Ekolojik Araştırma Yöntemleri: Gözlem, Deney ve Modelleme

Ekoloji organizmalar ve dünya üzerindeki çevreleri arasındaki ilişkinin incelenmesidir. Bu ilişkiyi incelemek için deney ve modelleme de dahil olmak üzere çeşitli ekolojik yöntemler kullanılır.

Manipülatif, doğal veya gözlemsel deneyler kullanılabilir. Modelleme, toplanan verilerin analiz edilmesine yardımcı olur.

Ekoloji, organizmaların çevreleri ve birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğinin incelenmesi, diğer birçok disiplinden yararlanır. Ekolojinin çevre bilimi biyoloji, kimya, botanik, zooloji, matematik ve diğer alanları içerir.

Ekoloji, tür etkileşimlerini, popülasyon büyüklüğünü, ekolojik nişleri, besin ağlarını, enerji akışını ve çevresel faktörleri inceler. Bunu yapmak için ekolojistler, ellerinden gelen en doğru verileri toplamak için dikkatli yöntemlere güvenirler. Veriler toplandıktan sonra, ekolojistler daha sonra araştırmaları için analiz eder.

Bu araştırma yöntemlerinden elde edilen bilgiler daha sonra ekolojistlerin insanların veya doğal faktörlerin neden olduğu etkileri bulmasına yardımcı olabilir. Bu bilgiler daha sonra etkilenen alanların veya türlerin yönetilmesine ve korunmasına yardımcı olmak için kullanılabilir.

Her Deney gözlem gerektirir. Ekolojistler çevreyi, içindeki türleri ve bu türlerin nasıl etkileştiğini, büyüdüğünü ve değiştiğini gözlemlemelidir. Farklı araştırma projeleri, farklı türde değerlendirmeler ve gözlemler gerektirir.

Ekolojistler bazen bir masa başı değerlendirme, veya DBA, belirli ilgi alanları hakkında bilgi toplamak ve özetlemek için. Bu senaryoda, ekolojistler diğer kaynaklardan halihazırda toplanmış bilgileri kullanıyorlar.

Bununla birlikte, çoğu zaman ekolojistler, gözlem ve saha çalışması. Bu, aslında onu doğal haliyle gözlemlemek için ilgilenilen konunun habitatına gitmeyi gerektirir. Ekolojistler, saha araştırmaları yaparak türlerin nüfus artışını izleyebilir, topluluk ekolojisi eylemde ve çevrede herhangi bir yeni türün veya diğer tanıtılan fenomenlerin etkisini inceleyin.

Her saha sahası, doğası, şekli veya başka şekillerde farklılık gösterecektir. Ekolojik yöntemler, gözlemler ve örnekleme için farklı araçların kullanılabilmesi için bu tür farklılıklara izin verir. Önyargı ile mücadele etmek için örneklemenin rastgele bir şekilde yapılması çok önemlidir.

Gözlem ve saha çalışmasından elde edilen veriler nitel veya nicel olabilir. Bu iki veri sınıflandırması farklı şekillerde farklılık gösterir.

Nitel veriler: Nitel veriler bir konunun veya koşulların kalitesi. Bu nedenle daha fazla tanımlayıcı veri formu. Kolayca ölçülmez ve gözlem yoluyla toplanır.

Nitel veriler tanımlayıcı olduğundan, renk, şekil, gökyüzünün bulutlu veya güneşli olup olmadığı gibi yönleri veya bir gözlem alanının nasıl görünebileceğine ilişkin diğer yönleri içerebilir. Nitel veriler, nicel veriler gibi sayısal değildir. Bu nedenle nicel verilere göre daha az güvenilir olarak kabul edilir.

Nicel veriler: Nicel veriler şu anlama gelir: sayısal değerler veya miktarlar. Bu tür veriler ölçülebilir ve genellikle sayı biçimindedir. Kantitatif veri örnekleri, topraktaki pH seviyelerini, bir tarla sahasındaki farelerin sayısını, numune verilerini, tuzluluk seviyelerini ve sayısal formdaki diğer bilgileri içerebilir.

