Scroll Top
การสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศระดับภาคสนาม

หนึ่งในการศึกษาที่โดดเด่นของโครงการ SOILGUARD จะมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับปัจจัยกดดันจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (ภัยแล้งและคลื่นความร้อน) ที่มีผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพของดิน ในแต่ละภูมิภาค EU NUTS-2 ภายใต้การศึกษาของโครงการ SOILGUARD จะมีการติดตั้งแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศระดับภาคสนาม การออกแบบเชิงทดลองนี้ทำให้สามารถประเมินผลกระทบของสภาพภูมิอากาศเฉพาะภูมิภาคในอนาคตต่อความหลากหลายทางชีวภาพของดิน พหุหน้าที่ของดิน และเปรียบเทียบความแตกต่างของผลกระทบระหว่างประเภทการจัดการทรัพยากรดิน (เช่น การจัดการแบบดั้งเดิมและแบบอินทรีย์ในพื้นที่เกษตรกรรม) ข้อมูลนี้จะรวมกับเครื่องมือการเรียนรู้ เพื่อเพิ่มความเป็นไปได้ในการคาดการณ์ผลกระทบของการจัดการทรัพยากรดินต่อความหลากหลายทางชีวภาพของดิน และการให้บริการระบบนิเวศ ภายใต้สภาพภูมิอากาศในอนาคต สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของความหลากหลายทางชีวภาพของดินในการแก้ปัญหาที่อาศัยธรรมชาติเป็นพื้นฐาน (Nature-based Solution)

ตามพื้นที่กำหนดตามฐานข้อมูลพื้นที่เก็บข้อมูลดิน (LUCAS soil information repository) การสัมภาษณ์กับเจ้าของที่ดิน และการตรวจสอบภาคสนาม ทีมงาน UMH ได้สุ่มตัวอย่างดินจากแปลงธัญพืช 10 แปลงที่มีการจัดการแบบดั้งเดิม และ 10 แปลงที่มีการจัดการแบบอินทรีย์ภายในภูมิภาค NUTS-2 Murcia ประเทศสเปน ตัวอย่างดินถูกส่งไปยังหน่วยงานความร่วมมือของโครงการ SOILGUARD ทั่วสหภาพยุโรป เพื่อวิเคราะห์คุณสมบัติของดิน เช่น ปริมาณสัตว์ขาปล้องขนาดเล็ก การรวมตัวของดินจากพืชและเชื้อราขนาดเล็ก ความหลากหลายของ DNA กรดไขมัน ปริมาณอินทรียวัตถุ คาร์บอนมวลชีวภาพของจุลินทรีย์ การหายใจของดินเป็นมูลฐาน กิจกรรมของเอนไซม์ ปริมาณความหนาแน่นของฟอสฟอรัส และความหยาบของดิน

ในช่วงฤดูเพาะปลูกปี 2022 (มิถุนายน – สิงหาคม) เราได้ทำแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศร้อนแล้งใน 2 แปลงที่อยู่ติดกัน จาก 20 แห่ง ความแตกต่างคือการจัดการพืชผล (แบบอินทรีย์ และแบบดั้งเดิมโดยใช้สารเคมีเกษตรในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา) การจำลองทำในโรงเรือนขนาดเล็กที่ออกแบบมาเพื่อกันฝน แต่ไม่กันลม รักษาอุณหภูมิภายในและภายนอกให้เท่ากัน เราจำลองความแห้งแล้งโดยมีปริมาณน้ำฝนน้อยลง 80% สำหรับฤดูกาลสามเดือน อย่างไรก็ตาม เราต้องทดน้ำ 18 ลิตร/ตร.ม. ออกจากโรงเรือน เนื่องจากอากาศที่ร้อนและแห้งกว่าแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (RCP 4.5) ทั้งสองกรณี พืชประสบปัญหาขาดแคลนน้ำ และมีผลกระทบต่อผลผลิต หากเปลี่ยนไปทำเกษตรอินทรีย์เร็วขึ้น ดินจึงยังไม่ยืดหยุ่นพอที่จะเผชิญกับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่มีอยู่แล้วในภูมิภาคนี้

ในการทดลองภาคสนามระยะยาว 2 ครั้ง (แบบอินทรีย์ และแบบดั้งเดิม) เปรียบเทียบการไถพรวนดินแบบต่างๆ และใช้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศ SOILGUARD ปี 2022 โดยเน้นที่การจำลองความแห้งแล้งพืชไร่ ซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นบ่อยขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การจำลองในแปลงพืชอินทรีย์ได้ดำเนินการบนแปลงที่มีโครงสร้างดินดีและมีการจัดการโดยใช้การไถพรวนดินแบบไม่พลิกกลับ แปลงพืชแบบดั้งเดิมมีคันไถและถูกไถ

