Dr. Patricia Chow-FraserDr. Patricia Chow-FraserDr. Patricia Chow-FraserDr. Patricia Chow-FraserDr. Patricia Chow-FraserDott.ssa Patricia Chow-Fraser Dott. Patricia Chow-Fraser è professoressa di biologia alla McMaster University in Ontario, Canada, dove studia l'ecologia, la conservazione e il ripristino degli ecosistemi acquatici. Il suo lavoro sul campo, condotto principalmente nelle zone costiere della regione del Grande Lago Laurenziano, mira a monitorare e prevedere l’impatto a lungo termine delle attività umane sulla salute dell’ecosistema. Oltre al campionamento fisico, Il laboratorio di Chow-Fraser utilizza anche dati satellitari per monitorare i cambiamenti ambientali, la connettività delle zone umide e la perdita di habitat.
UN JMP utente da più di 30 anni, Chow-Fraser mi ha parlato della sua ricerca.
Cominciamo parlando di alcune delle domande centrali che motivano la tua ricerca.
PCF: Sviluppiamo e utilizziamo indicatori ecologici per valutare l'impatto delle attività umane, come lo sviluppo urbano, agricolo e ricreativo e il cambiamento climatico, sulla salute a lungo termine delle zone umide e dei corsi d'acqua nel bacino dei Grandi Laghi. Gli indicatori ecologici si basano su comunità biotiche, comprese piante delle zone umide, zooplancton, pesci, anfibi e tartarughe, nonché su variabili abiotiche come la qualità dell’acqua, l’idrogeomorfismo e l’integrità dell’habitat.
Qual è, secondo te, il malinteso più comune che incontri oggi in ambito ecologico?
PCF: Un malinteso comune è che le zone umide siano zone desolate e che debbano essere drenate per essere trasformate in terreni utili. Un'altra cosa che ho riscontrato è che le zone umide possono essere create e/o ripristinate alla loro salute e funzionalità originali. La maggior parte delle zone umide non può essere ripristinata: la cosa migliore che possiamo fare è riabilitarle.
Students set a hoop net to catch turtles in a wetland.Students set a hoop net to catch turtles in a wetland.Students set a hoop net to catch turtles in a wetland.Students set a hoop net to catch turtles in a wetland.Students set a hoop net to catch turtles in a wetland.Gli studenti sistemano una rete a cerchio per catturare le tartarughe in una zona umida.
Parlami dei tuoi metodi di ricerca. Che tipo di dati raccogli?
PCF: Raccogliamo molti tipi di dati fisico-chimici, ad esempio temperatura, ossigeno disciolto o conducibilità, con sonde a profilazione verticale, nonché campioni di dati sui nutrienti provenienti da zone umide, laghi e corsi d'acqua, che in genere coprono più anni o decenni. Disponiamo anche di set di dati biotici sull'abbondanza e ricchezza di pesci, invertebrati bentonici, uccelli, anfibi, nonché sulla copertura percentuale di macrofite e vegetazione terrestre.
Per l'utilizzo nei sistemi di informazione geografica, raccogliamo dati radiotelemetrici di pesci e tartarughe per determinare i loro movimenti, i loro habitat e gli usi degli habitat. Spesso utilizziamo set di dati pubblici a lungo termine archiviati in vari progetti di ricerca.
Students empty fyke nets into a tub.Students empty fyke nets into a tub.Students empty fyke nets into a tub.Students empty fyke nets into a tub.Students empty fyke nets into a tub. Gli studenti svuotano le reti in una vasca.
Quali sono alcune delle maggiori sfide relative ai dati che incontri nello svolgere questo tipo di lavoro?
PCF: In genere, i set di dati ambientali sono grandi e disordinati. Il formato dei set di dati archiviati pubblicamente richiede pre-elaborazione e manipolazioni per renderli utilizzabili. I dati tendono a non soddisfare le ipotesi dei test parametrici e devono quindi essere trasformati prima di poter utilizzare test parametrici o, spesso, utilizziamo invece test non parametrici. Anche produrre grafici pubblicabili per questi grandi set di dati è una sfida.
Com'è un tipico flusso di lavoro dei dati?
