La ecología es el estudio de la relación entre los organismos y su entorno en la tierra. Se utilizan varios métodos ecológicos para estudiar esta relación, incluyendo la experimentación y el modelado.

Se pueden utilizar experimentos manipulativos, naturales u observacionales. El modelado ayuda a analizar los datos recopilados.
¿Qué es la ecología?

Ecología
, el estudio de cómo los organismos interactúan con su entorno y entre sí, se basa en varias otras disciplinas. La ciencia ambiental de la ecología incorpora biología, química, botánica, zoología, matemáticas y otros campos.

La ecología examina las interacciones de las especies, el tamaño de la población, los nichos ecológicos, las redes alimentarias, el flujo de energía y los factores ambientales. Para hacer esto, los ecologistas confían en métodos cuidadosos para recopilar los datos más precisos que pueden. Una vez que se recopilan los datos, los ecólogos los analizan para su investigación.

La información obtenida de estos métodos de investigación puede ayudar a los ecólogos a encontrar los impactos causados por humanos o factores naturales. Esta información se puede utilizar para ayudar a gestionar y conservar las áreas o especies afectadas.
Observación y trabajo de campo

Cada experimento requiere observación. Los ecologistas deben observar el medio ambiente, las especies dentro de él y cómo esas especies interactúan, crecen y cambian. Los diferentes proyectos de investigación requieren diferentes tipos de evaluaciones y observaciones.

Los ecologistas a veces usan una evaluación de escritorio , o DBA, para recopilar y resumir información sobre áreas específicas de interés. En este escenario, los ecologistas están utilizando información ya recopilada de otras fuentes.

A menudo, sin embargo, los ecólogos confían en la observación y el trabajo de campo. Esto implica ir al hábitat del sujeto de interés para observarlo en su estado natural. Al realizar encuestas de campo, los ecologistas pueden rastrear el crecimiento de la población de especies, observar la ecología comunitaria en acción y estudiar el impacto de cualquier nueva especie u otros fenómenos introducidos en el medio ambiente.

Cada sitio de campo diferirá en naturaleza, en forma o de otras maneras. Los métodos ecológicos permiten tales diferencias para que se puedan usar diferentes herramientas para observaciones y muestreo. Es crucial que el muestreo se realice de manera aleatoria para combatir el sesgo.
Tipos de datos obtenidos

Los datos obtenidos de la observación y el trabajo de campo pueden ser cualitativos o cuantitativos. Estas dos clasificaciones de datos varían de distintas maneras.

Datos cualitativos: Los datos cualitativos se refieren a la calidad del sujeto o las condiciones. Por lo tanto, es una forma de datos más descriptiva . No se mide fácilmente, y se recopila mediante observación.

Debido a que los datos cualitativos son descriptivos, pueden incluir aspectos como el color, la forma, si el cielo está nublado o soleado, u otros aspectos de cómo una observación El sitio podría verse. Los datos cualitativos no son numéricos como los datos cuantitativos. Por lo tanto, se considera menos confiable que los datos cuantitativos.

Datos cuantitativos: Los datos cuantitativos se refieren a valores numéricos o cantidades. Estos tipos de datos se pueden medir y generalmente están en forma numérica. Los ejemplos de datos cuantitativos pueden incluir niveles de pH en el suelo, el número de ratones en un sitio de campo, datos de muestra, niveles de salinidad y otra información en forma numérica.

Los ecologistas usan estadísticas para analizar datos cuantitativos. Por lo tanto, se considera una forma de datos más confiable que los datos cualitativos.
Tipos de encuestas de trabajo de campo

Encuesta directa: Los científicos pueden observar directamente animales y plantas en su entorno. Incluso en lugares tan remotos como el fondo marino, el ecólogo puede estudiar el entorno submarino. Una encuesta directa en este caso implicaría fotografiar o filmar dicho entorno.

