田间生态学的终结?

作者:虎疣

<p>留着胡子,肮脏的生态学家的形象,过时的眼镜歪斜,并且带着令人讨厌,科学的古怪的微笑,是许多人共享的,包括新手生态学家自己</p><p>但是,随着生态学已经成熟为一个与物理学,化学和遗传学相提并论的完整的,核心的数学科学(并且可以说是我们这个时代最重要的科学之一,因为我们已经彻底毁掉了我们唯一的家园 - 行星地球),它的复杂性现在有可能使生态学的许多传统方面变得多余,或者至少不那么重要</p><p>作为一个在野外生态学中切割牙齿的人(伴随着所有相关的污垢,危险,叮咬,叮咬,不适,刺激,头痛和灾难),我有很多乐趣和兴奋收集生态数据</p><p>维多利亚时代的浪漫主义和迷恋的自然主义者收集数据,几乎排除了文明生活的其他方面</p><p>我们中的一些勇敢的冒险家接管了(可能受到David Attenborough之类的影响)并且我们相信我们对孤独数据的追求将治愈所有地球的疾病</p><p>呃,可能不是</p><p>由于我已经在生态学中成熟并且接受了它的数学复杂性和美感,反复出现的两难困境是,从来没有足够的数据来回答真正重大的问题</p><p>我们只对现存物种的一小部分进行了抽样,我们对生态系统如何应对干扰非常了解,而且我们对生态系统服务的复杂性几乎一无所知</p><p>让我们不要忘记我们在量化灭绝协同效应和预测人类努力和气候变化将如何影响未来生态系统方面的进展</p><p>将这种不确定性乘以海洋生物的几个数量级</p><p>结果是生态学家一直在寻找生物多样性模式和过程的代理和指标</p><p>最终目标是完全基于明确的非生物学特征来预测它们如何工作(或失败)</p><p>一个典型的例子就是我最熟悉的一个例子 - 在海洋生态学中使用“代理人”</p><p>这使用相对容易采样的物种(或其中的一组)来预测更多物种的分布</p><p>我们还做了一些工作来预测珊瑚礁鱼类的多样性,只使用礁石的位置(纬度和到岸边的距离),我们用珊瑚礁的形状和隔离来推断珊瑚礁鱼类的灭绝风险</p><p>他们住在哪里</p><p>我甚至记得有一次Hugh Possingham在一次会议上大声说出他希望如果我们的数学正确的话我们就不会再收集真实的生物数据了</p><p>这可能有点牵强,但它突出了我的主要观点</p><p>我们最近发表的一项新研究很好地展示了这一组感谢我的一位博士后研究员和几位聪明的同事的辛勤工作,本文测试了一个相当简单的想法 - 通过拍摄动物出现的区域的照片,可以估计出有多少种不同的物种</p><p>我们使用数据集,包括在大堡礁中精心收集的珊瑚礁鱼类调查,并将这些数据与从单个横断面到整个珊瑚礁复合体的空间尺度拍摄的栖息地照片进行比较</p><p>然后,我们使用称为“平均信息增益”的东西来测量照片中“复杂性”的数量</p><p>该指标主要衡量图像的复杂程度;换句话说,它是栖息地复杂性的代表,它往往与该特定区域的物种数量相关联</p><p>事实证明,我们可以解释高达29%的鱼类种类组成变异,33%的鱼类总体丰富度和25%的鱼类群落结构</p><p>现在,这似乎不是一个非常高的预测能力,但在生态学方面,它解释了这些生物多样性措施中相对于大多数其他研究的非常大的组成部分</p><p>所有这一切都只是拍摄照片</p><p>我并不是建议我们放弃所有的生态抽样研究(正如本文所述的标题所暗示的那样);但是,我们应该建立更加有效的方法来估算利用这种捷径的生物多样性模式和过程</p><p>它们耗时少,成本效益高,....