PCF: Spesso il nostro primo passo prevede l'unione di set di dati biotici e abiotici in base all'ID della stazione e alla data. La maggior parte dei dati inizia in Excel e i campi data vengono inseriti in vari formati. Dobbiamo standardizzare il formato della data e garantire che il nome del sito sia identico in tutti i set di dati prima di unirci a loro. A volte dobbiamo dividere i valori dei test per i test prima di poter condurre analisi multivariate. Tali pre-elaborazioni e manipolazioni vengono talvolta eseguite su set di dati con milioni di righe e dozzine di colonne.
A student uses an antenna to track the location of turtles with transmitters.A student uses an antenna to track the location of turtles with transmitters.A student uses an antenna to track the location of turtles with transmitters.A student uses an antenna to track the location of turtles with transmitters.A student uses an antenna to track the location of turtles with transmitters.Uno studente utilizza un'antenna per tracciare la posizione delle tartarughe con trasmettitori.
Puoi condividere un esempio di un caso in cui un particolare approccio statistico ti ha portato a una scoperta o a un risultato chiave?
PCF: Alla fine degli anni ’90, stavamo sviluppando indicatori ecologici per determinare l’efficacia di un progetto di ripristino delle paludi nella Cootes Paradise Marsh a Hamilton, Ontario. Allo stesso tempo, stavo anche quantificando i cambiamenti a lungo termine nella qualità dell’acqua e nelle comunità biotiche a Cootes Paradise. Ho utilizzato l’analisi delle componenti principali per dimostrare che l’insieme dei parametri di qualità dell’acqua è cambiato in modo prevedibile man mano che Cootes Paradise ha subito un degrado nel corso di cinquant’anni.
In modo simile, anche le specie di zooplancton sono cambiate in modo prevedibile nel tempo secondo la tolleranza pubblicata sulla qualità dell’acqua degradata. Il mio dottorando ha utilizzato entrambi i set di dati in un’analisi canonica della corrispondenza per sviluppare l’indice dello zooplancton delle zone umide, che è stato successivamente utilizzato per monitorare l’efficacia del ripristino delle paludi. Utilizzando lo stesso approccio, il nostro laboratorio ha successivamente sviluppato l’indice delle macrofite delle zone umide e l’indice dei pesci delle zone umide che da allora utilizziamo per valutare lo stato di salute di centinaia di zone umide in tutto il bacino dei Grandi Laghi.
Paired fyke nets are left overnight to catch fish that swim from open water into the nets.Paired fyke nets are left overnight to catch fish that swim from open water into the nets.Paired fyke nets are left overnight to catch fish that swim from open water into the nets.Paired fyke nets are left overnight to catch fish that swim from open water into the nets.Paired fyke nets are left overnight to catch fish that swim from open water into the nets.Le reti fyke accoppiate vengono lasciate durante la notte per catturare i pesci che nuotano dall'acqua aperta nelle reti.
Quando hai capito che le statistiche sarebbero state una parte importante della tua ricerca? Come hai imparato la statistica?
PCF: Ho avuto la fortuna di conoscere un grande professore di ecologia dell'Università di Waterloo che ha rivelato ai suoi studenti il valore della statistica. Ha infuso statistiche durante i tre corsi che ho seguito con lui e ho imparato la maggior parte di ciò che so non dai tradizionali corsi di statistica, ma da questi corsi di ecologia. Ho cercato di trasmettere questo concetto nel mio insegnamento alla McMaster.
Che consiglio daresti alla prossima generazione di studenti di biologia e dottorandi?
PCF: La statistica è un linguaggio di ricerca universale. Se gli studenti non hanno accesso a traduttori personali, devono imparare a parlare da soli questa lingua per sfruttare al meglio la ricerca. La padronanza delle statistiche richiede che gli studenti si esercitino il più frequentemente possibile e siano disposti a condividere ciò che sanno con gli altri, anche se questo significa che a volte commettono errori. Come ogni lingua, alcune parole sono più importanti di altre e gli studenti dovrebbero prima conoscerle.
Fish caught in fyke or seine nets are placed in a tub before they are processed.Fish caught in fyke or seine nets are placed in a tub before they are processed.Fish caught in fyke or seine nets are placed in a tub before they are processed.Fish caught in fyke or seine nets are placed in a tub before they are processed.Fish caught in fyke or seine nets are placed in a tub before they are processed.I pesci catturati con le reti a sciabica o con le reti a circuizione vengono posti in una vasca prima di essere lavorati.
Trova ulteriori risorse per l'insegnamento e l'apprendimento delle statistiche consultando il Programma accademico JMP .
