การพัฒนาแผนที่ความเสี่ยงของถิ่นที่อยู่อาศัยของโลมาอิรวดีในทะเลสาบสงขลา
โดยบูรณาการข้อมูลดาวเทียม แบบจำลองเชิงพื้นที่ และปัญญาประดิษฐ์
หน่วยงาน คณะสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
หัวหน้าโครงการ รศ.ดร.รัฐชา ชัยชนะ
ผู้ร่วมวิจัย ผศ.ดร.ปวีร์ คล่องเวสสะ, ผศ.ดร.สิทธิศักดิ์ หมูคำหล้า, ผศ.ดร.พรชัย นาคสีทอง, อ.พิมพ์ภัชภู่ทอง ฤทธิ์เดช,
นายชุติ อากาศะชาติ
บทสรุปข้อเสนอโครงการ
โลมาอิรวดี (Orcaella brevirostris) ในทะเลสาบสงขลาเป็นหนึ่งในประชากรโลมาน้ำจืด/กึ่งน้ำจืดที่มีความสำคัญของประเทศไทยและภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ แต่ตลอดช่วงที่ผ่านมา ประชากรโลมาอิรวดีในพื้นที่ดังกล่าวมีแนวโน้มลดลงและอยู่ในภาวะเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์อย่างรุนแรง อันเป็นผลจากแรงกดดันสะสมหลายด้าน ทั้งการติดเครื่องมือประมงโดยไม่ได้ตั้งใจ การเปลี่ยนแปลงของคุณภาพน้ำ การใช้ประโยชน์ที่ดินและกิจกรรมเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำรอบทะเลสาบ การรบกวนจากกิจกรรมมนุษย์ ตลอดจนความแปรปรวนของระบบนิเวศตามฤดูกาล ในอดีต การติดตามและศึกษาถิ่นที่อยู่อาศัยของโลมาอิรวดีส่วนใหญ่อาศัยข้อมูลภาคสนาม ข้อมูลการพบเห็นรายจุด หรือรายงานจากหน่วยงานและชุมชนในพื้นที่ ซึ่งแม้มีคุณค่าอย่างมากต่อการอนุรักษ์ แต่ยังมีข้อจำกัดด้านความต่อเนื่องของข้อมูล ความครอบคลุมเชิงพื้นที่ และความสามารถในการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งการปรากฏของโลมากับปัจจัยแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา โดยเฉพาะในบริบทของทะเลสาบสงขลาซึ่งเป็นระบบนิเวศน้ำจืด–น้ำกร่อยขนาดใหญ่ มีความซับซ้อนทั้งด้านกายภาพ ชีวภาพ และสังคมเศรษฐกิจ ปัจจัยต่าง ๆ เช่น ความลึกของน้ำ ความเค็ม ความขุ่น ตะกอนแขวนลอย คลอโรฟิลล์-เอ อุณหภูมิผิวน้ำ แหล่งอาหาร เครื่องมือประมง โพงพาง ซั้งกอ กระชัง และการใช้ที่ดินชายฝั่ง ล้วนมีโอกาสส่งผลต่อโลมาอิรวดีทั้งทางตรงและทางอ้อม นอกจากนี้ ภาวะยูโทรฟิเคชันซึ่งเกิดจากการเพิ่มขึ้นของสารอาหารในแหล่งน้ำ โดยเฉพาะไนโตรเจนและฟอสฟอรัส อาจส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของแพลงก์ตอนพืช คลอโรฟิลล์-เอ ความขุ่น และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างห่วงโซ่อาหารในทะเลสาบ ซึ่งมีผลต่อความสมบูรณ์ของแหล่งอาหารและคุณภาพของถิ่นที่อยู่อาศัยของโลมาอิรวดี การพิจารณาเฉพาะตำแหน่งที่พบโลมาโดยไม่เชื่อมโยงกับข้อมูลคุณภาพน้ำ สถานะความอุดมสมบูรณ์ของแหล่งน้ำ และภัยคุกคามเชิงพื้นที่ จึงอาจไม่เพียงพอต่อการกำหนดมาตรการอนุรักษ์ที่แม่นยำและทันต่อสถานการณ์
