Садржај
- Шта је екологија?
- Посматрање и теренски рад
- Врсте добијених података
- Врсте анкета на терену
- Еколошки експерименти
- Манипулативни експерименти
- Природни експерименти
- Посматрачки експерименти
- Моделирање
Екологија је проучавање односа организама и њихове животне средине на земљи. За проучавање овог односа користи се неколико еколошких метода, укључујући експериментирање и моделирање.
Могу се користити манипулативни, природни или посматрачки експерименти. Моделирање помаже у анализирању прикупљених података.
Шта је екологија?
Екологија, проучавање интеракције организама са окружењем и окружењем темељи се на неколико других дисциплина. Еколошка наука о животној средини укључује биологију, хемију, ботанику, зоологију, математику и друга подручја.
Екологија проучава интеракције врста, величину популације, еколошке нише, прехрамбене мреже, проток енергије и факторе животне средине. Да би то постигли, еколози се ослањају на пажљиве методе прикупљања најтачнијих података које могу. Једном када се подаци прикупе, еколози их затим анализирају за своје истраживање.
Информације добијене овим истраживачким методама могу тада помоћи еколозима да пронађу утицаје које су узроковали људи или природни фактори. Те информације могу се затим користити за помоћ у управљању и очувању погођених подручја или врста.
Посматрање и теренски рад
Сваки експеримент захтева посматрање. Еколози морају посматрати околину, врсте у њој и како те врсте узајамно дјелују, расту и мијењају се. Различити истраживачки пројекти захтијевају различите врсте процјена и запажања.
Еколози понекад користе а столна проценаили ДБА, за прикупљање и резимирање информација о одређеним областима од интереса. У овом сценарију еколози користе информације које су већ прикупљене из других извора.
Међутим, еколози се често ослањају посматрање и теренски рад. Ово подразумијева заправо улазак у станиште предмета од интереса за посматрање у његовом природном стању. Бавећи се теренским истраживањима, еколози могу пратити раст популације врста, посматрати екологију заједнице на делу и проучавати утицај било које нове врсте или других уведених појава у животну средину.
Свака локација терена разликује се по природи, облику или на друге начине. Еколошке методе омогућавају такве разлике, тако да се за посматрање и узорковање могу користити различити алати. Од пресудног је значаја да се узорковање ради насумично ради борбе против пристрасности.
Врсте добијених података
Подаци добијени посматрањем и теренским радом могу бити квалитативни или квантитативни. Ове две класификације података разликују се на различите начине.
Квалитативни подаци: Квалитативни подаци односе се на: квалитет предмета или услова. Стога је то више дескриптивни облик података. Није лако мерити, а сакупља се посматрањем.
Будући да су квалитативни подаци описни, могу обухватати аспекте као што су боја, облик, било да је небо облачно или сунчано, или друге аспекте како би могло изгледати место за посматрање. Квалитативни подаци нису бројчани као квантитативни подаци. Стога се сматра мање поузданим од квантитативних података.
Квантитативни подаци: Квантитативни подаци се односе на бројчане вриједности или количине. Ове врсте података се могу мерити и обично су у бројевном облику. Примери квантитативних података могу укључивати нивое пХ у земљишту, број мишева на терену, узорке, нивое салинитета и друге информације у нумеричком облику.
Еколози користе статистику за анализу квантитативних података. Стога се сматра поузданијим обликом података од квалитативних података.
Врсте анкета на терену
Директно истраживање: Научници могу директно посматрати животиње и биљке у свом окружењу. То се назива директним истраживањем. Чак и на мјестима удаљеним попут морског дна, еколог може проучавати подводно окружење. Директно истраживање у овом случају подразумевало би фотографисање или снимање таквог окружења.
Неке методе узорковања које се користе за снимање слика морског живота на морском дну укључују видео сањке, камере са завјесама за воду и Хам-Цамс. Хам-Цам су причвршћене на Хамон Граб, уређај за канту са узорком који се користи за прикупљање узорака. Ово је један ефикасан начин проучавања популације животиња.
Граб Хамон је метода сакупљања седимената са морског дна, а седимент се пребацује у чамац за екологе да разврстају и фотографишу. Ове животиње биће идентификоване у лабораторији на другом месту.
Поред Хамон Граб-а, подморски уређаји за сакупљање укључују и вучну греду која се користи за добијање већих морских животиња. То подразумева причвршћивање мреже на челичну греду и вучење са стражње стране брода. Узорци се доносе на брод, сликају и броје.
Индиректно истраживање: Није увек практично или пожељно директно посматрати организме. У овој ситуацији, еколошке методе укључују посматрање трагова које те врсте остављају за собом. Они могу укључивати животињске мрље, стопала и друге показатеље њиховог присуства.
Еколошки експерименти
Општа сврха еколошких метода за истраживање је добијање висококвалитетних података. Да би се то постигло, експерименти морају бити пажљиво испланирани.
Хипотеза: Први корак у сваком експерименталном дизајну је да се постави хипотеза или научно питање. Затим, истраживачи могу смислити детаљан план узорковања.
Чимбеници који утјечу на експерименте на терену укључују величину и облик подручја које треба узорковати. Величине поља се крећу од малих до веома великих, зависно од тога које се еколошке заједнице проучавају. Експерименти на животињској екологији морају узети у обзир потенцијално кретање и величину животиња.
На пример, пауцима не би било потребно велико теренско место за проучавање. Исто би било при проучавању хемије тла или бескраљежњака. Можете да користите величину од 15 до 15 метара.
Зељасте биљке и мали сисари могу захтевати поља до 30 квадратних метара. Дрвећу и птицама можда треба пар хектара. Ако проучавате крупне, покретне животиње, попут јелена или медведа, то би могло значити да вам је потребна прилично велика површина од неколико хектара.
