Dr. Patricia Chow-Fraser帕特里夏·周·弗雷泽博士博士。 帕特里夏·周-弗雷泽 (Patricia Chow-Fraser) 是加拿大安大略省麦克马斯特大学的生物学教授,研究水生生态系统的生态、保护和恢复。 她的实地工作主要在劳伦森大湖地区的沿海地区进行,旨在监测和预测人类活动对生态系统健康的长期影响。 除了物理采样外,周弗雷泽实验室还利用卫星数据跟踪环境变化、湿地连通性和栖息地丧失。
A联合管理计划作为 30 多年的用户,Chow-Fraser 向我讲述了她的研究。
让我们首先讨论一些激发您研究的核心问题。
聚碳酸酯:我们开发和使用生态指标来评估人类活动(例如城市、农业和娱乐发展以及气候变化)对五大湖流域湿地和溪流的长期健康的影响。 生态指标基于生物群落,包括湿地植物、浮游动物、鱼类、两栖动物和海龟,以及水质、水文地貌和栖息地完整性等非生物变量。
您认为当今生态学中最常见的误解是什么?
聚碳酸酯:一个常见的误解是,湿地是荒地,需要排干才能变成有用的土地。 我遇到的另一个问题是湿地可以被创建和/或恢复到原来的健康和功能。 大多数湿地无法恢复——我们能做的就是恢复它们。
Students set a hoop net to catch turtles in a wetland.学生们在湿地里设置了圈网捕捉海龟。
告诉我你的研究方法。 您收集哪些类型的数据?
聚碳酸酯:我们使用垂直剖面探空仪收集多种类型的物理化学数据(例如温度、溶解氧或电导率),以及来自湿地、湖泊和溪流的营养物数据样本,这些数据通常跨越数年或数十年。 我们还有关于鱼类、底栖无脊椎动物、鸟类、两栖动物的丰度和丰富度以及大型植物和陆地植被覆盖率的生物数据集。
为了在地理信息系统中使用,我们收集鱼类和海龟的无线电遥测数据,以确定它们的运动、活动范围和栖息地用途。 我们经常利用存档的公共长期数据集用于各种研究项目。
Students empty fyke nets into a tub.学生们将鱼网倒入浴缸中。
您在从事此类工作时遇到的最大数据挑战是什么?
聚碳酸酯:通常,环境数据集庞大且混乱。 公开存档的数据集的格式需要预处理和操作才能使其可用。 数据往往不满足参数检验的假设,因此必须先进行转换,然后才能使用参数检验,或者通常我们使用非参数检验。 为这些大型数据集生成可发布的图表也是一个挑战。
典型的数据工作流程是什么样的?
聚碳酸酯:通常,我们的第一步涉及按站点 ID 和日期连接生物和非生物数据集。 大多数数据都是从 Excel 开始的,并且日期字段以各种格式输入。 在加入之前,我们必须标准化日期格式并确保所有数据集中的站点名称相同。 有时,我们必须先将测试值按测试分开,然后才能进行多变量分析。 有时,此类预处理和操作是在具有数百万行和数十列的数据集上执行的。
A student uses an antenna to track the location of turtles with transmitters.一名学生使用天线和发射器来追踪海龟的位置。
您能否分享一个特定统计方法使您获得关键发现或结果的例子?
聚碳酸酯: 20 世纪 90 年代末,我们正在开发生态指标,以确定安大略省汉密尔顿库特天堂沼泽沼泽恢复项目的有效性。 与此同时,我还量化了库特天堂的水质和生物群落的长期变化。 我使用主成分分析表明,随着库特天堂在过去五年的退化过程中,一系列水质参数发生了可预测的变化。
同样,根据已公布的对水质退化的容忍度,浮游动物的种类也会随着时间的推移而发生可预测的变化。 我的博士生在规范对应分析中使用这两个数据集来开发湿地浮游动物指数,该指数随后用于跟踪沼泽恢复的有效性。 使用相同的方法,我们的实验室后来开发了湿地大型植物指数和湿地鱼类指数,此后我们用它们来评估整个五大湖流域数百个湿地的健康状况。
Paired fyke nets are left overnight to catch fish that swim from open water into the nets.成对的鱼网会放置过夜,以捕获从开放水域游进网中的鱼。
您什么时候意识到统计学将成为您研究的重要组成部分? 你是如何学习统计学的?
聚碳酸酯:我很幸运认识了滑铁卢大学一位伟大的生态学教授,他向学生揭示了统计学的价值。 他在我和他一起上的三门课程中融入了统计学知识,我所学到的大部分知识不是从传统的统计学课程中学到的,而是从这些生态学课程中学到的。 我试图在麦克马斯特大学的教学中将这一点发扬光大。
您会给下一代生物学学生和研究生什么建议?
聚碳酸酯:统计学是研究的通用语言。 如果学生无法获得私人翻译,那么他们必须自己学习说这种语言才能充分利用研究。 流利的统计要求学生尽可能频繁地练习,并愿意与他人分享他们所知道的知识——即使这意味着他们有时会犯错误。 像任何语言一样,有些单词比其他单词更重要,学生应该首先了解这些单词。
Fish caught in fyke or seine nets are placed in a tub before they are processed.用围网或围网捕获的鱼在加工前被放入浴缸中。
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