เทคโนโลยีการสำรวจระยะไกล ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ แบบจำลองเชิงพื้นที่ และปัญญาประดิษฐ์ มีบทบาทสำคัญต่อการติดตาม วิเคราะห์ และคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของระบบนิเวศในพื้นที่ขนาดใหญ่ โดยเฉพาะพื้นที่ที่การสำรวจภาคสนามทำได้ยาก ใช้งบประมาณสูง หรือไม่สามารถดำเนินการได้ต่อเนื่องตลอดทั้งปี โครงการวิจัยนี้จึงมีเป้าหมายเพื่อพัฒนา “แผนที่ความเสี่ยงเชิงพื้นที่ของถิ่นที่อยู่อาศัยโลมาอิรวดีในทะเลสาบสงขลา” โดยบูรณาการข้อมูลดาวเทียมหลายแหล่ง ข้อมูลภาคสนาม แบบจำลองเชิงพื้นที่ และปัญญาประดิษฐ์ เพื่อประเมินพื้นที่ที่มีความเหมาะสมต่อการอยู่อาศัยของโลมา พื้นที่ที่มีแรงกดดันจากสิ่งแวดล้อมและกิจกรรมมนุษย์สูง และพื้นที่ที่ควรได้รับการจัดลำดับความสำคัญในการจัดการเชิงอนุรักษ์ ข้อมูลดาวเทียมที่จะนำมาใช้ประกอบด้วย Sentinel-1 SAR ซึ่งมีจุดเด่นในการบันทึกข้อมูลได้แม้มีเมฆปกคลุมและเหมาะกับพื้นที่ภาคใต้ Sentinel-2 และ Landsat สำหรับสกัดตัวชี้วัดคุณภาพน้ำ เช่น คลอโรฟิลล์-เอ ความขุ่น ตะกอนแขวนลอย ดัชนีน้ำ อุณหภูมิผิวน้ำ และตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับภาวะยูโทรฟิเคชัน เช่น ไนโตรเจนทั้งหมด ฟอสฟอรัสทั้งหมด และ Trophic State Index หรือ TSI ตลอดจนข้อมูล MODIS และข้อมูลภูมิอากาศเพื่อเติมเต็มการวิเคราะห์เชิงเวลา ข้อมูลเหล่านี้จะถูกนำมาผสานกับข้อมูลการพบเห็นโลมา ข้อมูลคุณภาพน้ำภาคสนาม และข้อมูลภัยคุกคามจากกิจกรรมมนุษย์ เช่น เครื่องมือประมงและโครงสร้างในน้ำ จากนั้นจะใช้แบบจำลองเชิงพื้นที่และเทคนิคปัญญาประดิษฐ์ เช่น Random Forest, Gradient Boosting หรือ XGBoost เพื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างโลมา สิ่งแวดล้อม คุณภาพน้ำ ภาวะยูโทรฟิเคชัน และภัยคุกคาม ผลลัพธ์จะช่วยแยกให้เห็นอย่างชัดเจนระหว่าง “พื้นที่เหมาะสมต่อการอยู่อาศัย” กับ “พื้นที่เสี่ยง” เนื่องจากบางพื้นที่อาจเป็นแหล่งหากินสำคัญของโลมา แต่ในขณะเดียวกันก็อาจมีความเสี่ยงสูงจากเครื่องมือประมง คุณภาพน้ำที่เสื่อมโทรม การเพิ่มขึ้นของสารอาหาร หรือกิจกรรมมนุษย์หนาแน่น การบูรณาการข้อมูลดังกล่าวจึงเป็นหัวใจสำคัญที่ทำให้การประเมินถิ่นที่อยู่อาศัยของโลมาเปลี่ยนจากการอธิบายเชิงจุด ไปสู่การวิเคราะห์เชิงพื้นที่-เวลาที่สามารถใช้ตัดสินใจได้จริง
ผลจากโครงการนี้จะนำไปสู่การพัฒนาเครื่องมือสนับสนุนการอนุรักษ์โลมาอิรวดีและการจัดการทรัพยากรทะเลสาบสงขลาอย่างเป็นระบบ โดยผลผลิตสำคัญประกอบด้วย ฐานข้อมูลเชิงพื้นที่และเวลาของการพบโลมาอิรวดีและปัจจัยแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง แผนที่ตัวชี้วัดคุณภาพน้ำจากข้อมูลดาวเทียมและข้อมูลภาคสนาม แผนที่ภาวะยูโทรฟิเคชันและสถานะความอุดมสมบูรณ์ของแหล่งน้ำจากดัชนี