Одлучивање о броју локација је такође од пресудне важности. Неке теренске студије могу да захтевају само једну локацију. Али ако су у студију укључена два или више станишта, неопходна су два или више терена.
Алати: Алати који се користе за теренске локације укључују трансекте, парцеле за узорковање, узорковање без икаквог узорка, методу тачке, метод пресретања трансекта и методу тачке четвртине. Циљ је добити непристрасне узорке довољно високе количине да ће статистичке анализе бити звучне. Снимање података на пољима с подацима на терену помаже у прикупљању података.
Добро осмишљен еколошки експеримент имаће јасну изјаву сврхе или питања. Истраживачи би требало да изузетно пазе на уклањање пристрасности пружајући и репликацију и рандомизацију. Познавање врста које се проучавају као и организама у њима је најважније.
Резултати: По завршетку прикупљене еколошке податке треба анализирати помоћу рачунара. Могу се направити три врсте еколошких експеримената: манипулативни, природни и посматрачки.
Манипулативни експерименти
Манипулативни експерименти су они у којима истраживач мења фактор да видите како то утиче на екосистем. То је могуће на терену или у лабораторији.
Ове врсте експеримената обезбеђују ометање на контролисан начин. Они раде у случајевима у којима се из различитих разлога не могу јавити теренски радови на читавом подручју.
Лоша страна манипулативних експеримената је што нису увек репрезентативни за оно што би се десило у природном екосистему. Поред тога, манипулативни експерименти можда неће открити механизам који стоји иза уочених образаца. Такође није лако променити променљиве у манипулативном експерименту.
Пример: Ако желите да сазнате о гуштерашкој предатору паука, можете променити број гуштера у кућишту и проучити колико паука је последица овог ефекта.
Већи и актуелни пример експеримента за манипулацију је поновно увођење вукова у национални парк Иелловстоне. Ово поновно увођење омогућава еколозима да примете ефекат вукова који се враћају на оно што је некада био њихов уобичајени домет.
Већ су истраживачи сазнали да се тренутна промена екосистема догодила након поновног увођења вукова. Промијенила су се понашања лода. Повећана смртност лосова довела је до стабилније опскрбе храном и за вукове и за лешеве.
Природни експерименти
Природни експерименти, као што им име говори, нису усмерени од људи. То су манипулације екосистема које је изазвала природа. На пример, услед природне катастрофе, климатских промена или увођења инвазивних врста, сам екосистем представља експеримент.
Наравно, интеракције у стварном свету попут ових нису заиста експерименти. Ови сценарији пружају еколозима могућности да проуче утицаје које природни догађаји имају на врсте у екосистему.
Пример: Еколози би могли да изврше попис становништва на острву да би проучили густину њихове популације.
Главна разлика између манипулативних и природних експеримената из перспективе података је у томе што природни експерименти немају контролу. Стога је понекад теже утврдити узрок и посљедицу.
Ипак, корисне информације могу се добити природним експериментима. Променљиве животне средине као што су ниво влаге и густина животиња и даље се могу користити у потребе података. Поред тога, природни експерименти се могу дешавати на великим површинама или великим временским размацима. То их даље разликује од манипулативних експеримената.
Нажалост, човечанство је изазвало катастрофалне природне експерименте широм света. Неки примери ових случајева укључују деградацију станишта, климатске промене, увођење инвазивних врста и уклањање аутохтоних врста.
Посматрачки експерименти
Посматрачки експерименти захтевају одговарајуће репликације за квалитетне податке. Овде се примењује „правило 10“; истраживачи би требали прикупити 10 опажања за сваку потребну категорију. Спољни утицаји још увек могу ометати напоре у прикупљању података, попут временских прилика и других поремећаја. Међутим, коришћење 10 понављајућих запажања може се показати корисним за добијање статистички значајних података.
Важно је извршити рандомизацију, пожељно пре извођења посматрачких експеримената. То се може урадити помоћу табеле на рачунару. Рандомизација јача прикупљање података јер смањује пристраност.
Случајност и репликација треба користити заједно како би били ефикасни. Веб локације, узорци и третмани требало би да се насумично додељују како би се избегли збуњени резултати.
Моделирање
Еколошке методе се у великој мјери ослањају на статистичке и математичке моделе. Они пружају еколозима начин да предвиде како ће се екосустав временом мењати или реаговати на променљиве услове у окружењу.
Моделирање такође пружа још један начин да дешифрујете еколошке информације када теренски рад није практичан. У ствари, постоји неколико недостатака који се ослањају само на теренски рад. Због типично великог обима теренског рада није могуће тачно поновити експерименте. Понекад је чак и животни век организама ограничавајући фактор за теренски рад. Остали изазови укључују време, рад и простор.
Моделирање, дакле, пружа методу на који се ефикасније усмеравају информације.
Примери моделирања укључују једнаџбе, симулације, графиконе и статистичке анализе. Еколози користе и моделирање за израду корисних карата. Моделирање омогућава прорачун података како би се попунили празнине од узорковања. Без моделирања, екологе би ометала сама количина података коју треба анализирати и пренијети. Компјутерско моделирање омогућава релативно брзу анализу података.
Модел симулације, на пример, омогућава опис система који би иначе били изузетно тешки и превише сложени за традиционално рачунање. Моделирање омогућава научницима да проучавају суживот, динамику популације и многе друге аспекте екологије. Моделирање може помоћи у предвиђању образаца за кључне сврхе планирања, попут климатских промјена.
Утицај човечанства на животну средину ће се наставити. Стога је за екологе све важније да користе еколошке методе истраживања како би пронашли начине за ублажавање утицаја на животну средину.