Ekolojistler, nicel verileri analiz etmek için istatistikleri kullanır. Bu nedenle, nitel verilerden daha güvenilir bir veri biçimi olarak kabul edilir.

Doğrudan anket: Bilim adamları, çevrelerindeki hayvanları ve bitkileri doğrudan gözlemleyebilirler. Buna doğrudan anket denir. Ekolojist, deniz tabanı kadar uzak yerlerde bile su altı ortamını inceleyebilir. Bu durumda doğrudan bir araştırma, böyle bir ortamın fotoğraflanmasını veya filme alınmasını gerektirecektir.

Deniz tabanındaki deniz yaşamının görüntülerini kaydetmek için kullanılan bazı örnekleme yöntemleri arasında video kızakları, su perdesi kameraları ve Ham-Cam'ler bulunur. Ham-Cam'ler, numune toplamak için kullanılan bir numune kovası cihazı olan Hamon Grab'a bağlanır. Bu, hayvan popülasyonlarını incelemenin etkili bir yoludur.

Hamon Grab, deniz tabanından tortu toplama yöntemidir ve tortu, ekolojistlerin ayrıştırması ve fotoğraflaması için bir tekneye alınır. Bu hayvanlar başka bir laboratuvarda teşhis edilecek.

Bir Hamon Grab'a ek olarak, denizaltı toplama cihazları, daha büyük deniz hayvanları elde etmek için kullanılan bir ışın trolünü içerir. Bu, çelik bir kirişe bir ağ bağlamayı ve bir teknenin arkasından trol yapmayı gerektirir. Numuneler tekneye alınır ve fotoğraflanır ve sayılır.

Dolaylı anket: Organizmaları doğrudan gözlemlemek her zaman pratik veya arzu edilen bir durum değildir. Bu durumda ekolojik yöntemler, bu türlerin geride bıraktığı izleri gözlemlemeyi gerektirir. Bunlar, hayvan dışkısı, ayak izleri ve varlıklarının diğer göstergelerini içerebilir.

Araştırma için ekolojik yöntemlerin genel amacı, yüksek kaliteli veriler elde etmektir. Bunu yapabilmek için deneyler dikkatli bir şekilde planlanmalıdır.

Hipotez: Herhangi bir deneysel tasarımdaki ilk adım, bir hipotez veya bilimsel bir soru bulmaktır. Ardından, araştırmacılar örnekleme için ayrıntılı bir plan bulabilirler.

Saha çalışması deneylerini etkileyen faktörler, örneklenmesi gereken bir alanın boyutunu ve şeklini içerir. Tarla alanı boyutları, hangi ekolojik toplulukların çalışıldığına bağlı olarak küçükten çok büyüğe değişir. Hayvan ekolojisindeki deneyler, hayvanların potansiyel hareketini ve boyutunu hesaba katmalıdır.

Örneğin, örümcekler çalışmak için geniş bir saha alanına ihtiyaç duymazlar. Aynı şey toprak kimyası veya toprak omurgasızları üzerinde çalışırken de geçerli olacaktır. 15 metreye 15 metre boyutunda kullanabilirsiniz.

Otsu bitkiler ve küçük memeliler, 30 metrekareye kadar tarla alanlarına ihtiyaç duyabilir. Ağaçların ve kuşların birkaç hektara ihtiyacı olabilir. Geyik veya ayı gibi büyük, hareketli hayvanlar üzerinde çalışıyorsanız, bu birkaç hektarlık oldukça geniş bir alana ihtiyaç duyduğunuz anlamına gelebilir.

Site sayısına karar vermek de çok önemlidir. Bazı saha çalışmaları sadece bir saha gerektirebilir. Ancak çalışmaya iki veya daha fazla habitat dahil edilirse, iki veya daha fazla saha alanı gereklidir.

