Kandungan
- Apakah Ekologi?
- Pemerhatian dan Kerja Lapangan
- Jenis Data yang Diperolehi
- Jenis-jenis Survei Kerja Lapangan
- Eksperimen Ekologi
- Eksperimen Manipulatif
- Eksperimen semula jadi
- Eksperimen Observasi
- Pemodelan
Ekologi adalah kajian tentang hubungan antara organisma dan persekitarannya di bumi. Beberapa kaedah ekologi digunakan untuk mengkaji hubungan ini, termasuk eksperimen dan pemodelan.
Eksperimen manipulasi, semulajadi atau pemerhatian boleh digunakan. Pemodelan membantu menganalisis data yang dikumpulkan.
Apakah Ekologi?
Ekologi, kajian tentang bagaimana organisma berinteraksi dengan persekitarannya dan satu sama lain, mengambil beberapa disiplin lain. Sains alam sekitar ekologi menggabungkan biologi, kimia, botani, zoologi, matematik dan bidang lain.
Ekologi mengkaji interaksi spesies, saiz populasi, niche ekologi, web makanan, aliran tenaga dan faktor persekitaran. Untuk melakukan ini, ahli ekologi bergantung pada kaedah yang berhati-hati untuk mengumpul data yang paling tepat yang mereka dapat. Setelah data dikumpulkan, ahli ekologi kemudian menganalisisnya untuk penyelidikan mereka.
Maklumat yang diperoleh daripada kaedah penyelidikan ini kemudiannya dapat membantu ahli ekologi menemui impak yang disebabkan oleh manusia atau faktor semula jadi. Maklumat ini kemudiannya boleh digunakan untuk membantu mengurus dan memulih kawasan atau spesies yang terjejas.
Pemerhatian dan Kerja Lapangan
Setiap eksperimen memerlukan pemerhatian. Ahli ekologi mesti memerhatikan alam sekitar, spesies di dalamnya dan bagaimana spesies tersebut berinteraksi, tumbuh dan berubah. Projek penyelidikan yang berbeza memerlukan pelbagai jenis penilaian dan pemerhatian.
Ahli ekologi kadang-kadang menggunakan a penilaian berasaskan meja, atau DBA, untuk mengumpul dan merumuskan maklumat tentang bidang kepentingan tertentu. Dalam senario ini, pakar ekologi menggunakan maklumat yang telah dikumpulkan dari sumber lain.
Walau bagaimanapun, walau bagaimanapun, ahli ekologi bergantung pemerhatian dan kerja lapangan. Ini sebenarnya melibatkan diri dalam habitat subjek kepentingan untuk memerhatikannya dalam keadaan semula jadi. Dengan melakukan kaji selidik lapangan, ahli ekologi dapat menjejaki pertumbuhan populasi spesies, memerhatikan ekologi komuniti dalam tindakan dan mengkaji kesan spesies baru atau fenomena lain yang diperkenalkan di alam sekitar.
Setiap tapak lapangan akan berbeza dalam bentuk, dalam bentuk atau dengan cara lain. Kaedah ekologi membenarkan perbezaan sedemikian supaya alat yang berbeza boleh digunakan untuk pemerhatian dan persampelan. Adalah penting bahawa persampelan dilakukan secara rawak untuk menentang kecenderungan.
Jenis Data yang Diperolehi
Data yang diperoleh dari pemerhatian dan kerja lapangan boleh sama ada secara kualitatif atau kuantitatif. Kedua klasifikasi data ini berbeza-beza dengan cara yang berbeza.
Data kualitatif: Data kualitatif merujuk kepada a kualiti subjek atau syarat. Oleh itu, ia adalah lebih penjelasan bentuk data. Ia tidak mudah diukur, dan ia dikumpulkan melalui pemerhatian.