Trophic State Index แผนที่เครื่องมือประมงและโครงสร้างในน้ำ แบบจำลองเชิงพื้นที่สำหรับประเมินความเหมาะสมและความเสี่ยงของถิ่นที่อยู่อาศัย รวมถึงแผนที่ความเสี่ยงเชิงพื้นที่ของถิ่นที่อยู่อาศัยโลมาอิรวดีในทะเลสาบสงขลา ผลลัพธ์ดังกล่าวจะช่วยให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้อง เช่น กรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง กรมประมง กรมควบคุมมลพิษ องค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น สถาบันการศึกษา และเครือข่ายอนุรักษ์ในพื้นที่ สามารถใช้ข้อมูลเชิงประจักษ์ประกอบการกำหนดพื้นที่เฝ้าระวัง พื้นที่ลดความเสี่ยงจากเครื่องมือประมง พื้นที่ที่ควรฟื้นฟูคุณภาพน้ำ พื้นที่ที่มีแนวโน้มเกิดภาวะยูโทรฟิเคชัน และพื้นที่อนุรักษ์ที่มีความสำคัญเร่งด่วนได้ชัดเจนยิ่งขึ้น นอกจากนี้ แพลตฟอร์มที่พัฒนาขึ้นในโครงการจะออกแบบภายใต้แนวคิด cloud-native และรองรับมาตรฐานข้อมูลเชิงพื้นที่สมัยใหม่ เช่น STAC และ COG เพื่อให้สามารถจัดเก็บ เข้าถึง วิเคราะห์ และแลกเปลี่ยนข้อมูลดาวเทียมและข้อมูลเชิงพื้นที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังสามารถต่อยอดสู่การพัฒนา Songkhla Lake Digital Twin ในระยะต่อไป โดยเพิ่มเติมชั้นข้อมูลการจำลองอุทกพลศาสตร์ การเชื่อมต่อข้อมูลจากเซนเซอร์ IoT แบบเรียลไทม์ และการพยากรณ์เชิงพื้นที่และเวลาในช่วง 24–72 ชั่วโมง ซึ่งจะช่วยยกระดับการติดตามสถานการณ์จากการแสดงผลแผนที่แบบคงที่ไปสู่ระบบสนับสนุนการตัดสินใจที่สามารถสะท้อนการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่ได้อย่างต่อเนื่อง การพัฒนาในลักษณะนี้จะทำให้ผลการวิจัยสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้มากกว่าการจัดทำรายงานวิชาการ โดยจะเป็นเครื่องมือเชิงปฏิบัติสำหรับสนับสนุนการทำงานของหน่วยงานและชุมชนในพื้นที่ ช่วยยกระดับการอนุรักษ์จากการแก้ไขปัญหาเฉพาะกรณีไปสู่การจัดการเชิงรุกบนฐานข้อมูลดาวเทียม แบบจำลองเชิงพื้นที่ ปัญญาประดิษฐ์ และระบบข้อมูลดิจิทัลแบบบูรณาการ ทำให้สามารถระบุได้ว่าพื้นที่ใดควรได้รับการคุ้มครอง พื้นที่ใดควรลดแรงกดดันจากกิจกรรมมนุษย์ พื้นที่ใดควรฟื้นฟูคุณภาพน้ำ และพื้นที่ใดควรเฝ้าระวังภาวะยูโทรฟิเคชันอย่างต่อเนื่อง อันจะนำไปสู่การอนุรักษ์โลมาอิรวดีควบคู่กับการใช้ประโยชน์ทรัพยากรทะเลสาบสงขลาอย่างสมดุลและยั่งยืนในระยะยาว
วัตถุประสงค์
- เพื่อจัดทำฐานข้อมูลเชิงพื้นที่-เวลาเกี่ยวกับการพบโลมาอิรวดี คุณภาพน้ำ ภาวะยูโทรฟิเคชัน เครื่องมือประมง ข้อมูล VMS/AIS หรือข้อมูลกิจกรรมเรือที่เกี่ยวข้อง และปัจจัยแวดล้อมในทะเลสาบสงขลา