Araçlar: Alan sahaları için kullanılan araçlar arasında enine kesitler, örnekleme çizimleri, arsasız örnekleme, nokta yöntemi, enkesit-kesme yöntemi ve nokta-çeyrek yöntemi bulunur. Amaç, istatistiksel analizlerin daha sağlıklı olması için yeterince yüksek miktarda tarafsız örnekler elde etmektir. Saha veri sayfalarındaki bilgilerin kaydedilmesi, veri toplanmasına yardımcı olur.

İyi tasarlanmış bir ekolojik deney, net bir amaç veya soru beyanına sahip olacaktır. Araştırmacılar, hem replikasyon hem de randomizasyon sağlayarak yanlılığı ortadan kaldırmak için olağanüstü özen göstermelidir. Çalışılan türlerin yanı sıra içindeki organizmalar hakkında bilgi çok önemlidir.

Sonuçlar: Tamamlandığında, toplanan ekolojik veriler bir bilgisayar ile analiz edilmelidir. Yapılabilecek üç tür ekolojik deney vardır: manipülatif, doğal ve gözlemsel.

Manipülatif deneyler, araştırmacının bir faktörü değiştirir bir ekosistemi nasıl etkilediğini görmek için. Bunu sahada veya laboratuvarda yapmak mümkündür.

Bu tür deneyler kontrollü bir şekilde girişim sağlar. Çeşitli nedenlerle saha çalışmasının bütün bir alan üzerinde yapılamadığı durumlarda çalışırlar.

Manipülatif deneylerin dezavantajı, doğal ekosistemde ne olacağını her zaman temsil etmemeleridir. Ek olarak, manipülatif deneyler, gözlemlenen herhangi bir modelin arkasındaki mekanizmayı ortaya çıkarmayabilir. Manipülatif bir deneyde değişkenleri değiştirmek de kolay değildir.

Misal: Kertenkele hakkında bilgi almak istersen yırtıcı hayvan Örümcekler, muhafazalardaki kertenkelelerin sayısını değiştirebilir ve bu etkiden kaç örümceğin ortaya çıktığını inceleyebilirsiniz.

Bir manipülasyon deneyinin daha büyük ve güncel bir örneği, kurtların Yellowstone Ulusal Parkı'na yeniden sokulmasıdır. Bu yeniden giriş, ekolojistlerin, bir zamanlar normal aralıklarına dönen kurtların etkisini gözlemlemelerine olanak tanır.

Araştırmacılar, kurtlar yeniden ortaya çıktıktan sonra ekosistemde ani bir değişiklik meydana geldiğini zaten öğrendiler. Elk sürüsü davranışları değişti. Artan geyik ölüm oranı, hem kurtlar hem de leş yiyiciler için daha istikrarlı bir besin kaynağına yol açtı.

Doğal deneyler, adından da anlaşılacağı gibi, insanlar tarafından yönetilmez. Bunlar doğanın neden olduğu bir ekosistemin manipülasyonlarıdır. Örneğin, bir doğal afet, iklim değişikliği veya istilacı türlerin girişinin ardından ekosistemin kendisi bir deneyi temsil eder.

Tabii ki, bunlar gibi gerçek dünya etkileşimleri gerçek deneyler değildir. Bu senaryolar, ekolojistlere doğal olayların bir ekosistemdeki türler üzerindeki etkilerini inceleme fırsatları sağlar.

Misal: Ekolojistler, bir adadaki hayvanları incelemek için bir hayvan sayımı yapabilirler. nüfus yoğunluk.

Veri açısından manipülatif ve doğal deneyler arasındaki temel fark, doğal deneylerin kontrollerinin olmamasıdır. Bu nedenle, neden ve sonucu belirlemek bazen daha zordur.

