ทุกวันนี้ วิทยาศาสตร์ทุกสาขามีความเกี่ยวข้องและปฏิสัมพันธ์กันมากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นวิธีคิด หลักการ ทฤษฎี การทดลอง และอุดมการณ์ ฯลฯ เช่น จากเดิมที่เราเคยแบ่งศาสตร์ฟิสิกส์ว่าเป็นการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับสิ่งไม่มีชีวิต และชีววิทยาว่า เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต แต่เมื่อถึงวันนี้ โลกวิทยาการมีวิชา biological physics, biophysics และ physical biology ที่นักฟิสิกส์ได้รับแรงกระตุ้นให้ศึกษาธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต โดยใช้หลักการ ทฤษฎี วิธีการทางฟิสิกส์ เพื่อศึกษาสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กตั้งแต่ระดับอะตอม โมเลกุล เซลล์ อวัยวะ ร่างกาย ตลอดไปจนถึงการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิตในสิ่งแวดล้อมที่มีขนาดใหญ่ โดยอาศัยความรู้ฟิสิกส์ เคมี คณิตศาสตร์ คอมพิวเตอร์ และ AI เช่น นักชีวฟิสิกส์สนใจศึกษาการเปลี่ยนแปลงของ DNA ที่มีบทบาททำให้ร่างกายเป็นมะเร็ง ศึกษาการทำงานของสมองส่วนที่เกี่ยวข้องความคิดและความจำ วิเคราะห์การทำงานของระบบภูมิคุ้มกันในร่างกาย ฯลฯ โดยใช้อุปกรณ์ฟิสิกส์ เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน อุปกรณ์ Electrophoresis , Nuclear Magnetic Resonance (NMR) , Magnetic Resonance Imaging (MRI), Positron Emission Tomography (PET), Magnetoencephalography (MEG) , Laser Optical Trapping, Scanning Tunneling Microscope (STM), Atomic Force Microscopy (AFM), Supercomputer ตลอดจนถึง Quantum Computer
ความยุ่งยากซับซ้อนทางเทคโนโลยีที่ใช้ในการสร้างอุปกรณ์ปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ ณ วันนี้ น่าจะทำให้ Charles Darwin (1809–1882) และ Isaac Newton (1642–1727) รู้สึกมึนงง ถ้าคนทั้งสองต้องตกอยู่ในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ปัจจุบัน เพราะนึกจะทำการทดลองอะไรก็ไม่ได้ จะค้นหาอะไรก็ไม่เป็น และจะใช้ความคิดไปที่ไหนก็ไม่ได้เลย
บทความวันนี้ ..... จะกล่าวถึงการใช้เทคโนโลยีฟิสิกส์ในการวิเคราะห์ความอุดมสมบูรณ์ทั้งในเชิงปริมาณและคุณภาพของป่าอย่างครอบคลุม เพื่อให้เข้าใจเหตุผลในการคงความยั่งยืน ตลอดจนถึงการมีสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในป่าด้วยว่า มีคุณภาพเพียงใด จากเดิมที่นักอนุรักษ์ป่าเคยพิจารณาเฉพาะพื้นที่ที่เป็นป่า โดยใช้ภาพถ่ายจากดาวเทียมเท่านั้น ให้มาใช้เสียงสัตว์ (นก แมลง สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์สี่เท้า และคน) ในการระบุสถานภาพความอุดมสมบูรณ์ที่เคยเป็นมาในอดีตและที่จะเป็นไปในอนาคตด้วย