Algunos métodos de muestreo utilizados para grabar imágenes de la vida marina en el fondo marino incluyen trineos de video, cámaras de cortina de agua y cámaras de cámara. Las Ham-Cams están unidas a un Hamon Grab, un dispositivo de cubeta de muestra utilizado para recolectar muestras. Esta es una manera efectiva de estudiar las poblaciones de animales.

El Hamon Grab es un método para recolectar sedimentos del fondo marino, y los sedimentos se llevan a un bote para que los ecólogos los clasifiquen y fotografíen. Estos animales serán identificados en un laboratorio en otro lugar.

Además de un Hamon Grab, los dispositivos de recolección submarina incluyen una red de arrastre de haz, que se utiliza para obtener animales marinos más grandes. Esto implica unir una red a una viga de acero y pescar desde la parte trasera de un bote. Las muestras se llevan a bordo del barco y se fotografían y cuentan.

Encuesta indirecta: No siempre es práctico o deseable observar organismos directamente. En esta situación, los métodos ecológicos implican observar las huellas que dejan esas especies. Estos podrían incluir excrementos de animales, huellas y otros indicadores de su presencia.
Experimentos ecológicos

El propósito general de los métodos ecológicos para la investigación es obtener datos de alta calidad. Para hacer esto, los experimentos deben ser cuidadosamente planificados.

Hipótesis: El primer paso en cualquier diseño experimental es llegar a una hipótesis o pregunta científica. Luego, los investigadores pueden elaborar un plan detallado para el muestreo. Los factores que afectan los experimentos de trabajo de campo incluyen el tamaño y la forma de un área que necesita ser muestreada. Los tamaños de los sitios de campo varían de pequeños a muy grandes, dependiendo de las comunidades ecológicas que se estén estudiando. Los experimentos en ecología animal deben tener en cuenta el movimiento potencial y el tamaño de los animales.

Por ejemplo, las arañas no requerirían un sitio de campo grande para su estudio. Lo mismo sería cierto al estudiar la química del suelo o los invertebrados del suelo. Puede usar un tamaño de 15 metros por 15 metros.

Las plantas herbáceas y los pequeños mamíferos pueden requerir sitios de campo de hasta 30 metros cuadrados. Los árboles y las aves pueden necesitar un par de hectáreas. Si está estudiando animales grandes y móviles, como ciervos u osos, esto podría significar que necesita un área bastante grande de varias hectáreas.

Decidir la cantidad de sitios también es crucial. Algunos estudios de campo pueden requerir solo un sitio. Pero si se incluyen dos o más hábitats en el estudio, se necesitan dos o más sitios de campo.

Herramientas: Las herramientas utilizadas para los sitios de campo incluyen transectos, parcelas de muestreo, muestreo sin parcela, el método de puntos, la intersección de intersección método y el método del punto-cuarto. El objetivo es obtener muestras imparciales de una cantidad lo suficientemente alta como para que los análisis estadísticos sean más sólidos. El registro de información en las hojas de datos de campo ayuda en la recopilación de datos.

Un experimento ecológico bien diseñado tendrá una declaración clara de propósito o pregunta. Los investigadores deben tener un cuidado extraordinario para eliminar el sesgo al proporcionar replicación y aleatorización. El conocimiento de las especies que se estudian, así como de los organismos dentro de ellas, es primordial.

Resultados: Al finalizar, los datos ecológicos recopilados deben analizarse con una computadora. Se pueden realizar tres tipos de experimentos ecológicos: manipulativos, naturales y de observación.
Experimentos manipuladores

Los experimentos manipuladores son aquellos en los que el investigador altera un factor para ver cómo afecta a un ecosistema. Es posible hacer esto en el campo o en un laboratorio.

Este tipo de experimentos proporcionan interferencia de manera controlada. Funcionan en casos en los que el trabajo de campo no puede realizarse en un área completa, por varias razones.