Yine de, doğal deneylerden elde edilecek faydalı bilgiler vardır. Nem seviyeleri ve hayvanların yoğunluğu gibi çevresel değişkenler hala veri amaçları için kullanılabilir. Ek olarak, doğal deneyler geniş alanlarda veya çok geniş zaman dilimlerinde gerçekleşebilir. Bu da onları manipülatif deneylerden ayırır.

Ne yazık ki, insanlık dünya çapında feci doğal deneylere neden oldu. Bunların bazı örnekleri arasında habitat bozulması, iklim değişikliği, istilacı türlerin tanıtılması ve yerli türlerin ortadan kaldırılması sayılabilir.

Gözlemsel deneyler, yüksek kaliteli veriler için yeterli çoğaltma gerektirir. Burada "10 kuralı" geçerlidir; araştırmacılar gerekli her kategori için 10 gözlem toplamalıdır. Dış etkiler, hava durumu ve diğer rahatsızlıklar gibi veri toplama çabalarını hala engelleyebilir. Bununla birlikte, 10 tekrarlayan gözlem kullanmak, istatistiksel olarak anlamlı veriler elde etmek için yardımcı olabilir.

Tercihen gözlemsel deneyleri gerçekleştirmeden önce rastgeleleştirme yapmak önemlidir. Bu, bilgisayardaki bir elektronik tablo ile yapılabilir. Rastgeleleştirme, önyargıyı azalttığı için veri toplamayı güçlendirir.

Randomizasyon ve replikasyon etkili olması için birlikte kullanılmalıdır. Karışık sonuçlardan kaçınmak için sahalar, numuneler ve tedavilerin tümü rastgele atanmalıdır.

Ekolojik yöntemler büyük ölçüde istatistiksel ve matematiksel modellere dayanır. Bunlar, ekolojistlere bir ekosistemin zaman içinde nasıl değişeceğini veya çevredeki değişen koşullara nasıl tepki vereceğini tahmin etmenin bir yolunu sağlar.

modelleme ayrıca saha çalışması pratik olmadığında ekolojik bilgileri deşifre etmenin başka bir yolunu sağlar. Aslında, yalnızca saha çalışmasına güvenmenin birkaç dezavantajı vardır. Tipik olarak büyük ölçekli saha çalışması nedeniyle, deneyleri tam olarak tekrarlamak mümkün değildir. Bazen organizmaların ömrü bile saha çalışması için hız sınırlayıcı bir faktördür. Diğer zorluklar arasında zaman, emek ve alan yer alır.

Bu nedenle modelleme, bilgiyi daha verimli bir şekilde düzene sokmak için bir yöntem sağlar.

Modelleme örnekleri arasında denklemler, simülasyonlar, grafikler ve istatistiksel analizler bulunur. Ekolojistler, yardımcı haritalar üretmek için modellemeyi de kullanır. Modelleme, örneklemeden kaynaklanan boşlukları doldurmak için veri hesaplamalarına izin verir. Modelleme olmadan, ekolojistler, analiz edilmesi ve iletilmesi gereken çok miktarda veri tarafından engellenirdi. Bilgisayar modellemesi, verilerin nispeten hızlı analizine izin verir.

Örneğin bir simülasyon modeli, aksi takdirde geleneksel matematik için son derece zor ve çok karmaşık olacak sistemlerin tanımını mümkün kılar. Modelleme, bilim insanlarının bir arada yaşama, nüfus dinamikleri ve ekolojinin diğer birçok yönünü incelemesine olanak tanır. Modelleme, iklim değişikliği gibi önemli planlama amaçları için kalıpları tahmin etmeye yardımcı olabilir.

İnsanlığın çevre üzerindeki etkisi devam edecek. Bu nedenle, ekolojistlerin çevre üzerindeki etkileri azaltmanın yollarını bulmak için ekolojik araştırma yöntemlerini kullanmaları her zamankinden daha önemli hale geliyor.