ตัวอย่างของระบบนิเวศที่จะกล่าวถึง คือ การอนุรักษ์ป่าของประเทศ Costa Rica ที่ตั้งอยู่ในทวีปอเมริกากลาง อยู่ใต้ประเทศ Nicaragua และอยู่เหนือประเทศ Panama โดยมีอาณาเขตทางทิศตะวันออกจรดทะเล Caribbean ส่วนทางตะวันตกติดมหาสมุทร Pacific ประเทศนี้ มีชื่ออย่างเป็นทางการว่า สาธารณรัฐ Costa Rica ซึ่งเป็นคำที่มีรากศัพท์จากภาษาสเปนซึ่งแปลว่า ชายฝั่งที่อุดมสมบูรณ์ (Rich Coast)
ประเทศ Costa Rica มีป่าที่เป็นสมบัติสาธารณะของชาติที่สำคัญ 4 แห่ง ซึ่งมีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมกว่า 200 สายพันธุ์ นกกว่า 600 สายพันธุ์ และสัตว์เลื้อยคลานมากกว่า 250 สายพันธุ์ ในทะเลมีปลาหัวค้อน (hammerhead shark) โลมา ปลากระเบน และมีภูมิอากาศของประเทศในภาพรวมเหมือนธรรมชาติบนเกาะ Galapagos ของประเทศ Ecuador
บริเวณป่าอนุรักษ์ที่สำคัญ ได้แก่ ป่า Guanacaste ซึ่งเป็นป่าที่อนุรักษ์สัตว์ต่างๆ ที่ใกล้สูญพันธุ์
นอกจากนี้ก็มีสถานที่สำคัญมากทางโบราณคดี คือ ดินแดนที่มีก้อนหินลักษณะเป็นทรงกลมจำนวนมาก ซึ่งสร้างขึ้นโดยชนพื้นเมืองเผ่า Diquís (ที่มักจะเขียนผิดเป็น Diguf) ที่เคยอาศัยอยู่ใน Costa Rica ตั้งแต่สมัยก่อนที่ Christopher Columbus (1451-1451) จะเดินทางมาถึง ทรงกลมหินที่มีจำนวนมากกว่า 300 ลูก และเป็นทรงกลมที่ทำด้วยหินแกรนิตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวตั้งแต่ 10-240 เซนติเมตร โดยก้อนที่ใหญ่ที่สุด หนักถึง 15 ตัน และเป็นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบจริง ๆ ประเด็นที่น่าสนใจ คือนักโบราณคดีมิได้พบอุปกรณ์ที่ชนพื้นเมืองใช้ในการแกะสลักทรงกลมเลย และไม่รู้ว่าชาวพื้นเมืองสร้างมันขึ้น เพื่อจุดประสงค์ใด
สถิติระบุว่า ในปี 1950 พื้นที่ของประเทศ Costa Rica มีป่า 50% แต่เมื่อถึงปี 1995 พื้นที่ป่าได้ลดลงเหลือเพียง 25% เท่านั้นเอง
ดังนั้นในปี 1997 รัฐบาล Costa Rica จึงอนุมัติโครงการปลูกป่า โดยการให้เงินแก่เจ้าของที่ดินให้ช่วยดูแลป่าที่อยู่ในความครอบครองของตน ซึ่งมีจำนวนทั้งหมดกว่า 1.2 ล้านเอเคอร์ (8 ล้านไร่) จากป่าที่เคยถูกผู้คนบุกรุกทำลาย เพื่อให้ป่ากลับคืนสู่สภาพความเป็นป่าเหมือนเดิม ความสำเร็จของโครงการนี้ได้ทำให้ Costa Rica มีชื่อเสียงโด่งดังไปทั่วโลก แต่นักนิเวศวิทยาต่างชาติก็ได้ให้ข้อสังเกตว่า การถ่ายภาพป่าจากระยะไกลโดยใช้ดาวเทียม จะเห็นก็แต่ยอดต้นไม้ ภาพถ่ายไม่ได้บอกชนิด ขนาด สุขภาพ หรือจำนวนของสัตว์ที่อาศัยอยู่ในป่าเลย เพราะสัตว์มีบทบาทมากในการทำให้ป่ามีชีวิต ดังนั้นข้อมูลเฉพาะด้านที่เกี่ยวกับต้นไม้เท่านั้น จึงมิได้เป็นข้อมูลที่สมบูรณ์แบบ และเมื่อสัตว์ที่อาศัยอยู่ในป่ามักส่งเสียงร้อง เพื่อสื่อสารถึงกัน เตือนภัย และหาคู่ การวัดความอุดมสมบูรณ์ของป่า จึงสามารถกระทำได้โดยใช้เทปบันทึกเสียงสัตว์ป่าอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาเป็นเวลานาน ๆ จากนั้นการวิเคราะห์เสียงสัตว์ต่างชนิดหรือชนิดเดียวกัน ที่ปะปนกัน ณ เวลาและสถานที่ต่าง ๆ กัน ก็จะสามารถบอกชนิด จำนวน สถานะทางสุขภาพ และเจตนาของสัตว์ได้ ข้อมูลทั้งหมดจะสามารถบอกพฤติกรรมการหาคู่ การเลี้ยงลูกอ่อน การหนีศัตรู การหาเหยื่อ การต่อสู้กับสัตว์อื่นหรือมนุษย์ ประเพณีที่มีในสังคมสัตว์ และเมื่อการบันทึกเสียงเป็นเรื่องที่นักนิเวศวิทยาสามารถทำได้ง่าย ทำได้เร็ว และลงทุนน้อยกว่าวิธีการถ่ายภาพโดยใช้ดาวเทียม อีกทั้งยังสามารถทำได้ ณ เวลาจริง ข้อมูลที่ได้จากการบันทึก จึงสามารถบอกสุขภาพในทุกมิติของป่าได้ดีกว่าการถ่ายภาพโดยใช้ดาวเทียมหรือเทคโนโลยี LIDAR (Light Detection And Ranging) แต่เพียงอย่างเดียว
ในวารสาร Global Change Biology ฉบับที่ 3 ซึ่งตีพิมพ์เผยแพร่ในเดือนกุมภาพันธ์ ปี 2026 DOI 10.1111/gcb.70730 นักวิจัย Giacomo Delgado แห่ง Swiss Federal Institute of Technology (ETH) ที่ Zurich ในสวิสเซอร์แลนด์ ซึ่งได้เผยแพร่งานวิจัยชื่อ “Large-Scale Forest Restoration Accompanied by Biodiversity Recovery in Costa Rica's Redistributive Payment for Ecosystem Service Program” ที่เกี่ยวข้องกับการฟื้นฟูสุขภาพของป่าด้วยการปลูกต้นไม้ โดยได้ศึกษาสัตว์ที่อาศัยอยู่ในป่าด้วยว่า มีความเป็นไปและมีความหลากหลายในระบบนิเวศที่มีขนาดใหญ่ของประเทศ Costa Rica อย่างไร
งานวิจัยนี้ได้ใช้เทปบันทึกเสียง เป็นเวลานาน 16,638 ชั่วโมง โดยใช้เครื่องดักฟังเสียง (microphone) ที่ถูกนำไปติดตั้งในสถานที่ต่าง ๆ ทั้งหมด 119 แห่ง ทั่วป่าของคาบสมุทร Nicoya Peninsula
รายงานได้ระบุว่า ป่าที่มีสุขภาพดี จะมีเสียงสัตว์ป่าร้องดังก้องประปรายในบางเวลา ความดังของเสียง ความหลากหลายของคลื่นเสียง เป็นข้อมูลที่ชี้บอกชนิด อายุ และวิถีชีวิตของสัตว์ที่อาศัยอยู่ในป่าได้
การวิเคราะห์คลื่นเสียงตลอดเวลาที่นานเป็นปี ยังสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมคนที่เข้ามาบุกรุกป่าด้วย ดังนั้นภูมิทัศน์เสียง (soundscape) ที่บันทึกได้ในป่าของคาบสมุทร Nicoya Peninsula ซึ่งตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกของประเทศ Costa Rica ที่มีขนาดกว้าง 50 กิโลเมตร และยาว 120 กิโลเมตร จึงบอกสุขภาพของป่าได้อย่างค่อนข้างสมบูรณ์ อีกทั้งยังชี้บอกทิศทางที่ผู้อนุรักษ์ป่าควรพัฒนาป่าด้วย
ป่าที่มีการติดตั้ง microphone เพื่อการสำรวจ ได้แก่ ป่าที่ได้รับการประกาศว่าเป็นป่าอนุรักษ์ บริเวณที่เป็นป่าปลูกใหม่ซึ่งเจ้าของได้รับค่าตอบแทนในการอนุรักษ์ บริเวณป่าที่มีการปลูกต้นไม้สายพันธุ์เดียว และป่าที่เป็นทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์ ตลอดจนถึงพื้นที่ที่ว่างเปล่าใช้ในการทำไร่ข้าวโพด
ในที่สุดนักวิจัยก็ได้พบว่า ในป่าที่มีสุขภาพดี จะมีเสียงสัตว์ก้องดังตั้งแต่ช่วงเช้าที่ดวงอาทิตย์ขึ้น ไปจนกระทั่งถึงเวลาที่พระอาทิตย์ตกดิน โดยสัตว์ทั้งหลายในป่าจะปรับพฤติกรรมของมันให้สอดคล้องกับตำแหน่งที่ดวงอาทิตย์อยู่บนท้องฟ้า และบริเวณทุ่งหญ้าจะมีเสียงสัตว์ดังมากที่สุดในเวลากลางวัน
