Use of functional traits to classify tree species planted for forest restoration into successional guilds

การใช้คุณลักษณะการทำหน้าที่เพื่อจำแนกกลุ่มพืชในกระบวนการเปลี่ยนแปลงแทนที่ของไม้ยืนต้นในการฟื้นฟูป่า

Name: Benjapan Manohan

LCSH: Forest regeneration

LCSH: Forest conservation

LCSH: Reforestation

LCSH: Trees -- Planting

Abstract: Since forest ecosystem restoration aims to accelerate forest succession, selecting tree species of appropriate successional status is vital. Traditionally, ecologists have divided tree species into light-dependent pioneers and shade-tolerant climax species. However, since many species do not fit into this binary classification, a gradient of successional guilds is more appropriate. This project aimed to distinguish successional guilds by using functional traits, i.e., species-specific characteristics that influence species performance or fitness. Species-specific values of 27 functional trait variables, linked to successional status, of 28 tree species, planted in restoration plots in 1998, were derived from FORRU’s databank, online databases and by direct measurement. The data were first subject to decentralized standardization. Then closely correlated variables were identified, using Pearson’s correlation coefficient. One variable of each closely correlated pair was discarded, following recommendations from literature. The remaining 13 non-correlated traits were: growth, mortality, half-life, wood density, leaf area, specific leaf area, leaf dry-matter content, leaf nitrogen and phosphorus concentration, dry seed mass, median length of dormancy, seedling type, and photoblastic germination. Early growth and survival data (1998 to 2000), were combined with long-term data, collected during this study (2017 to 2020). Two classification systems were compared. Rank-scores were calculated by assigning negative (0 to -2) and positive scores (0 to +2) to traits, associated with early and late succession, respectively. The successional status of a species was therefore expressed as the sum of all the plant trait scores—increasingly negative sums indicating stronger pioneer status and increasingly positive ones indicating stronger climax status. This method allowed distinction of 7 successional guilds as follows; Super Pioneer, Pioneer, Intermediate Pioneer, Intermediate, Intermediate Climax, Climax, and Super Climax species. The second method, applied hierarchical cluster analysis using the uncorrelated 13 traits. The cluster dendrogram, grouped the species into 6 successional guilds: Pioneer 1, 2, and 3, Climax 1, 2, and 3. These two different methods of determining the successional status were in very close agreement with each other. Such close agreement provides cross-verification of the assumption that functional traits can be used to indicate successional status, which can be used to design optimum species mixes, maximize recovery of forest structure and biodiversity during restoration projects, and mimic natural forest succession.

