากรหญ้าแห้ว หมทู ้ังหมดในทุ่งหญ้าแห่งน้ี จากการสุม่ ตัวอย่าง 10 คร้ัง นบั จำนวนประชากรหญ้าแห้วหมไู ดท้ งั้ สน้ิ = 10 + 12 + 10 + 20 + 22 + 16 + 17 + 30 + 25 + 28 ตน้ = 190 ต้น แสดงวา่ พนื้ ท่ี 10 ตารางเมตร มีประชากรหญ้าแห้วหมู 190 ตน้ พน้ื ที่ 1,000,000 ตารางเมตร มีประชากรแหว้ หมู = 190 ������ 100000 ตน้ 10 ดังน้นั ประชากรหญา้ แหว้หมูทง้ั หมดในท่งุ หญ้าแห่งน้ีเท่ากบั 19,000,000 ตน้ 2) การทำเคร่ืองหมายและจับซำ้ (Mark and recapture method) วธิ กี ารน้ี เหมาะสำหรับใช้วัดขนาดประชากรที่มีการเคลื่อนที่ไปมาอยู่เสมอ เช่น สัตว์ป่าชนิดต่าง ๆ โดยการ สุ่มตัวอย่างดักจับสัตว์ที่ต้องการศึกษามาจำนวนหนึ่งนำมาติดเครื่องหมายทุกตัวแล้วปล่อยสัตว์เหล่านี้ กลับคืนแหล่งที่อยู่อาศัยเดิมอย่างอิสระในช่วงเวลาหน่ึง จากนั้นจึงดักจับสัตว์เหล่านี้อีกครั้งในแหล่งที่ อยู่เดิมนำมานับจำนวนสัตว์ที่มีเครื่องหมายและไม่มีเครื่องหมาย แล้วนำข้อมูลที่ได้ไปคำนวณหาขนาด ประชากรสตั วท์ ้งั หมดในแหล่งทอี่ ยู่นน้ั โดยใชส้ ูตร PT M1 = M2 P หมายถงึ จำนวนประชากรสิง่ มีชวี ิตที่ตอ้ งการทราบ M1 หมายถึง จำนวนประชากรสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่จับมาทำเครื่องหมายครั้งแรก แลว้ ปล่อยกลับคนื สูธ่ รรมชาติ T2 หมายถงึ จำนวนประชากรสิง่ มีชีวิตท้งั หมดที่จับไดใ้ นคร้ังหลงั M2 หมายถงึ จำนวนประชากรสิ่งมชี ีวิตท่ีมีเคร่ืองหมายจากการจับไดใ้ นครงั้ หลงั ภาพท่ี 3 การทำเครื่องหมายปลา โดยเลือกตัดตำแหน่งใดตำแหนง่ หนง่ึ ของครบี

การประมาณความหนาแนนของประชากรโดยการทำเครืองหมายและจบั ซ้ำ มีขอแมวา 1. สัตวทถ่ี ูกทําเครอ่ื งหมายและไมมีเครือ่ งหมายจะถกู จบั ไดโดยสุม 2. ถามกี ารตายเกิดขึ้น สตั วที่ถูกทําเครื่องหมายและไมมีเคร่ืองหมายมโี อกาสที่จะไดตาย เทากัน 3. เคร่อื งหมายทที่ ําไวจะตองไมหลดุ สูญหาย หรอื มองเห็นไดยาก การประเมินประชากรดวยวิธีนี้ปกติจะมีการทําซ้ำ ๆ หลายครั้งตอปซึ่งทําใหสามารถทราบถึง อัตราการเกดิ และอตั ราการตายได้อีกดวย 3.2 วิธีวัดความหนาแนนสัมพัทธ (relative density) จํานวนประชากรที่คํานวณไดจากการ สุมตัวอยางเปน “เครือ่ งช”ี้ (index) บอกขนาดของประชากร โดยบอกเปนคาความหนาแนนตอหนวยคงท่ี ใดๆ เชน ตอกับดักหรือตอใบพืช และมีความสัมพันธกับประชากรแทจริงคอนขางจะคงที่ ใชไดใน เชิงเปรียบเทยี บเทาน้ัน การหาความหนาแนนสมั พทั ธมีหลายวธิ ี เชน 1. ใชกบั ดัก เชน่ กบั ดักแมลงวนั แสงไฟลอแมลง การขดุ หลุมดักแมลงปกแข็ง เครอื่ งดูดจับ แมลงจํานวนที่จบั ไดขึ้นอยูกับความวองไวของแมลงจาํ นวนท่ีมีอยูและความชํานาญของผูใชกบั ดัก เปนตน 2. นับจํานวนมูลการนับปริมาณมูลของแมลงสามารถใชบอกขนาดของประชากรได เชน การวัดความหนาแนนประชากรของดวงเจาะลําตน เปนตน 3. ความถี่ในการกระพริบแสง เช น มีการนับจํานวนหิ่งห อยจากการกระพริบแสง ชวงตอนกลางคืน เพื่อใชเปนดรรชนบี อกขนาดของประชากร 4. จาํ นวนรองรอยที่สตั วทําไวเชน ปลอกดกั แดรจู ง้ิ หรีด กองดนิ ทจี่ ักจน่ั บางชนิดทําข้นึ 5. ปรมิ าณอาหารท่ีกิน เชน การวัดประชากรหนูโดยใชจํานวนเหย่ือทหี่ นูกินเปนดรรชนีวิธีน้ี ใชเพ่อื ประเมนิ ผลของการใชยาเบือ่ หนูตอประชากรหนูเม่ือกอนและหลงั เบ่ือยา เปนตน 6. ความถี่ ใชเปอรเซน็ ตของจํานวน ควอแดรททีม่ ีส่ิงมชี ีวิตชนิดนน้ั อยูเปนดรรชนี 7. จํานวนประชากรที่จับไดแตละครั้ง เปนเครื่องชี้บอกความมากนอยของประชากร วิธวี ดั ความหนาแนนสมั พทั ธมีประโยชนในการชวยสนบั สนุนผลจากการวัดโดยตรงใหมคี วามแนชัดยิ่งขึน้ เอกสารอา้ งองิ บริษัทอักษรเจริญทัศน์ (อจท.). (2564). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม วิทยาศาสตร์ชีววิทยา ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ี่ 6 เลม่ 2. กรงุ เทพมหานคร: โรงพิมพ์ บรษิ ัท ไทยรม่ เกลา้ จำกัด โรงเรยี นปทุมราชวงศา. (ม.ป.ป.). หนวยการเรยี นรูที่ 2 ประชากร. สืบค้นเม่ือ 20 กุมภาพันธ์ 2564. จาก http://www.nana-bio.com สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.). (2564). หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชีววิทยา ชั้นมัธยมศึกษาปีท่ี 6 เล่ม 6. กรุงเทพมหานคร: โรงพมิ พ์ สกสค. ลาดพร้าว