การเปรียบเทียบชุมชีพของจุลินทรีย์ดินในพื้นที่เหมืองหินปูนแบบเปิดและแปลงฟื้นฟูภายในเหมือง

พื้นที่เหมืองหินปูนแบบเปิดจัดเป็นพื้นที่ที่มีความเสื่อมโทรมขั้นรุนแรงที่ต้องการกระบวนการฟื้นฟูระบบนิเวศแบบเข้มข้น ทั้งนี้การฟื้นฟูระบบนิเวศภายในเหมืองทางภาคเหนือของไทยดำเนินการโดยการคลุมพื้นเหมืองด้วยดินและปลูกพันธุ์ไม้โครงสร้าง วิธีการดังกล่าวนี้ส่งผลเชิงบวกต่อการฟื้นตัวของพืชและสัตว์เหนือดิน อย่างไรก็ตามข้อมูลทางจุลินทรีย์ดินซึ่งมีบทบาทสำคัญต่อระบบนิเวศยังคงมีน้อย ดังนั้นวิทยานิพนธ์นี้จึงทำการศึกษามุมมองทางด้านจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการฟื้นฟูเหมืองหินปูน

โดยที่วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของดิน มวลชีวภพ กิจกรรมและองค์ประกอบของชุมชีพจุลินทรีย์ดินภายในพื้นที่เหมืองหินปูนกึ่งเปิดและแปลงฟื้นฟูเหมืองเปรียบเทียบกับพื้นที่ป่าใกล้เคียง การศึกษาครั้งนี้เก็บตัวอย่างดินในสองช่วงเวลาคือ 1) ก่อนปลูกต้นไม้ในแปลงฟื้นฟูเพื่อเปรียบเทียบความแตกต่างขององค์ประกอบของดินและจุลินทรีย์ในดินเหมืองกับดินที่ใช้ในพื้นที่แปลงฟื้นฟู และ 2) หลังการปลูกต้นไม้ 9 เดือนเพื่อตรวจสอบการตอบสนองของจุลินทรีย์ต่อการฟื้นฟูภายในเหมือง การศึกษามวลชีวภาพและกิจกรรมของจุลินทรีย์ทำโดยการวิเคราะห์ปริมาณกรดไขมันฟอสโฟลิปิด และกิจกรรมของเอนไซม์ในดิน ผลการศึกษาจากการเปรียบเทียบคุณสมบัติของดินและจุลินทรีย์ภายในเหมืองและแปลงฟื้นฟูแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของดินที่นำมาใช้เพื่อสนับสนุนกระบวนการฟื้นฟูภายในเหมือง โดยที่ดินในแปลงฟื้นฟูมีธาตุอาหารบางชนิดสูงกว่าดินในพื้นที่เหมืองอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ดินแปลงฟื้นฟูพบปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด และโพแทสเซียมจำนวน 0.05 % และ 67.40 mg/kg ดินเหมืองตรวจพบคุณสมบัติดังกล่าวจำนวน 0.02% และ 26.44 mg/kg ตามลำดับ หลังจากการฟื้นฟู 9 เดือนพบว่าประมาณ 9 % ของแปลงฟื้นฟูถูกปกคลุมด้วยพืชพื้นดินที่เข้ามาเองโดยธรรมชาติ ในเดียวกันไม่พบการปกคลุมของพืชภายในเหมือง ทั้งนี้ยังพบว่าความชื้นและอินทรียวัตถุในดินแปลงฟื้นฟูมีปริมาณมากกว่าดินเหมืองอย่างมีนัยสำคัญ ดินแปลงฟื้นฟูมีความชื้นและอินทรีย์วัตถุโดยเฉลี่ยประมาณ 5% และ 1% ในขณะที่ดินเหมืองมีคุณสมบัติดังกล่าวโดยเฉลี่ยประมาณ 2% และ 0.4% ตามลำดับ จากนั้นผลการศึกษาครั้งนี้พบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญระหว่างมวลชีวภาพจุลินทรีย์และกิจกรรมของเอนไซม์ดินระหว่างดินเหมืองและดินแปลงฟื้นฟูทั้งก่อนและหลังการปลูกต้นไม้ ในขณะเดียวกันพบว่าปริมาณความชื้นอินทรีย์วัตถุ ธาตุอาหาร มวลชีวภาพจุลินทรีย์และกิจกรรมของเอนไซม์ในดินป่ามีมากกว่าดินเหมืองและแปลงฟื้นฟูอย่างมาก โดยที่คุณสมบัติบางชนิดเช่นปริมาณความชื้น มวลชีวภาพจุลินทรีย์รวม และเอนไซมเบต้ากลูโคซิเดสมีปริมาณสูงมากกว่าสิบเท่าของปริมาณที่พบในดินจากอีกสองพื้นที่ที่เหลือ

เนื่องจากในการศึกษาครั้งนี้ไม่สามารถสกัดดีเอ็นเอสิ่งแวดล้อมจากดินของเหมืองและแปลงฟื้นฟูได้ ดังนั้นจึงนำเสนอวิธีการใหม่ที่ใช้ในการศึกษาชุมชีพของจุลินทรีย์ที่มีชีวิตในดิน โดยวิธีการที่นำเสนอสามารถตรวจพบจุลินทรีย์ได้ประมาณ 17 % จากปริมาณจุลินทรียทั้งหมด และยังสามารถตรวจจับจุลินทรีย์บางชนิดที่ไม่ปรากฏในผลที่ได้จากดีเอนเอสิ่งแวดล้อม แม้ว่าวิธีการที่นำเสนอจะมีข้อจำกัดในบางประการ การใช้วิธีการนี้เป็นทางเลือกหนึ่งที่สามารถก้าวข้ามปัญหาที่พบในการใช้ดีเอ็นเอจากสิ่งแวดล้อมบางแหล่งที่ดีเอ็นเอคุณภาพและปริมาณต่ำได้ จากการศึกษาโดยใช้วิธีการที่นำเสนอพบว่าองค์ประกอบชุมชีพของแบคทีเรียและฟังใจที่มีชีวิตในเหมืองและแปลงฟื้นฟูไม่มีความแตกต่างกัน แต่มีความแตกต่างจากองค์ประกอบชุมชีพของแบคทีเรียและฟังใจที่พบในป่าอย่างมีนัยสำคัญ การศึกษานี้นำเสนอข้อมูลชนิดของจุลินทรีย์ดินที่สามารถอยู่รอดได้ในพื้นที่เหมืองหินปูน ซึ่งเป็นพืนที่ที่มีความเสื่อมโทรมอย่างรุนแรง การศึกษานี้พบว่ากลุ่มจุลินทรีย์เช่น Bacillus, Streptomyces และ Aspergillus อาจจะสามารถนำมาใช้ในการส่งเสริมการฟื้นตัวของระบบนิเวศภายในเหมืองได้ ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาทั้งหมดในวิทยานิพนธ์นี้จะนำไปสู่ความเข้าใจที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับชุมชีพและกิจกรรมของจุลินทรีย์ดินที่เกี่ยวข้องกับการฟื้นฟูเหมือง ผลการศึกษาครั้งนี้อาจเป็นประโยชน์ในการพัฒนาแผนฟื้นฟูเหมืองและติดตามข้อมูลทางด้านจุลินทรีย์ในโครงการฟื้นฟูเหมืองในอนาคต