على ماذا يعتمد علماء البيئة في دراستهم
علماء البيئة تعتمد دراستهم على
المراقبة
يتابع جميع العلماء في هذا المجال مراقبة البيئة ومحتوياتها، وملاحظة التغيرات والنمو التي قد تحدث فيها، حيث يحتاج أي مشروع بحثي إلى الملاحظات والتقييم .
يمكن للعلماء استخدام التقييم المكتبي في بعض الحالات، حيث يقومون بتلخيص معلوماتهم في مجالات محددة في البيئة، وقد يستخدمون بعض المعلومات التي جمعوها من مصادر أخرى .
غالبًا ما يلجأ علماء البيئة إلى العمل الميداني والملاحظة لمعاينة الموضوع بفحص هيئته الطبيعية وإجراء عدد من المسحات الميدانية له .
يدرس علماء البيئة نمو السكان والأنواع، ويراقبون عناصر البيئة في المجتمع خلال عملهم، ويدرسون تأثير الأنواع والظواهر الأخرى التي قد تؤثر على البيئة .
الموقع الميداني قد يختلف في الشكل أو الطبيعة والطرق الأخرى، ويساعد أساليب البيئة في مثل هذه الاختلافات من حيث جمع العينات وأدوات الرصد، ويجب أن نتخذ العينة بأسلوب عشوائي لمنع التحيز .
نوع البيانات التي نحصل عليها من العمل الميداني تتمثل في الأتي:
- بيانات نوعية تشير إلى الشروط والموضوع .
- تحتوي البيانات على كميات وقيم عددية في مؤشر الكميات .
أما أنواع المسحات التي يقوم بها العمل الميداني فهي :
- مسح مباشر : تتم مراقبة النباتات والحيوانات مباشرة من خلاله .
- مسح غير مباشر : يمكن أن يكون من الممارسات العملية عدم إجراء مراقبة مباشرة على الكائن الحي، ولكن يتم متابعة الآثار التي يتركها وراءه .
التجارب
الهدف من هذا العمل هو البحث عن بيانات عالية الجودة، ويتطلب ذلك الحرص على جميع التجارب، ويتم ذلك عن طريق تحديد السؤال العلمي الأساسي، ومن خلاله يتم وضع خطة مفصلة للعينات .
تشمل عناصر تجربة العمل الشكل الخاص والحجم للمنطقة، وحجم الموقع الميداني الذي يمكن أن يكون كبيرًا أو صغيرًا، وهذه العناصر تشكل جزءًا من البيئة التي يتم دراستها .
يجب أن نأخذ في الحسبان في تجاربنا على الحيوانات الحركة المحتملة لها وحجمها في بيئتها، كما أن العناكب تعتبر مثالاً على ذلك حيث لا يلزمها موقع ميداني كبير للدراسة .
يحتاج الثدييات الصغيرة والنباتات العشبية إلى موقع أكبر من ذلك، ويعد تحديد الموقع من الأمور الهامة جداً .
أدوات بالعمل الميداني
تشمل تلك الأدوات قطع العينات، والعينات بدون رسم، والمقاطع، وطريقة النقطة، وتهدف هذه العينات إلى إجراء عدة تحليلات إحصائية بشكل دقيق وصحيح .
نتائج العمل الميداني
بعد الانتهاء من العمل الميداني، يتم تحليل البيانات البيئية التي تم جمعها من جهاز الكمبيوتر، وهذا يتم بعد ذلك .
أنواع التجارب البيئية
هناك ثلاثة أنواع من التجارب هي.
- تجارب متلاعبة
تستخدم هذه الطريقة لدراسة التأثير على النظام البيئي في الحالات التي يكون فيها العمل الميداني غير ممكن بالكامل، ولكن لها جانب سلبي حيث قد لا تمثل الجوانب البيئية على الواقع بشكل دقيق .
من الأمثلة على ذلك، عندما يتم إدخال الذئاب إلى منتزه بيلوستون الوطني، يلاحظ العلماء ما يحدث على الذئب فيما يتعلق بنطاقه الطبيعي السابق .
- التجارب الطبيعية
تحدث التجارب البيئية على النظام الذي يحدث بشكل طبيعي من خلال العوامل البيئية، ويشمل ذلك التجارب التي تجرى عند حدوث الكوارث الطبيعية أو دخول الأنواع الغريبة إلى النظام البيئي .
- تجارب مراقبة
تتم عملية التدريب بشكل متكرر على مجموعة بيانات عالية الجودة، حيث يتم جمع مجموعة من الملاحظات عن الفئة المطلوبة، وتعتبر العوامل الخارجية مثل الطقس والمناخ وغيرها عوائق قد تعيق جهود جمع البيانات .
