การทดลองเรื่อง ระบบนิเวศในท้องถิ่น

1. เพื่อให้นักเรียนสามารถวางแผน สำรวจ รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทางกายภาพ และองค์ประกอบทางชีวภาพของระบบนิเวศในท้องถิ่น
2. เพื่อให้นักเรียนสามารถอภิปรายความสัมพันธ์ขององค์ประกอบต่างๆ ในระบบนิเวศ

1. สายวัด ยาว 30 m 1 ม้วน	13. หลอดหยด 1 อัน
2. แท่งไม้สำหรับแสดงอาณาเขต 4 อัน	14. แว่นขยาย 1 อัน
3. เชือกยาวประมาณ 5 m 1 ม้วน	15. กล้องจุลทรรศน์ 3 กล้อง
4. เสียมมือ 1 อัน	16. กระจกสไลด์พร้อมกระจกปิด หรือสไลด์หลุม 3 ชุด
5. ถังพลาสติก 1 ใบ	17. สวิงตักแพลงตอน 3 อัน
6. เทอร์มอมิเตอร์ 1 อัน	18. กระชอนตักลูกน้ำ 1 อัน
7. ยูนิเวอร์ซัลอินดิเตอร์ 1 กล่อง	19. ขวดเก็บตัวอย่างน้ำ 3 ใบ
8. แท่งแก้วคน 1 อัน	20. กระบอกตวง 1 อัน
9. กระจกนาฬิกา 1 อัน	21. กระป๋องโลหะสำหรับตักดิน 1 ใบ
10. เซคิดิสก์ 3 อัน	22. ไคลโนมิเตอร์ 1 อัน
11. ถาดอะลูมิเนียม 1 ใบ	23. เดนซิโอมิเตอร์ 1 อัน
12. บีกเกอร์หรือภาชนะใส ขนาด 200 cm³ 10 ใบ	24. กรอบนับประชากร 1 อัน
25. คู่มือศึกษาสิ่งมีชีวิต 1 เล่ม

1. ระดมความคิดภายในกลุ่มในประเด็นต่อไปนี้
- ในท้องถิ่นของเรามีระบบนิเวศอะไรบ้าง
- ระบบนิเวศแต่ละระบบในท้องถิ่นมีความสำคัญอย่างไร
- นักเรียนสนใจที่จะศึกษาระบบนิเวศใด เพราะอะไร

2. ร่วมกันตัดสินใจเลือกสำรวจและศึกษาระบบนิเวศธรรมชาติในท้องถิ่น โดยเลือกสำรวจเพียงระบบใดระบบหนึ่ง เช่น ป่าชายเลน สระน้ำจืด นาข้าว หรือชุมชนรอบๆ บริเวณที่สำรวจ และเลือกทำเฉพาะบางกิจกรรมตามลักษณะสภาพแวดล้อมและศักยภาพของนักเรียน

3. กำหนดบริเวณที่จำสำรวจให้มีขนาดประมาณ 30 m x 30 m สำรวจสิ่งปกคลุมดินในบริเวณดังกล่าวแล้วคาดคะเนจำนวนร้อยละของพืชเด่นในบริเวณนั้น จากนั้นจำแนกบริเวณที่สำรวจโดยใช้จำนวนสิ่งปกคลุมดินที่พบมากที่สุดในบริเวณนั้นเป็นเกณฑ์ เช่น ป่าโปร่ง ไม้พุ่ม พืชล้มลุก พื้นที่ชุ่มน้ำ หรือเขตเมือง เป็นต้น

4. สำรวจสภาพแวดล้อมทั่วๆ ไปรอบบริเวณนั้น เช่น ร่มเงา ความหนาแน่นของเรือนยอดของต้นไม้ กระแสน้ำ ฝุ่นละออง ควัน กลิ่น เสียง อาคารบ้านเรือนที่อยู่ใกล้เคียง ตลอดจนสิ่งปนเปื้อนในบริเวณนั้น