การจำลองทำโดยการติดตั้งที่กันฝนแบบพิเศษ (เปิดด้านบน ทำให้เกิดความแห้งแล้ง แต่ป้องกันความร้อนสะสม) ในมันฝรั่ง ช่วงระยะเวลา 3 เดือน (พฤษภาคม-สิงหาคม 2022) ปริมาณน้ำฝนใต้ที่กันฝน (โดยใช้เครื่องจำลองปริมาณน้ำฝนที่ใช้ในการวิจัยการชะล้างพังทลายของดิน) ลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของปริมาณน้ำฝนในแปลงที่ไม่มีที่กันฝน ภายใต้ที่กันฝน มีฝนตกประมาณ 35 ลิตร/ตร.ม. ส่วนในที่โล่ง ปริมาณน้ำฝนในช่วงจำลองสถานการณ์มีประมาณสองเท่า ทั้งสองกรณี พืชประสบปัญหาขาดแคลนน้ำ และมีผลกระทบต่อผลผลิต ในสภาพที่แห้งแล้งนี้ ผลผลิตพืชในแปลงเกษตรอินทรีย์สูงกว่าแปลงพืชดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ

ในภูมิภาค Middle Jutland NUTS-2 มีการจำลองสภาพภูมิอากาศแห้งแล้งและมีคลื่นความร้อน ดำเนินการใน 2 แปลง แบบดั้งเดิมและแบบอินทรีย์

ความแห้งแล้ง

ในปี 2022 พืชผลคือข้าวบาร์เลย์ฤดูใบไม้ผลิทั้งสองแปลง ในการสร้างช่วงฤดูแล้ง 3 เดือน มีการทำโรงเรือนขนาดเล็ก 3 หลัง (3×5 เมตร) ในแต่ละแปลง โรงเรือนถูกรื้อถอนสองครั้งในช่วงเวลานี้ ทำให้ได้รับปริมาณน้ำฝน 46 และ 39 มม. ในแปลงดั้งเดิมและแปลงอินทรีย์ตามลำดับ ได้มีการเก็บตัวอย่างดินจำนวน 6 แปลง ขนาด 50×50 ซม. หลังผ่านช่วงฤดูแล้ง 1 แปลงในโรงเรือน และ 3 แปลงตามสภาพธรรมชาติ

ตัวอย่างดินถูกส่งไปยังสถาบันหน่วยงานความร่วมมือของโครงการ SOILGUARD สำหรับการวิเคราะห์ทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ การทดลองสภาพภูมิอากาศแห้งแล้งจะทำซ้ำในปี 2023

คลื่นความร้อน

ในช่วงปี 2022 มีการทดสอบนำร่องคลื่นความร้อน 5 ครั้งในประเทศเดนมาร์ก โดยใช้เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดและเส้นใยคาร์บอนที่ติดตั้งในโรงเรือน มีการวัดอุณหภูมิในดิน ในอากาศใต้เครื่องทำความร้อน ฝั่งตรงข้ามโรงเรือน และอากาศภายนอก

จากการทดลองนำร่องนี้ จึงตัดสินใจติดตั้งแบบจำลองคลื่นความร้อนในประเทศลัตเวีย ไอร์แลนด์ เบลเยียม ฮังการี และเดนมาร์กในปี 2023 ในแต่ละโรงเรือน จะมีการติดตั้งเครื่องทำความร้อนอินฟราเรด 6 เครื่อง และจำลองคลื่นความร้อน 5 วัน ในช่วงแห้งแล้ง 3 เดือน

ในภูมิภาค NUTS-2 Boreal Region ประเทศลัตเวีย ได้ทำการทดลองในแปลงข้าวสาลีฤดูหนาวแบบเกษตรอินทรีย์และแบบดั้งเดิม ในแต่ละระบบการเพาะปลูก พืชจะปลูกในแปลงโล่งแจ้งและในโรงเรือน ภายในโรงเรือน การรดน้ำต้นไม้เป็นไปตามสถานการณ์ที่พัฒนาโดยหน่วยงาน NOA

ตัวอย่างดินถูกเก็บในช่วงที่ข้าวสาลีออกดอก ช่วงเก็บเกี่ยว และเดือนหลังการเก็บเกี่ยว จากนั้นจะถูกจัดส่งไปยังสถาบันหน่วยงานความร่วมมือของโครงการ SOILGUARD สำหรับการวิเคราะห์ทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ การทดลองสภาพภูมิอากาศแห้งแล้งและคลื่นความร้อนจะดำเนินการต่อไปในปี 2023