- เพื่อประมวลผลและวิเคราะห์ตัวแปรสิ่งแวดล้อมจากข้อมูลดาวเทียม SAR และ Optical ร่วมกับข้อมูลภาคสนาม ข้อมูลย้อนหลัง และข้อมูลจากโครงการที่เกี่ยวข้อง เพื่อประเมินคุณภาพน้ำ TSI โครงสร้างในน้ำ ความพร้อมของแหล่งอาหาร และแรงกดดันจากกิจกรรมมนุษย์
- เพื่อพัฒนาแบบจำลองความเหมาะสมและความเสี่ยงของถิ่นที่อยู่อาศัยโลมาอิรวดี โดยใช้ข้อมูลหลายแหล่งร่วมกับ PCA, Path Analysis และ AI Models
- เพื่อตรวจสอบความถูกต้อง ปรับปรุงแบบจำลอง สังเคราะห์แผนที่เชิงนโยบาย และพัฒนาต้นแบบ WebGIS/Dashboard ที่สามารถเชื่อมโยงกับระบบข้อมูลของหน่วยงานผู้ใช้ประโยชน์ เช่น Marine Portal หรือระบบฐานข้อมูลกลางของหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง
- เพื่อจัดทำข้อเสนอเชิงนโยบายและแนวทางการดูแลฐานข้อมูลระยะยาวสำหรับการเฝ้าระวัง การฟื้นฟูคุณภาพสิ่งแวดล้อม การลดความเสี่ยง และการจัดการเชิงอนุรักษ์โลมาอิรวดีในทะเลสาบสงขลา
ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ
ด้านวิชาการ
โครงการวิจัยนี้จะทำให้ได้องค์ความรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างการปรากฏของโลมาอิรวดีกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม คุณภาพน้ำ ภาวะยูโทรฟิเคชัน สถานะความอุดมสมบูรณ์ของแหล่งน้ำ ดัชนี Trophic State Index หรือ TSI เครื่องมือประมง การใช้ประโยชน์ที่ดินชายฝั่ง และกิจกรรมมนุษย์ในพื้นที่ทะเลสาบสงขลา องค์ความรู้ดังกล่าวจะช่วยอธิบายว่า ปัจจัยใดมีผลต่อความเหมาะสมของถิ่นที่อยู่อาศัย และปัจจัยใดเป็นภัยคุกคามต่อโลมาอิรวดีทั้งทางตรงและทางอ้อม
นอกจากนี้ โครงการจะพัฒนาแนวทางการบูรณาการข้อมูลภาคสนาม ข้อมูลดาวเทียม SAR และ Optical แบบจำลองเชิงพื้นที่ การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก การวิเคราะห์เส้นทาง และปัญญาประดิษฐ์ เพื่อสร้างแผนที่ความเหมาะสมของถิ่นที่อยู่อาศัยและแผนที่ความเสี่ยงของถิ่นที่อยู่อาศัยโลมาอิรวดี ผลการวิจัยสามารถต่อยอดเป็นองค์ความรู้ด้านการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีภูมิสารสนเทศและปัญญาประดิษฐ์เพื่อการอนุรักษ์สัตว์น้ำหายากในระบบนิเวศน้ำจืด–น้ำกร่อยของประเทศไทยได้ และโครงการจะได้เผยแพร่ความรู้โดยจัดอบรมให้การใช้แผนที่และ WebGIS/Dashboard ให้กับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องและสถานศึกษา
ด้านสังคม
โครงการจะทำให้เกิดข้อมูลเชิงพื้นที่ที่สามารถสนับสนุนการอนุรักษ์โลมาอิรวดีและการจัดการทรัพยากรทะเลสาบสงขลาอย่างเป็นระบบ โดยเฉพาะข้อมูลพื้นที่เสี่ยงจากเครื่องมือประมง พื้นที่ที่มีแนวโน้มคุณภาพน้ำเสื่อมโทรม พื้นที่เสี่ยงต่อภาวะยูโทรฟิเคชัน และพื้นที่ที่ควรได้รับการฟื้นฟูคุณภาพสิ่งแวดล้อม ผลลัพธ์ดังกล่าวจะช่วยให้ชุมชน หน่วยงานท้องถิ่น และเครือข่ายอนุรักษ์สามารถเข้าใจสถานการณ์เชิงพื้นที่ของทะเลสาบสงขลาได้ชัดเจนขึ้น และใช้ข้อมูลประกอบการเฝ้าระวัง ลดความเสี่ยง และจัดการพื้นที่สำคัญได้อย่างเหมาะสม