ระบบนิเวศแหล่งน้ำ

1. ระบบนิเวศแหล่งน้ำ
1.1 สังเกตสภาพทั่วไปของแหล่งน้ำที่จะสำรวจ เช่น การไหลของน้ำ สีของน้ำ ร่มเงา และสิ่งปนเปื้อนที่พบ ฯลฯ พร้อมทั้งบันทึกสิ่งที่สักเกตได้
1.2 วัดอุณหภูมิที่บริเวณผิวน้ำโดยหย่อนเทอร์มอมิเตอร์ลงไปในน้ำลึกประมาณ 5 cm อ่านค่าและบันทึกผล และวันอุณหภูมิของน้ำที่ระดับลึกลงไปจากผิวน้ำ 20 cm โดยใช้ขวดเก็บตัวอย่างน้ำหย่อนลงไปเก็บน้ำที่ระดับลึกลงไปจากผิวน้ำ 20 cm แล้ววัดอุณหภูมิของน้ำที่เก็บได้ทันที (น้ำที่เก็บได้ ให้ใช้ศึกษาสิ่งมีชีวิตในน้ำต่อไป)
1.3 วัดค่า pH ของน้ำ ทั้งผิวน้ำและที่ระดับลึก จากผิวน้ำ 20 cm
1.4 วัดการส่องผ่านของแสงลงสู่แหล่งน้ำ โดยหย่อนเซคิดิสก์ลงในแหล่งน้ำจนถึงระยะที่มองไม่เห็นเซคิดิสก์ อ่านค่าความลึกของระดับน้ำจากเครื่องหมายที่ทำไว้บนเส้นเชือกค่อยๆ ดึงเซคิดิสก์ขึ้นจากเริ่มมองเห็นเซคิดิสก์อีกครั้ง อ่านค่าความลึกของระดับน้ำจากเครื่องหมายที่ทำไว้บนเส้นเชือกอีกครั้งหนึ่งนำค่าที่อ่านได้ทั้งสองครั้งมาหาค่าเฉลี่ย
1.5 สำรวจสิ่งมีชีวิตที่พบบริเวณผิวน้ำ ทั้งชนิดจำนวน ลักษณะ และการกระจายของสิ่งมีชีวิต

1.6 ตักน้ำที่บริเวณผิวน้ำและที่ระดับลึกจากผิวน้ำประมาณ 20 cm ณ ตำแหน่งต่างๆ หลายๆ จุด เทลงในภาชนะใสหรือถาดอะลูมิเนียม ศึกษาลักษณะ ชนิด และ จำนวนของสิ่งมีชีวิตในน้ำ อาจใช้แว่นขยายช่วยเพื่อให้เห็นสิ่งมีชีวิตชัดเจนขึ้น
1.7 ใช้สวิงตักแพลงตอนเก็บตัวอย่างแพลงตอนในน้ำ เทลงในภาชนะใสหรือถาดอะลูมิเนียม ศึกษาลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่พบด้วยตาเปล่า ด้วยแว่นขยายและด้วยกล้องจุลทรรศน์ บันทึกลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่พบ