ในประเทศฮังการี การทดลองในปีแรกเสร็จสมบูรณ์ ในแปลงทดลอง 3-3 แปลงระบบพืชอินทรีย์และแบบดั้งเดิม โดยใช้ที่กันฝน เพื่อจำลองสภาพภูมิอากาศแห้งแล้ง ภายใต้ที่กันฝน มีการรดน้ำในปริมาณที่คาดการณ์ตามสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคำนวณโดยหน่วยงาน NOA และได้มีการสุ่มเก็บตัวอย่างแบบเกษตรอินทรีย์และแบบดั้งเดิมใกล้โรงเรือน

ในปีที่สองของการทดลอง มีการจำลองความแห้งแล้งด้วยเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดในโรงเรือน เพื่อจำลองคลื่นความร้อนด้วย มีการสุ่มตัวอย่างแต่ละแปลง และอยู่ระหว่างการวิเคราะห์ตัวอย่างดินและประเมินข้อมูล

พื้นที่ทดลองในภาคกลางของประเทศฟินแลนด์ ประกอบด้วยพื้นที่ศึกษาขนาด 50×50 ม. และตั้งอยู่ข้างกันโดยมีทางลื่นไถลคั่นกลาง การทดลองเปรียบเทียบระหว่างการตัดต้นไม้ทีละต้นและทำให้โคนต้นบางลงกับการตัดต้นไม้หลายต้นในครั้งเดียว ส่วนใหญ่เป็นต้นสนนอร์เวย์สปรูซ การออกแบบเดิมริเริ่มในปี 1986 (Laiho et al. 2011, Forestry 84: 547-556) ดังนั้น อายุของต้นไม้ในป่าไม้ปกคลุมต่อเนื่องจึงมีอายุไม่เท่ากัน คือประมาณ 40 ปี (CCF40) การทำป่าไม้แบบ “ยั่งยืน” เปรียบเทียบขั้นตอนต่างๆ ของการทำป่าไม้แบบดั้งเดิมทำให้ต้นไม้มีอายุเท่ากัน โดยตัดทีละต้นและทำให้โคนต้นบางลง (40 ปี, T40), Shelter-wood felling (12 ปีที่แล้ว, TSW12) และ Clear-cutting (12 ปีที่แล้ว, T12) การจำลองสภาพภูมิอากาศแห้งแล้งในพื้นที่ทดลองจะถูกทำซ้ำ 3 ครั้ง และเปรียบเทียบกับพื้นที่ควบคุม

ในประเทศไอร์แลนด์ การจำลองสภาพภูมิอากาศระดับภาคสนามดำเนินการในพื้นที่ทุ่งหญ้าทดลอง (Grazed Grassland) ในศูนย์วิจัย Teagasc Research Centre, Johnstown Castle, Co. Wexford การจำลองสภาพภูมิอากาศดำเนินการในภูมิภาค Southern NUTS-2 ของประเทศไอร์แลนด์ ซึ่งมีภูมิอากาศแบบมหาสมุทร มีปริมาณฝนตกชุกและอุณหภูมิไม่สูงมาก อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ภูมิภาคนี้ประสบกับภัยแล้งหลายครั้ง ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อผลผลิตทางการเกษตร

เพื่อทำความเข้าใจว่าความหลากหลายทางชีวภาพของดินและหน้าที่ของดินตอบสนองต่อความแห้งแล้งและคลื่นความร้อนจำลองในทุ่งหญ้าเกษตรกรรมของไอร์แลนด์อย่างไร ตัวอย่างดินถูกเก็บจากทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์ ไม่ว่าจะเป็นพื้นที่หญ้าชนิดเดียวกันหรือหญ้าหลายสายพันธุ์ ประกอบด้วย L. perenne, P.pratense, T. repens, T. pratense, C. intybus และ P. lanceolata ที่ให้ผลผลิตสูงโดยใช้ปุ๋ยน้อยลง และสัมพันธ์กับการสูญเสียสารอาหารในสิ่งแวดล้อมที่ลดลง

ในแต่ละพื้นที่ เราสร้างแปลงควบคุมน้ำฝนและความแห้งแล้ง/คลื่นความร้อน เราทำการสุ่มตัวอย่างซ้ำทั้งก่อน ระหว่าง และหลังการจำลองสภาพภูมิอากาศแห้งแล้ง/คลื่นความร้อน เพื่อวัดและติดตามการตอบสนองของดินต่อปัจจัยกดดันจากสภาพภูมิอากาศ การทดลองอยู่ระหว่างดำเนินการในประเทศไอร์แลนด์ และจะใช้แบบจำลองคลื่นความร้อนในฤดูร้อนนี้

Privacy Preferences
When you visit our website, it may store information through your browser from specific services, usually in form of cookies. Here you can change your privacy preferences. Please note that blocking some types of cookies may impact your experience on our website and the services we offer.