Oleh kerana data kualitatif adalah deskriptif, ia mungkin termasuk aspek-aspek seperti warna, bentuk, sama ada langit berawan atau cerah, atau aspek-aspek lain untuk bagaimana kelihatan tapak pemerhatian. Data kualitatif tidak berangka seperti data kuantitatif. Oleh itu, ia dianggap kurang dipercayai daripada data kuantitatif.
Data kuantitatif: Data kuantitatif merujuk kepada nilai berangka atau kuantiti. Data jenis ini boleh diukur dan biasanya dalam bentuk nombor. Contoh data kuantitatif mungkin termasuk paras pH dalam tanah, bilangan tikus di tapak lapangan, data sampel, tahap salinitas dan maklumat lain dalam bentuk berangka.
Ahli ekologi menggunakan statistik untuk menganalisis data kuantitatif. Oleh itu, ia dianggap bentuk data yang lebih boleh dipercayai daripada data kualitatif.
Jenis-jenis Survei Kerja Lapangan
Tinjauan langsung: Para saintis boleh mengamati haiwan dan tumbuhan secara langsung di persekitaran mereka. Ini dipanggil kaji selidik langsung. Malah di tempat-tempat yang jauhnya sebagai dasar laut, ahli ekologi boleh mengkaji persekitaran bawah air. Satu tinjauan langsung dalam kes ini akan melibatkan pemotretan atau penggambaran persekitaran sedemikian.
Beberapa kaedah pensampelan yang digunakan untuk merekodkan imej kehidupan laut di dasar laut termasuk sledges video, kamera tirai air dan Ham-Cams. Ham-Cams dilampirkan pada Grab Hamon, peranti baldi sampel yang digunakan untuk mengumpul sampel. Ini adalah satu cara yang berkesan untuk mengkaji populasi haiwan.
The Hamon Grab adalah satu kaedah mengumpul sedimen dari dasar laut, dan sedimen diambil ke atas bot untuk ekologi untuk menyusun dan gambar. Haiwan ini akan dikenal pasti di makmal di tempat lain.
Sebagai tambahan kepada Grab Hamon, peranti pengumpulan bawah laut termasuk trawl balok, yang digunakan untuk mendapatkan haiwan laut yang lebih besar. Ini memerlukan melampirkan jaring ke balok keluli dan merangkak dari belakang perahu. Sampel dibawa di atas kapal dan difoto dan dikira.
Penyiasatan tidak langsung: Ia tidak semestinya praktikal atau wajar untuk memerhatikan organisma secara langsung. Dalam keadaan ini, kaedah ekologi memerlukan mengesan jejak spesies tersebut. Ini boleh merangkumi haiwan, kaki dan petunjuk lain kehadiran mereka.
Eksperimen Ekologi
Tujuan keseluruhan kaedah ekologi untuk penyelidikan adalah untuk mendapatkan data yang berkualiti tinggi. Untuk melakukan ini, eksperimen perlu dirancang dengan teliti.
Hipotesis: Langkah pertama dalam mana-mana reka bentuk eksperimen adalah untuk menghasilkan hipotesis atau soalan saintifik. Kemudian, para penyelidik dapat membuat rencana terperinci untuk pensampelan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi eksperimen kerja lapangan termasuk saiz dan bentuk kawasan yang perlu dicontohi. Saiz tapak tapak terdiri daripada kecil hingga sangat besar, bergantung kepada komuniti ekologi yang sedang dipelajari. Eksperimen dalam ekologi haiwan mesti mengambil kira potensi pergerakan dan saiz haiwan.
Sebagai contoh, labah-labah tidak memerlukan tapak medan besar untuk belajar. Begitu juga ketika mempelajari kimia tanah atau invertebrata tanah. Anda boleh menggunakan saiz 15 meter dengan 15 meter.
Tumbuhan herba dan mamalia kecil memerlukan tapak lapangan sehingga 30 meter persegi. Pokok dan burung mungkin memerlukan beberapa hektar. Sekiranya anda mempelajari haiwan besar, mudah alih seperti rusa atau beruang, ini bermakna memerlukan kawasan yang agak besar daripada beberapa hektar.
