Dr. Patricia Chow-Fraserパトリシア・チョウ・フレイザー博士博士。 パトリシア・チョウ・フレイザーは、カナダのオンタリオ州にあるマクマスター大学の生物学教授であり、水生生態系の生態、保全、修復を研究しています。 彼女のフィールドワークは主にローレンシアン五大湖地域の沿岸地帯で行われ、人間の活動が生態系の健全性に及ぼす長期的な影響を監視し、予測することを目指しています。 物理的なサンプリングに加えて、チョウ・フレイザーの研究室また、環境変化、湿地のつながり、生息地の喪失を追跡するために衛星データも利用しています。
あJMP 30 年以上ユーザーとして活動しているチョウ フレイザーが、彼女の研究について私に話してくれました。
まずは、研究の動機となる中心的な質問のいくつかについて話しましょう。
PCF:私たちは、都市、農業、レクリエーションの開発や気候変動などの人間活動が、五大湖流域の湿地や河川の長期的な健全性に及ぼす影響を評価するための生態学的指標を開発および使用しています。 生態学的指標は、湿地の植物、動物プランクトン、魚、両生類、カメなどの生物群集に加え、水質、水文地形、生息地の完全性などの非生物的変数に基づいています。
今日の生態学で遭遇する最も一般的な誤解は何だと思いますか?
PCF:よくある誤解は、湿地は荒れ地であり、有用な土地に変えるには排水する必要があるというものです。 私が遭遇したもう 1 つのことは、湿地は作成でき、元の健全性と機能を取り戻すことができる、あるいはその両方が可能であるということです。 ほとんどの湿地は復元できません。私たちにできる最善のことはそれらを修復することです。
Students set a hoop net to catch turtles in a wetland.湿地で輪っか網を設置してカメを捕まえる生徒たち。
研究方法について教えてください。 どのような種類のデータを収集しますか?
PCF:当社は、垂直方向プロファイリングゾンデを使用して、温度、溶存酸素、導電率などのさまざまな種類の物理化学データを収集するほか、湿地、湖、小川からの栄養塩データのサンプルも通常は数年から数十年に渡って収集します。 また、魚類、底生無脊椎動物、鳥類、両生類の存在量と豊富さ、および大型植物と陸生植生の被覆率に関する生物データセットもあります。
地理情報システムで使用するために、私たちは魚やカメの無線遠隔測定データを収集し、それらの動き、行動範囲、生息地の用途を特定します。 私たちは、アーカイブされた長期公開データセットを利用して、さまざまな研究プロジェクトに使用することがよくあります。
Students empty fyke nets into a tub.生徒たちはファイクネットを浴槽に捨てます。
この種の作業を行う際に直面するデータに関する最大の課題は何ですか?
PCF:通常、環境データセットは大きくて乱雑です。 公的にアーカイブされたデータ セットの形式を使用可能にするためには、前処理と操作が必要です。 データはパラメトリック テストの仮定を満たさない傾向があるため、パラメトリック テストを使用する前に変換する必要があるか、代わりにノンパラメトリック テストを使用することがよくあります。 これらの大規模なデータセットに対して公開可能なグラフを作成することも課題です。
一般的なデータ ワークフローはどのようなものですか?
PCF:多くの場合、最初のステップでは、ステーション ID と日付によって生物データ セットと非生物データ セットを結合します。 ほとんどのデータは Excel で始まり、日付フィールドはさまざまな形式で入力されます。 データ セットを結合する前に、日付形式を標準化し、すべてのデータ セットでサイト名が同一であることを確認する必要があります。 多変量解析を実行する前に、テスト値をテストごとに分割する必要がある場合があります。 このような前処理と操作は、数百万の行と数十の列を含むデータ セットに対して実行されることがあります。
A student uses an antenna to track the location of turtles with transmitters.学生はアンテナを使用して送信機でカメの位置を追跡します。
特定の統計的アプローチによって重要な発見や結果が得られたときの例を教えていただけますか?
PCF: 1990 年代後半、私たちはオンタリオ州ハミルトンのクーツ パラダイス湿地における湿地修復プロジェクトの有効性を判断するための生態学的指標を開発していました。 同時に、私はクーンツ パラダイスの水質と生物群集の長期的な変化を定量化していました。 私は主成分分析を使用して、クーンツ パラダイスが 50 年にわたって劣化するにつれて、一連の水質パラメーターが予想どおりに変化したことを示しました。
同様に、動物プランクトンの種も、公表されている水質悪化の許容度に従って、時間の経過とともに予測どおりに変化しました。 私の博士課程の学生は、両方のデータセットを標準対応分析で使用して、湿地動物プランクトン指数を作成しました。その後、この指数は、湿地回復の効果を追跡するために使用されました。 同じアプローチを使用して、私たちの研究室は後に湿地大型植物指数と湿地魚指数を開発し、それ以来、五大湖流域全体の何百もの湿地の健康状態を評価するために使用してきました。
Paired fyke nets are left overnight to catch fish that swim from open water into the nets.一対のファイク網を一晩放置し、外水から網に泳いで入ってくる魚を捕獲します。
統計が研究の重要な部分を占めると気づいたのはいつですか? 統計学はどうやって学んだのですか？
PCF:私はウォータールー大学の偉大な生態学の教授と知り合いであったことが幸運でした。彼は統計の価値を学生たちに明らかにしました。 彼は私が受講した 3 つのコース全体に統計を注入し、私が知っていることのほとんどは従来の統計コースからではなく、これらの生態学のコースから学びました。 私はこれをマクマスターでの自分自身の教育で還元しようと努めてきました。
次世代の生物学の学生や大学院生にアドバイスをお願いします。
PCF:統計は研究の世界共通言語です。 学生が個人の翻訳者にアクセスできない場合、研究を最大限に活用するには、学生自身がこの言語を話せるようにならなければなりません。 統計を流暢に扱うには、学生ができるだけ頻繁に統計を練習し、たとえ時には間違いを犯すことになっても、自分の知っていることを積極的に他の人と共有する必要があります。 他の言語と同様に、一部の単語は他の単語よりも重要であるため、生徒はまずそれらの単語を理解する必要があります。
Fish caught in fyke or seine nets are placed in a tub before they are processed.ファイク網や地引網で捕獲された魚は、加工される前に桶に入れられます。
統計の指導と学習に関するリソースをさらに見つけるには、 JMPアカデミックプログラム。