Abstract: หนึ่งในเป้าหมายของการฟื้นฟูระบบนิเวศป่าคือการเร่งการเปลี่ยนแปลงแทนที่ให้เหมือนกระบวนการตามธรรมชาติ ดังนั้นการเลือกชนิดต้นไม้ที่เหมาะสมกับกระบวนการการเปลี่ยนแปลงแทนที่จึงเป็นเรื่องสำคัญ โดยทั่วไปนักนิเวศวิทยาได้จัดกลุ่มต้นไม้ออกเป็นพรรณไม้เบิกนำที่ต้องการแสงและพรรณไม้เสถียรที่สามารถทนร่มเงา อย่างไรก็ตามต้นไม้หลายชนิดไม่สามารถจัดจำแนกภายในสองกลุ่มนี้ได้ ดังนั้นการแบ่งกลุ่มชนิดพรรณให้เป็นไปตามระดับของการเปลี่ยนแปลงแทนที่ (Successional guild) จึงมีความเหมาะสมกว่า การศึกษานี้จึงมีจุดมุ่งหมายเพื่อจัดจำแนกกลุ่มต้นไม้ตามลักษณะการเปลี่ยนแปลงแทนที่โดยใช้คุณลักษณะที่มีความเฉพาะต่อรูปแบบการเจริญเติบโตของต้นไม้ การศึกษานี้ได้รวบรวม 27 คุณลักษณะที่เกี่ยวกับการทำหน้าที่ของต้นไม้ 28 ชนิด ซึ่งสืบค้นจากฐานข้อมูลของหน่วยวิจัยการฟื้นฟูป่า ฐานข้อมูลออนไลน์และการเก็บข้อมูลภาคสนาม คุณลักษณะที่มีค่าโน้มเอียงไปในทิศทางเดียวกันจะถูกคัดเลือกตัวแทนเหลือ 1 คุณลักษณะ พบว่าคงเหลือ 13 คุณลักษณะที่ไม่มีความสัมพันธ์ต่อกันและสามารถเป็นตัวแทนของคุณลักษณะทั้งหมด นั่นคือ อัตราการเจริญเติบโต อัตราการตาย ความหนาแน่นของเนื้อไม้ พื้นที่ของใบ พื้นที่จำเพาะของใบ ค่าสสารแห้งในใบ ไนโตรเจนในใบ ฟอสฟอรัสในใบ น้ำหนักแห้งของเมล็ด ค่ากลางของระยะการพักตัวของเมล็ด ชนิดการงอกของเมล็ด และความต้องการแสงต่อการงอกของเมล็ด ข้อมูลการเจริญเติบโตและอัตราการตายในช่วงแรก (พ.ศ. 2541 ถึง พ.ศ. 2543) จะถูกวิเคราะห์ร่วมกับข้อมูลในระยะยาว (พ.ศ. 2560 ถึง พ.ศ. 2563) การศึกษานี้ใช้ 2 วิธีในการแบ่งกลุ่ม Successional guild วิธีแรกคือการจัดอับดับคะแนนของทั้ง 13 คุณลักษณะ คุณลักษณะการทำหน้าที่ใดที่มีลักษณะตรงกับกลุ่มพรรณไม้เบิกนำจะได้รับคะแนนในช่วงลบ (-2 ถึง 0) และคุณลักษณะการทำหน้าที่ใดที่มีลักษณะตรงกับกลุ่มพรรณไม้เสถียรจะได้รับคะแนนในช่วงบวก (0 ถึง +2) ดังนั้น Successional guild ของต้นไม้แต่ละชนิดพรรณจะแสดงในรูปแบบของคะแนนรวมของทั้ง 13 คุณลักษณะ นั่นคือยิ่งผลรวมมีค่าเป็นลบมากเท่าไหร่ แสดงถึงความเข้มข้นของคุณลักษณะการทำหน้าที่ของพรรณไม้เบิกนำมากเท่านั้น และยิ่งผลรวมมีค่าเป็นบวกมากเท่าไหร่ก็แสดงถึงความเข้มข้นของคุณลักษณะการทำหน้าที่ของพรรณไม้เสถียรมากเท่านั้น ซึ่งวิธีการจัดอับดับคะแนนนี้ได้ผลลัพธ์ 7 กลุ่ม ดังนี้ Super Pioneer, Pioneer, Intermediate Pioneer, Intermediate, Intermediate climax, Climax, และ Super Climax species วิธีที่สองคือการใช้ 13 คุณลักษณะการทำหน้าที่เพื่อจัดกลุ่มโดยการวิเคราะห์ของ Hierarchical cluster analysis ซึ่งได้ผลลัพธ์ 6 กลุ่ม ดังนี้ Pioneer 1, 2, และ 3, Climax 1, 2, และ 3 วิธีทั้งสองนี้ได้แบ่งกลุ่ม Successional guild เป็นไปในทิศทางเดียวกัน ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าคุณลักษณะการทำหน้าที่สามารถนำมาแบ่งกลุ่มและระบุ Successional guild ได้ ซึ่งกลุ่มดังกล่าวสามารถนำไปคัดเลือกชนิดพรรณในการฟื้นฟูป่า เพื่อเป้าหมายการฟื้นฟูโครงสร้างป่า และความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตตลอดโครงการ ทั้งยังเป็นการฟื้นฟูตามแนวทางของการเปลี่ยนแปลงแทนที่ตามธรรมชาติอีกด้วย

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Stephen Elliott

Role: Advisor

Created: 2023

Modified: 2567-01-17

Issued: 2023-12-08

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Biology

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	610531023.pdf	5.76 MB	1	2024-10-05 13:05:13

ใช้เวลา

0.025927 วินาที