Memutuskan jumlah tapak juga penting. Beberapa kajian lapangan mungkin memerlukan hanya satu laman web. Tetapi jika dua atau lebih habitat dimasukkan ke dalam kajian, dua atau lebih tapak tapak diperlukan.
Alat: Alat yang digunakan untuk tapak medan termasuk transek, plot sampling, pensampelan tidak plot, kaedah titik, kaedah transect-intercept dan kaedah titik suku. Matlamatnya adalah untuk mendapatkan sampel yang tidak berat sebelah kuantiti yang cukup tinggi bahawa analisis statistik akan lebih baik. Merakam maklumat mengenai helaian data medan data dalam pengumpulan data.
Eksperimen ekologi yang direka dengan baik akan mempunyai pernyataan tujuan atau persoalan yang jelas. Penyelidik perlu mengambil perhatian luar biasa untuk menghapuskan berat sebelah dengan menyediakan kedua-dua replikasi dan rawak. Pengetahuan spesies yang dikaji serta organisma di dalamnya adalah yang paling utama.
Keputusan: Selepas selesai, data ekologi yang dikumpul hendaklah dianalisis dengan komputer. Terdapat tiga jenis eksperimen ekologi yang boleh dibuat: manipulatif, semulajadi dan pemerhatian.
Eksperimen Manipulatif
Eksperimen manipulatif adalah di mana penyelidik mengubah faktor untuk melihat bagaimana ia mempengaruhi ekosistem. Ia boleh dilakukan di lapangan atau di makmal.
Jenis eksperimen ini memberi gangguan kepada cara terkawal. Mereka bekerja dalam kes-kes di mana kerja lapangan tidak boleh berlaku di seluruh kawasan, kerana pelbagai sebab.
Kelemahan eksperimen manipulatif adalah mereka tidak selalu mewakili apa yang akan berlaku dalam ekosistem semulajadi. Selain itu, eksperimen manipulatif mungkin tidak mendedahkan mekanisme di sebalik pola yang diamati. Ia juga tidak mudah untuk mengubah pemboleh ubah dalam eksperimen manipulatif.
Contoh: Sekiranya anda ingin mempelajari tentang cacing biola, anda boleh mengubah bilangan cicak di kandang dan mengkaji berapa banyak labah-labah yang dihasilkan dari kesan ini.
Satu contoh eksperimen manipulasi yang lebih besar dan terkini adalah pengenalan semula serigala ke Taman Negara Yellowstone. Pengenalan semula ini membolehkan pakar ekologi untuk melihat kesan serigala yang kembali ke apa yang pernah menjadi julat normalnya.
Sudah tentu, para penyelidik telah mengetahui bahawa perubahan segera dalam ekosistem berlaku sebaik sahaja serigala diperkenalkan semula. Tingkah laksa elk berubah. Peningkatan kematian rusa menyebabkan bekalan makanan yang lebih stabil untuk kedua-dua serigala dan pemakan bangkai.
Eksperimen semula jadi
Eksperimen semulajadi, seperti namanya, tidak diarahkan oleh manusia. Ini adalah manipulasi ekosistem yang disebabkan oleh alam semula jadi. Misalnya, selepas bencana alam, perubahan iklim atau pengenalan spesies invasif, ekosistem itu sendiri merupakan eksperimen.
Sudah tentu, interaksi dunia nyata seperti ini tidak benar-benar percubaan. Senario ini menyediakan ekologi dengan peluang untuk mengkaji kesan peristiwa alam semulajadi terhadap spesies dalam ekosistem.
Contoh: Ahli biologi boleh mengambil banci haiwan di sebuah pulau untuk mengkaji kepadatan populasi mereka.
