«Экологи больше не могут выбирать и изучать только одну или даже несколько экосистем», — сказала Патрисия Соранно, профессор рыбного хозяйства, дикой природы и макросистем из Университета штата Мичиган, пионер экологии. «Нам также необходимо изучить множество экосистем и использовать множество данных для решения многих экологических проблем, таких как изменение климата, изменение землепользования и инвазивные виды, потому что такие проблемы существуют в более широком масштабе, чем многие проблемы прошлого».Чтобы определить новую область и предоставить экологам стратегии для проведения такого рода исследований, Соранно и Дэйв Шимел из Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института совместно редактировали специальный выпуск журнала Экологического общества Америки «Границы экологии и окружающей среды».Они работали со многими другими исследователями, финансируемыми программой MacroSystems Biology Национального научного фонда, которые написали девять статей, показывающих преимущества такого подхода для решения многих экологических проблем.
По словам Соранно, наука с интенсивным использованием данных преподносится как новый способ заниматься наукой любого рода, и многие исследователи считают, что у нее есть большой потенциал для экологии.«Традиционно экологов обучают, изучая и отбирая пробы с полей в таких местах, как леса, луга, водно-болотные угодья или в воде, и измеряя предметы в лаборатории», — сказала она. «В будущем, по крайней мере, некоторые экологи должны будут пройти обучение передовым вычислительным методам, которые позволят им изучать сложные системы с использованием больших наборов данных в таком крупном масштабе и помочь интегрировать мелкие и широкомасштабные исследования в более глубокое понимание окружающей среды. проблемы."У экологов накоплены данные за многие десятилетия, к которым можно применить эту новую точку зрения.
Источники включают в себя множество небольших индивидуальных проектов университетских исследователей, государственных учреждений, которые десятилетиями отслеживают природные ресурсы, терабайты данных, собранные с помощью новых или существующих полевых датчиков и сетей наблюдения, а также миллионы спутниковых изображений высокой четкости, просто назвать несколько.В сочетании с почти бесконечным потоком данных — легкий доступ к суперкомпьютерам. Анализ, на выполнение которого раньше уходили месяцы или годы, теперь можно провести за часы или дни.
Экологи также имеют доступ к новейшим инструментам статистического моделирования и географической информационной системы.«Даже десять лет назад было бы намного труднее принять такой подход», — сказал Соранно. «У нас не было того прекрасного пересечения, которое есть сегодня, среди великолепных инструментов, объемов данных, достаточной вычислительной мощности и более развитого понимания систем в широком масштабе».Значительная часть этих новых подходов включает в себя интеграцию биологии с другими областями, включая научные, инженерные и образовательные области в рамках NSF, сказал Джон Вингфилд, заместитель директора NSF по биологическим наукам. Состав недавно созданных групп экологических исследований макросистем должен отражать новые требования. экологии с интенсивным использованием данных.
Команды должны включать менеджеров баз данных, экспертов по интеллектуальному анализу данных, специалистов по ГИС и других специалистов.«Важный вопрос, с которым мы сейчас сталкиваемся, — станут ли экологи лидерами в решении многих сегодняшних важнейших экологических проблем, требующих широкомасштабного подхода», — сказал Соранно. «Видя исследования, которые на сегодняшний день были проведены экологами макросистем, которые уже проводят эту работу, и читая статьи, которые составляют эту проблему, ответ — решительное« да »», — сказал Соранно.