ในด้านสิ่งแวดล้อม โครงการจะช่วยสนับสนุนการคงไว้ซึ่งความหลากหลายทางชีวภาพของระบบนิเวศทะเลสาบสงขลา โดยเฉพาะโลมาอิรวดีซึ่งเป็นชนิดพันธุ์ที่มีความสำคัญเชิงอนุรักษ์ รวมถึงช่วยส่งเสริมการจัดการคุณภาพน้ำ การลดผลกระทบจากภาวะยูโทรฟิเคชัน และการลดแรงกดดันจากกิจกรรมมนุษย์ต่อถิ่นที่อยู่อาศัยของโลมาอิรวดี ประชาชนและชุมชนโดยรอบทะเลสาบจะได้รับประโยชน์จากการมีข้อมูลประกอบการจัดการทรัพยากรที่สมดุลระหว่างการอนุรักษ์ การประมงพื้นบ้าน การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ และการใช้ประโยชน์จากทะเลสาบอย่างยั่งยืน
ด้านนโยบาย
หน่วยงานภาครัฐและหน่วยงานที่เกี่ยวข้องสามารถนำผลการวิจัยไปใช้สนับสนุนการกำหนดนโยบายและมาตรการจัดการเชิงพื้นที่สำหรับการอนุรักษ์โลมาอิรวดีและการจัดการทะเลสาบสงขลา ผลผลิตสำคัญ ได้แก่ แผนที่ความเหมาะสมของถิ่นที่อยู่อาศัย แผนที่ความเสี่ยงของถิ่นที่อยู่อาศัย แผนที่คุณภาพน้ำ แผนที่ TSI แผนที่พื้นที่เสี่ยงต่อภาวะยูโทรฟิเคชัน แผนที่เครื่องมือประมง และพื้นที่จัดลำดับความสำคัญเพื่อการเฝ้าระวังหรือฟื้นฟู ของทะเลสาบสงขลาตอนบน ตอนกลาง และตอนล่าง
ข้อมูลดังกล่าวสามารถใช้ประกอบการกำหนดพื้นที่เฝ้าระวัง พื้นที่ลดความเสี่ยงจากเครื่องมือประมง พื้นที่ฟื้นฟูคุณภาพน้ำ พื้นที่ควรควบคุมแรงกดดันจากกิจกรรมมนุษย์ และพื้นที่สำคัญต่อการอนุรักษ์โลมาอิรวดีในระยะยาว นอกจากนี้ ต้นแบบ WebGIS/Dashboard ที่พัฒนาขึ้นจะช่วยให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้องสามารถใช้ข้อมูลเชิงพื้นที่ประกอบการตัดสินใจได้สะดวกขึ้น และสามารถต่อยอดสู่ระบบติดตามสถานการณ์ทะเลสาบสงขลาในอนาคตได้
ด้านเศรษฐกิจ
การใช้ข้อมูลดาวเทียม แบบจำลองเชิงพื้นที่ และปัญญาประดิษฐ์ จะช่วยเพิ่มความรวดเร็วและลดต้นทุนในการติดตามสถานการณ์ถิ่นที่อยู่อาศัยของโลมาอิรวดี คุณภาพน้ำ และภาวะยูโทรฟิเคชันในทะเลสาบสงขลา เมื่อเทียบกับการสำรวจภาคสนามเพียงอย่างเดียว ซึ่งต้องใช้งบประมาณ เวลา กำลังคน และทรัพยากรจำนวนมาก
ผลลัพธ์ของโครงการยังช่วยสนับสนุนการใช้ทรัพยากรทะเลสาบอย่างสมดุล ลดความขัดแย้งระหว่างการอนุรักษ์กับการใช้ประโยชน์ เช่น การประมงพื้นบ้าน การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ และกิจกรรมทางน้ำ อีกทั้งยังช่วยลดความสูญเสียทางเศรษฐกิจที่อาจเกิดจากคุณภาพน้ำเสื่อมโทรม ภาวะยูโทรฟิเคชัน หรือการเสื่อมถอยของระบบนิเวศ ซึ่งอาจส่งผลต่อรายได้ของชุมชน ประมงพื้นบ้าน และภาพลักษณ์ด้านการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติของพื้นที่ทะเลสาบสงขลา