ดังนั้นแม้ภาพที่ถ่ายโดยดาวเทียม จะแสดงพื้นที่ที่เป็นสีเขียวของต้นไม้ และภาพจะดูไม่แตกต่างกันมาก แต่การมีอยู่อย่างอุดมสมบูรณ์หรือการแร้นแค้นของสัตว์ป่าชนิดต่าง ๆ อาจแตกต่างกันมาก โดยอาศัยธรรมชาติของเสียงสัตว์ป่าที่ได้ยิน เป็นดัชนีชี้บอกชีวิตของป่าได้ว่ามีสุขภาพอย่างไร มีความหลากหลายทางชีวภาพของสัตว์ที่อาศัยอยู่ในป่าหรือไม่ และสังคมของสัตว์เหล่านั้นเป็นอย่างไรด้วย
โครงการฟื้นฟูป่าของประเทศ Costa Rica ในอนาคตจะมีการขยายขอบเขตการอนุรักษ์ให้ครอบคลุมพื้นที่ป่าถึง 600 บริเวณ เพื่อให้นักวิจัยรู้ว่า ปัจจัยอะไร (คน สัตว์ หรือสิ่งแวดล้อม) ที่ทำให้ป่ามีชีวิตหรือป่าตาย และแต่ละปัจจัยมีบทบาทที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพของป่ามากหรือน้อยเพียงใด ทั้งในด้านที่เป็นอิทธิพลเดี่ยว และอิทธิพลร่วมกันด้วย
ตามปกติทั่วไป ทุกคนที่รักสันโดษ นักพรต หรือคนที่ชอบนั่งสมาธิ มักจะคิดว่า ป่า คือ สถานที่สงบ เป็นที่เหมาะสำหรับการปลีกวิเวก เพราะมีแต่ความเงียบสงัด แต่สำหรับคนที่ชอบเดินป่า เขามักจะได้ยินเสียงที่มีความหลากหลายรูปแบบ เช่น เสียงสัตว์ (นก สัตว์สี่เท้า แมลง) เสียงลมพัด เสียงสายน้ำไหล เสียงใบไม้สั่นไหว หรือเสียงน้ำตก จนรู้สึกว่า ไม่ว่าใครจะยืนอยู่ที่ใดในป่า ก็จะได้ยินเสียงต่างๆ ตลอดเวลา
เสียงนก โดยทั่วไปเป็นเสียงที่มักสร้างความสดชื่นให้แก่คนฟัง แต่คนส่วนมาก เวลาได้ยินเสียงนก มักต้องการจะเห็นตัวเป็นๆ ของมัน โดยไม่ให้ความสนใจในธรรมชาติของนกมาก และเมื่อเสียงนกที่ได้ยินไม่สามารถถ่ายทอดออกมาเป็นภาษาเขียนได้ และเพราะคนเรามีประสบการณ์การได้ยินเสียงร้องของสัตว์ชนิดต่างๆ ค่อนข้างน้อย ดังนั้น คนไทยเราจึงมักใช้คำว่า “ร้อง” ในการส่งเสียงของสัตว์
แต่นักชีววิทยาที่เชี่ยวชาญเสียงสัตว์เรียกว่า การส่งเสียงร้องของสัตว์ โดยมีคำเฉพาะที่ใช้สำหรับสัตว์ต่างๆ เช่น
เสียงร้องของ กบ เรียก croak, peep, bleat
เสียงร้องของ หมู เรียก grunt, squeal
เสียงร้องของ ไก่งวง เรียก gobble
เสียงร้องของ ช้าง เรียก trumpet
เสียงร้องของ ไก่ป่า (grouse) เรียก drum
เสียงร้องของ ม้า เรียก neigh, nicker
เสียงร้องของ ไก่ตัวผู้ เรียก crow
เสียงร้องของ งู เรียก hiss, rattle
เสียงร้องของ นกฮูก เรียก hoot
เสียงร้องของ ไก่ตัวเมีย เรียก cluck
เสียงร้องของ หนู เรียก squeak
เสียงร้องของ วัวตัวเมีย เรียก bawl
เสียงร้องของ เป็ด เรียก quack
เสียงร้องของ กา เรียก caw
เสียงร้องของ สิงโต เรียก roar
เสียงร้องของ นกพิราบ เรียก coo
เสียงร้องของ หมี เรียก growl
เสียงร้องของ ห่าน เรียก honk
เสียงร้องของ นกนางแอ่น เรียก twitter
เสียงร้องของ นกอินทรี เรียก scream
เสียงร้องของ สุนัขจิ้งจอก เรียก yap
และ เสียงร้องของ แมว! เรียก mew, moan, purr, squall, spit, caterwaul เป็นต้น