2. ระบบนิเวศบก
2.1 สังเกตสี กลิ่น ความชื้นของดินในบริเวณที่สำรวจ วัดอุณหภูมิของดิน โดยเสียบเทอร์มอมิเตอร์ลึกลงไปในดินประมาณ 5 cm อ่านค่าและบันทึกและวันอุณหภูมิของดินที่ระดับลึกลงไป 20 cm โดยขุดหลุมกว้างประมาณ 20 cm ลึกประมาณ 25 cm ใช้วัสดุเจาะเนื้อดินที่ระดับลึก 20 cm ในแนวนอนเพื่อเป็นร่องนำก่อนเสียบเทอร์มอมิเตอร์ อ่านค่าและบันทึกผล
2.2 วัดค่า pH ของดิน ที่ระดับผิวดินและที่ระดับลึกลงไป 20 cm โดยนำดินจากแต่ละระดับมาประมาณ 50 g ใส่ลงในภาชนะแต่ละใบ เติมน้ำ 50 cm3 ใช้แท่งแก้วคนให้เข้ากัน ตั้งไว้สักครู่แล้วใช้แท่งแก้วจุ่มส่วนที่เป็นของเหลวมาแตะลงบนกระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ เทียบสีกับสีมาตรฐานที่ข้างกล่อง บันทึกผล
2.3 วัดความชื้นในดิน โดยตักดินมาจำนวนหนึ่ง ชั่งมวลของดินและบันทึกไว้ แล้วนำดินไปอบหรือตากจนแห้ง ชั่งมวลอีกครั้งหนึ่ง ผลต่างของมวลที่ได้ทั้งสองครั้งคือปริมาณน้ำในดินหรือความชื้นในดิน
2.4 สังเกตและบันทึกสิ่งปกคลุมดิน เช่น บนพื้นดินบริเวณที่สำรวจมีพืชขึ้นอยู่หรือไม่ เป็นพืชใบกว้างหรือแคบ เป็นต้น
2.5 สังเกตชนิด จำนวน และลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่พบในบริเวณนั้น ทั้งที่เป็นสัตว์และพืช พร้อมทั้งระบุชนิดของพืชและสัตว์ที่เป็นสิ่งมีชีวิตเด่นของพื้นที่นั้น บันทึกผล
2.6 วัดความสูงของต้นไม้ใหญ่ที่เป็นพืชเด่นที่พบในบริเวณที่สำรวจ
2.7 วัดความหนาแน่นของเรือนยอดของต้นไม้ดังนี้เริ่มจากจุดศูนย์กลางของบริเวณรูปสี่เหลี่ยมที่กำหนดไว้เพื่อสำรวจ จากนั้นเดินตามเส้นทแยงมุมออกมายังมุมหนึ่งของรูปสี่เหลี่ยมที่กำหนดไว้เพื่อสำรวจ จากนั้นเดินตามเส้นแต่ละก้าวที่เดินออกมา ให้บันทึกความหนาแน่นของเรือนยอดของต้นไม้ที่ปกคลุมบริเวณนั้นและทำเช่นเดียวกันทั้ง 4 มุม

วิธีใช้เดนซิโอมิเตอร์ ถือเดนซิโอมิเตอร์ให้อยู่ในแนวดิ่ง จัดแหวนโลหะที่แขวนไว้ใต้เดนซิโอมิเตอร์ให้อยู่ตรงกากบาทพอดีจากนั้น มองผ่านช่องว่างขึ้นไปยังเรือนยอดต้นไม้เหนือศรีษะ สังเกตและบันทึกสิ่งที่สังเกตได้ พบส่วนที่เป็นสีเขียวของเรือนยอดของต้นไม้หรือไม่ ถ้าพบ มากน้อยเพียงใด

2.8 หาความหนาแน่นของประชากรสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่งโดยใช้กรอบนับประชากร วางกรอบนับประชากรขนาด 50 cm x 50 cm ลงลนพื้นที่นับจำนวนประชากรสิ่งมีชีวิตแต่ละช่องจนครบ เป็นจำนวนประชากรในพื้นที่ 0.25 m2 คำนวณหาพื้นที่ทั้งหมดที่สำรวจและจำนวนประชากรสิ่งมีชีวิตในพื้นที่ที่สำรวจทั้งหมด

