美国启动大陆尺度国家生态观测站网络计划
时间:2017-12-07

  科学网 - 美国启动大陆规模的国家生态天文台网络计划

  经过多年的讨论和辩论,美国的大陆生态网络计划终于启动。全面监测整个美国的环境变化,从根本上改变传统的小范围和区域研究方法,形成陆地地区的团体合作。研究人员说,生态领域的大数据时代已经到来。

  大陆尺度生态观测网络

  国家生态观测网络(NEON)由国家自然科学基金(NSF)于2000年建立,是一个集研究,观测,实验和综合分析于一体的全国性网络平台。研究区域到大陆的重要生态问题。它由20个核心天文台组成,每个天文台都代表全国不同的生态区,根据流动天文台的数据。这些移动台拥有专门配备的仪器和研究人员,可以在收集数据时将其移动到不同的地点,并将至少在未来30年内广泛收集环境数据。

  2003年至2004年,国家科学院国家研究委员会地球与生命研究室的专家派出专家对国家生态观测网络的原设计和施工方案进行评估,并提出一些重大修改。新的提议表明,该网络应侧重于生物多样性,物种组成和生态系统功能,生物地球化学循环的生态影响,气候变化的生态影响,传染病的生态和演变,入侵物种和土地利用和栖息地。目前面临的土地流失是当前最为环保的挑战。

  国家生态观测网络将为科学家提供一个庞大的数据库,以帮助解决影响全国生态系统的问题,如全球变暖,环境污染和土地利用动态。国家生态观测网络旨在从该项目的首席科学家大卫斯里默说:“这是一个大陆范围的规模,而不是一个特定领域的生物学。

  大数据挑战

  根据今年8月4日发布的计划草案,全国生态观测网络将长期收集大陆尺度的气象,土地利用和外来入侵物种数据,影响生物多样性,生物地球化学,水资源循环,传染性疾病传播具有重大影响,是生态系统变化的驱动因素。科学家们可以得到他们需要的统计数据来研究生态平衡转变的微妙变化。

  基于这样的目标,本项目的重点不在于区域调查,所有的数据都应该服务于更大规模的网络研究,如何将所有主要地区的数据整合到一个一致的系统中仍然是一个困境,James Colin,亚利桑那大学生物学家,美国国家科学基金会生物科学部负责人说,他帮助准备了2005年至2009年的这个项目。

  网络中约有15000个传感器,从基本气象读数到空气中的臭氧浓度,到土壤,叶片和河流中的氮含量,所收集的数据大约分为500个主要类别;科学家还将收集数以万计的样本,包括土壤,水,植物和小型哺乳动物,也将被列入空间站,这也将从更大范围内分析各种情况,包括土地利用趋势,化学成分和叶子中的碳储量,卫星数据覆盖整个大陆。

  在开始的辩论

  经过十多年的准备,国家生态天文台网络在整个网络设计和仪器设备开发上投入了8000多万美元,建立了140个工作岗位,其中包括60名科学家和工程师,还将建立一个独立的公司跑步。 NSF将在未来十年内拨出四亿三千二百万美元,而最近一个财政年度的一千二百五十万美元可能会在今年内尽快推出,以备筹备和建设。

  根据Skemerton的说法,国家生态观测网络研究所预计将开始在科罗拉多州的基地进行观测和扩张,明年将从高空塔,河流和地下土壤中安装传感器获得第一批数据。希望到2016年,这些涓涓细流将汇集在数据洪水上,确保项目全面部署。

  多年来,这个项目一直受到各方的质疑。哈佛大学的大气化学家史蒂芬·沃尔夫斯(Steven Wolfsley)是哈佛大学森林生态中心的碳研究的先驱,他担心国家生态系统观测网可能会带来很多无价值的数据。尽管国家生态观测网络有望为利用数据开展科学研究创造新的世界,但这些数字并不一定是科学家需要的。

  国家生态物理观测所热带生态区网生态学家桑迪•安德曼(Sandy Andrmann)认为,大型网络将产生大量的环境科学家目前可能无法利用的新数据。这些数据将是一个重大挑战。

  虽然沃尔夫斯对这样一个大规模的科学计划仍然有所保留,但他也称赞了国家生态观测站网络作为项目的科学顾问,其中包括许多反对科学家,包括他自己,这是困难和有助于把重点放在科学未来几十年要解决的问题。 Wauffi说:为了解决这些问题,科学家们必须学习如何使用这些数据。如果取得成功,将对解决宏观生态问题产生实际影响。

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