เราจึงเห็นได้ว่า การสำรวจความอุดมสมบูรณ์ จำต้องมีการสำรวจภาคพื้นดินอย่างต่อเนื่องมาประกอบด้วย เพื่อจะได้รู้ความหลากหลายทางชีวภาพด้วย การใช้เทคโนโลยี bioacoustics จะสามารถตอบคำถามนี้ได้ เพราะสามารถได้ยินเสียงสัตว์จากระยะทางไกลหลายร้อยเมตรได้ และเมื่ออุปกรณ์ดักฟังเสียงมีขนาดเล็กที่สามารถพกพาได้ และสามารถทำงานได้ตลอดเวลา (โดยอาจใช้/ไม่ใช้แสงอาทิตย์) การจัดตั้งเครือข่ายดักฟังสัญญาณเสียง จึงสามารถทำได้ง่าย โดยใช้ algorithm ที่เหมาะสม ก็จะรู้ว่ามีใครบุกป่าอย่างผิดกฎหมาย โดยใช้เลื่อยไฟฟ้าตัดต้นไม้ หรือใช้แทรกเตอร์ตัดโคนต้นไม้ และรู้ตำแหน่งที่มีการเผาป่าด้วย ทั้งนี้ทั้งนั้นก็เพื่อให้ประเทศมีการตัดไม้ทำลายป่าเป็นศูนย์ (zero-deforestation) ซึ่งเป็นนโยบายอนุรักษ์ป่าที่จำต้องมี และนโยบายนี้สามารถเกิดขึ้นได้ โดยใช้เทคโนโลยี bioacoustics ประกอบด้วยการวิเคราะห์ที่ต้องอาศัยเทคนิค deep learning
ในวารสาร Journal of Environmental Management 2026 ฉบับเดือนมิถุนายน 2026 Masumi Hisano แห่งมหาวิทยาลัย Hiroshima ในญี่ปุ่นกับคณะ ได้รายงานว่า การปลูกต้นไม้เพื่อปกป้องเนื้อดินมิให้ถูกเซาะกร่อนโดยลมพายุ อาจะไม่ได้ส่งเสริมให้ป่ามีความหลากหลายทางชีวภาพ เพราะในบริเวณที่เป็นพื้นที่ชุ่มน้ำ (wetland) นกหลายสายพันธุ์ต้องการพื้นที่อาศัยที่เป็นบริเวณโล่งแจ้ง
การศึกษานี้ จึงให้ผลขัดแย้งกับความเชื่อเดิมๆ ที่ว่า ชาวเกษตรกรควรปลูกต้นไม้ เพื่อให้สัตว์ต่าง ๆ มีที่อยู่อาศัย แต่ในพื้นที่ชุ่มน้ำของเอเชีย พื้นที่ส่วนใหญ่เป็นนา ซึ่งปลูกข้าวเป็นอาหารหลัก และเป็นที่อาศัยของนกน้ำหลายชนิด การอนุรักษ์พื้นที่นี้โดยการปลูกป่า จึงมีผลกระทบต่อวิถีชีวิตของนกหลายชนิด
โดยนักวิจัยกลุ่มนี้ ได้ใช้ทะเลสาบ Kahokugata ที่อยู่ทางตอนกลางของญี่ปุ่นเป็นพื้นที่ทดสอบ เพราะทะเลสาบแห่งนี้ตั้งอยู่บนเส้นทางอพยพของนกจากเอเชียถึงออสเตรเลีย นกจึงใช้พื้นที่ในการวางไข่ และเลี้ยงลูกอ่อนในฤดูร้อน
การสำรวจในปี 2021-2923 แสดงว่า ในบริเวณที่เป็นที่โล่ง มีนกหลากหลายสายพันธุ์มากกว่าบริเวณที่เป็นป่าถึง 70% เหตุผลเพราะป่าได้ขัดขวางการหาอาหาร และการวางไข่
ประเด็นที่ต้องศึกษาต่อไป คือ ป่าที่จะปลูกควรมีขนาดใหญ่เพียงใด ควรปลูกพืชชนิดใด ฯลฯ จึงจะมีผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพของสัตว์ป่าในฤดูต่าง ๆ อย่างไร และป่าที่ปลูกใหม่ มีผลกระทบต่อพฤติกรรมของสัตว์ในป่าอย่างไรด้วย
นั่นคือ เราต้องคำนึงที่ว่างและที่ป่าไปพร้อมกัน เพื่อให้ประชากรสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบ มีความหลากหลาย และได้รับผลประโยชน์สูงสุด เป็นการสร้างระบบนิเวศในองค์รวมที่สมบูรณ์แบบที่สุด
อ่านเพิ่มเติมจาก : L.M. Ferreira et al. ใน Journal of Econometrics 2,PVH6YZ 2018
ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิตสำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์
ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ,นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน,ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์