Perbezaan utama antara eksperimen manipulatif dan semulajadi dari perspektif data adalah eksperimen semulajadi tidak mempunyai kawalan. Oleh itu, kadang-kadang lebih sukar untuk menentukan sebab dan akibat.
Walau bagaimanapun, terdapat maklumat yang berguna untuk diperoleh daripada eksperimen semula jadi. Pembolehubah persekitaran seperti tahap kelembapan dan ketumpatan haiwan masih boleh digunakan untuk tujuan data. Di samping itu, eksperimen semulajadi boleh berlaku di seluruh kawasan besar atau hamparan masa yang luas. Ini seterusnya membezakannya daripada eksperimen manipulatif.
Malangnya, kemanusiaan telah menyebabkan eksperimen semulajadi bencana di seluruh dunia. Beberapa contohnya termasuk degradasi habitat, perubahan iklim, pengenalan spesies invasif dan penyingkiran spesies asli.
Eksperimen Observasi
Eksperimen pemahaman memerlukan replikasi yang memadai untuk data berkualiti tinggi. "Peraturan 10" terpakai di sini; penyelidik harus mengumpulkan 10 pemerhatian untuk setiap kategori yang diperlukan. Pengaruh luar masih boleh menghalang usaha untuk mengumpul data, seperti cuaca dan gangguan lain. Bagaimanapun, dengan menggunakan 10 pemerhatian yang dapat dirunding dapat membantu mendapatkan data statistik yang signifikan.
Adalah penting untuk melakukan rawak, lebih baik sebelum melakukan eksperimen pemerhatian. Ini boleh dilakukan dengan hamparan pada komputer. Pengagaran menguatkan pengumpulan data kerana ia mengurangkan berat sebelah.
Rawak dan replikasi perlu digunakan bersama untuk menjadi berkesan. Tapak, sampel dan rawatan harus ditugaskan secara rawak untuk mengelakkan keputusan yang dikelirukan.
Pemodelan
Kaedah ekologi bergantung kepada model statistik dan matematik. Ini menyediakan ekologi dengan cara untuk meramalkan bagaimana ekosistem akan berubah dari masa ke masa atau bereaksi terhadap perubahan keadaan di alam sekitar.
Pemodelan juga menyediakan cara lain untuk memecahkan maklumat ekologi apabila kerja lapangan tidak praktikal. Sebenarnya, terdapat beberapa kelemahan untuk bergantung semata-mata pada kerja lapangan. Kerana kerja lapangan secara besar-besaran, tidak mungkin meniru eksperimen dengan tepat. Kadang-kadang walaupun jangka hayat organisma adalah faktor pembatas kadar untuk kerja lapangan. Cabaran lain termasuk masa, tenaga dan ruang.
Oleh itu, pemodelan menyediakan kaedah untuk menyelaraskan maklumat secara lebih efisien.
Contoh pemodelan merangkumi persamaan, simulasi, graf dan analisis statistik. Ahli ekologi menggunakan pemodelan untuk menghasilkan peta berguna juga. Pemodelan membolehkan pengiraan data untuk mengisi jurang dari persampelan. Tanpa pemodelan, para ahli ekologi akan dihalang oleh jumlah data yang perlu dianalisis dan dikomunikasikan. Pemodelan komputer membolehkan analisis data yang agak pesat.
Model simulasi, sebagai contoh, membolehkan penerangan sistem yang sebaliknya akan menjadi sangat sukar dan terlalu rumit untuk kalkulus tradisional. Pemodelan membolehkan para saintis mengkaji kewujudan bersama, dinamika populasi dan banyak aspek ekologi lain. Pemodelan dapat membantu meramalkan corak untuk tujuan perancangan penting, seperti perubahan iklim.
Impak kemanusiaan terhadap alam sekitar akan berterusan. Oleh itu, ia menjadi lebih penting bagi ekologi untuk menggunakan kaedah penyelidikan ekologi untuk mencari cara untuk mengurangkan kesan terhadap alam sekitar.