النمذجة
يمكن أن يعتمد أي نمط بيئي على النماذج الرياضية والإحصائية، مما يساعد العلماء في التنبؤ بحدوث تغيير في النظام البيئي والوقت الذي يستغرقه، وعلى مدى استجابة البيئة للظروف المتغيرة .
تساعد النمذجة في فك رموز المعلومات البيئية، ويكون ذلك مناسبًا في العمل الذي يتطلب جهدًا ميدانيًا غير عملي لأن هناك عوائق قد تعوق العمل الميداني، وغالبًا لا يمكن تكرار التجربة، وعمر الكائن الحي يعتبر عاملاً مؤثرًا في عمل الميدان، وتتمثل التحديات الأخرى في المكان والوقت والعمل .
توفر النمذجة المعلومات اللازمة للتجربة بكفاءة عالية للعالم البيئي، ومن أمثلة هذه النمذجة التحليلات الإحصائية والرسوم البيانية والمحاكاة والمعادلات، وتساعد في إنتاج الخرائط .
تقوم بحساب البيانات أثناء أخذ العينات وملء الفراغات، وإذا كانت النمذجة غير متاحة، فلن يتمكن علماء البيئة من الحصول على كمية البيانات التي يجب تحليلها ونقلها، وتسمح بتحليل البيانات بشكل سريع ونسبي
يتم وصف الأنظمة الصعبة والمعقدة في نموذج محاكاة عند حساب التفاضل والتكامل التقليدي، حيث توفر النمذجة للعلماء معلومات ديناميكية حول السكان والعوامل البيئية الأخرى .
يمكن أن تُوفِّر البيئة معلومات مهمة للعلماء للتنبؤ بالعديد من الأنماط التي تتعلق بأغراض التخطيط الحاسمة، بما في ذلك التغيرات المناخية، ومع ذلك، لا يزال الإنسان يؤثر على البيئة .
مستويات التنظيم البيئي
يتم دراسة أي نظام في البيئة على مجموعة من المستويات، وكذلك العوامل الحيوية واللاحيوية التي تتحكم في النظام البيئي قد تكون صغيرة أو كبيرة، ويتم التعامل معها بشكل تصاعدي من الصغير إلى الكبير على هذه المستويات .
- عند الحديث عن عنصر السكان، يشير ذلك إلى مجموعة من الأفراد الذين يتمتعون بصفات مشتركة مثل العيش في نفس المنطقة والتفاعل مع بعضهم البعض .
- النوع يشير إلى فرد يمتلك صلة وراثية، ويمكنه التكاثر وإنتاج الصغار، بينما يمكن أن يكون هناك أفراد لا ينتمون لنوع معين عندما لا ينجبون، ويستخدم مصطلح النوع لتحديد الكائنات الحية .
- يحوي النظام البيئي عوامل حيوية وغير حيوية الموجودة في المنطقة، بما في ذلك الكائنات الحية والعناصر غير الحية .
- المجتمع هو مجموعة متنوعة من الأنواع المختلفة التي يعيشون في منطقة واحدة ويتفاعل أفرادها مع بعضهم البعض، ويتكون من عوامل حيوية موجودة في المنطقة.
- المحيط الحيوي هو جزء من هذا الكوكب ويضم الكائنات الحية، ويشمل الأرض وغلافها الجوي والجزء الذي يتكون من المحيطات .
- يتناول علماء البيئة دراسة الكائنات الحية الفردية وتأثيرها على النظام البيئي والمحيط الحيوي بأكمله، كما يدرسون أنواعًا مختلفة تختلف بين مستويات البيئة .
- ويمكن أن يكون المثال التالي مثالًا على مستوى النظام البيئي الفردي للحمار الوحشي وكيفية الحفاظ على الماء في جسده، بينما يمكن أن يكون النظام البيئي السكاني مثالًا على الأسباب التي تؤدي إلى زيادة تعداد الحمير الوحشية .
- يدرس النظام البيئي تأثير النار على كمية الطعام المتاحة في الأراضي العشبية، في حين يدرس المحيط الحيوي تأثير ثاني أكسيد الكربون على درجة حرارة الهواء في العالم .
يحتوي مستوى التنظيم في علم البيئة على المجتمع والسكان والمحيط الحيوي والنظام البيئي، والنظام البيئي يتكون من الكائنات الحية التي تتفاعل مع كل الأجزاء الغير حية ولكل كائن بيئته الخاصة.