3. ระบบนิเวศชุมชนเมือง
3.1 ศึกษาสภาพทางกายบางประการของชุมชนเมือง เช่น สภาพทั่วไป ความหนาแน่นของอาคารบ้านเรือน พื้นที่ว่าง สวนสาธารณะ การจราจร การประกอบ อาชีพของคนในชุมชน สาธารณูปโภค การจัดการกับของเหลือใช้ ของเสียและขยะ
3.2 คาดคะเนจำนวนประชากรในชุมชน และสำรวจพืชและสัตว์ในชุมชนนั้น
• รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพนิเวศธรรมชาติในท้องถิ่นจากอดีตจนถึงปัจจุบัน เช่น การเปลี่ยนแปลงของสภาพแหล่งน้ำ เส้นทางของลำน้ำ สภาพป่าพรุทุ่งหญ้า ในกรณีที่เป็นชุมชนเมือง ให้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนสภาพแวดล้อมของชุมชนเมืองจากอดีตจนถึงปัจจุบัน
• นำข้อมูลที่ได้จากการสำรวจระบบนิเวศมาวิเคราะห์ คือดรูปแบบในการนำเสนอข้อมูลที่ได้จากการสำรวจ และใช้ข้อมูลในการอภิปรายในประเด็นต่างๆ ดังนี้

- สภาพทั่วไปของระบบนิเวศที่ศึกษาเป็นอย่างไร
- พบสิ่งมีชีวิตชนิดใดบ้าง อาศัยอยู่ที่บริเวณใด ในแต่ละบริเวณมีสิ่งมีชีวิตแต่งต่างหลากหลายอย่างไร
- สิ่งมีชีวิตชนิดใดบ้างที่พบเหมือนกันทุกกลุ่ม สิ่งมีชีวิตใดพบเฉพาะบางบริเวณเท่านั้น เพราะเหตุใด
- เปรียบเทียบสภาพของดินและแสง ในบริเวณที่พบว่ามีเรือนยอดของต้นไม้แน่นทึบกับบริเวณที่มีเรือนยอดของต้นไม้ไม่แน่นทึบ
- องค์ประกอบทางกายภาพและชีวภาพ ในระบบนิเวศที่นักเรียนศึกษา มีความสัมพันธ์กันอย่างไร
- จากข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดในแต่ละแหล่งที่อยู่ที่นักเรียนสำรวจได้ จะอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตนั้นกับแหล่งที่อยู่ได้อย่างไร
- ชุมชนที่นักเรียนอาศัยอยู่ ใช้ประโยชน์จากระบบนิเวศในท้องถิ่นอย่างไรบ้างและในขณะเดียวกัน การดำรงชีวิตและการประกอบอาชีพของคนในชุมชนส่งผลต่อระบบนิเวศนั้นบ้างหรือไม่ อย่างไร
- ในระบบนิเวศที่สำรวจ พบอะไรบ้างที่ดี นักเรียนมีแนวคิดในการอนุรักษ์สิ่งที่ดีนั้นอย่างไร
- ในระบบนิเวศที่สำรวจ พบอะไรบ้างที่เป็นปัญหา นักเรียนมีแนวคิดที่จะแก้ปัญหานั้นอย่างไร

• สืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในรูปแบบต่างๆ ทั้งที่พบและไม่พบในบริเวณสำรวจ
• สรุปและนำเสนอผลการศึกษาระบบนิเวศท้องถิ่นที่นักเรียนได้จากการสำรวจและจากการสืบค้นข้อมูล

ระบบนิเวศเป็นความสัมพันธ์ ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ด้วยกัน เช่น พืช สัตว์ และจุลินทรีย์ และองค์ประกอบทางชีวภาพกับองค์ประกอบทางกายภาพ กล่าวคือ พืช สัตว์ รวมทั้งคน ต้องใช้ดิน น้ำ แสง อากาศ แร่ธาตุ ฯลฯ ในการดำรงชีวิต ซึ่งต่างกันในแต่ละสภาพภูมิประเทศ และในระบบนิเวศยังมีความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิต ที่อาศัยอยู่ด้วยกันในแง่ของการถ่ายทอดพลังงานและความสัมพันธ์ในรูปแบบต่างๆ ซึ่งอาจสังเกตได้ไม่ชัดเจนผู้เรียนความได้ศึกษาจากระบบนิเวศเล็กๆ ที่จำลองขึ้นโดยทำกิจกรรม ความสัมพันธ์ภายในระบบนิเวศ