La desventaja de los experimentos de manipulación es que no siempre son representativos de lo que sucedería en el ecosistema natural. Además, los experimentos de manipulación podrían no revelar el mecanismo detrás de los patrones observados. Tampoco es fácil cambiar las variables en un experimento de manipulación.

Ejemplo: si quisiera aprender sobre la depredación de las arañas por lagarto, podría alterar el número de lagartos en recintos y estudiar cuántas arañas resultaron de este efecto .

Un ejemplo más amplio y actual de un experimento de manipulación es la reintroducción de lobos en el Parque Nacional de Yellowstone. Esta reintroducción permite a los ecologistas observar el efecto de los lobos regresando a lo que alguna vez fue su rango normal.

Ya, los investigadores han aprendido que ocurrió un cambio inmediato en el ecosistema una vez que los lobos fueron reintroducidos. El comportamiento de la manada de alces cambió. El aumento de la mortalidad de los alces condujo a un suministro de alimentos más estable tanto para los lobos como para los comedores de carroña.
Experimentos naturales

Los experimentos naturales, como su nombre lo indica, no están dirigidos por humanos. Estas son manipulaciones de un ecosistema causadas por la naturaleza. Por ejemplo, a raíz de un desastre natural, el cambio climático o la introducción de especies invasoras, el ecosistema en sí representa un experimento.

Por supuesto, las interacciones del mundo real como estas no son realmente experimentos. Estos escenarios brindan a los ecologistas la oportunidad de estudiar los efectos que los eventos naturales tienen sobre las especies en un ecosistema.

Ejemplo: Los ecólogos podrían realizar un censo de animales en una isla para estudiar su densidad de población.

La principal diferencia entre los experimentos manipulativos y naturales desde una perspectiva de datos es que los experimentos naturales no tienen controles. Por lo tanto, a veces es más difícil determinar causa y efecto.

Sin embargo, hay información útil que se puede obtener de los experimentos naturales. Las variables ambientales como los niveles de humedad y la densidad de los animales todavía se pueden utilizar con fines de datos. Además, los experimentos naturales pueden ocurrir en grandes áreas o vastos períodos de tiempo. Esto los distingue aún más de los experimentos de manipulación.

Desafortunadamente, la humanidad ha causado experimentos naturales catastróficos en todo el mundo. Algunos ejemplos de estos incluyen la degradación del hábitat, el cambio climático, la introducción de especies invasoras y la eliminación de especies nativas.
Experimentos de observación

Los experimentos de observación requieren réplicas adecuadas de datos de alta calidad. La "regla de 10" se aplica aquí; Los investigadores deben recopilar 10 observaciones para cada categoría requerida. Las influencias externas aún pueden obstaculizar los esfuerzos para recopilar datos, como el clima y otras perturbaciones. Sin embargo, el uso de 10 observaciones repetitivas puede resultar útil para obtener datos estadísticamente significativos.

Es importante realizar la aleatorización, preferiblemente antes de realizar experimentos de observación. Esto se puede hacer con una hoja de cálculo en una computadora. La aleatorización fortalece la recopilación de datos porque reduce el sesgo.

La aleatorización y la replicación deben usarse juntas para ser efectivas. Los sitios, las muestras y los tratamientos deben asignarse al azar para evitar resultados confusos.
Modelado

Los métodos ecológicos dependen en gran medida de modelos estadísticos y matemáticos. Estos proporcionan a los ecologistas una forma de predecir cómo un ecosistema cambiará con el tiempo o reaccionará a las condiciones cambiantes del medio ambiente.

El modelado también proporciona otra forma de descifrar la información ecológica cuando el trabajo de campo no es práctico. De hecho, existen varios inconvenientes al depender únicamente del trabajo de campo. Debido a la gran escala del trabajo de campo, por lo general, no es posible replicar los experimentos exactamente. A veces, incluso la vida útil de los organismos es un factor limitante para el trabajo de campo. Otros desafíos incluyen el tiempo, el trabajo y el espacio.

El modelado, por lo tanto, proporciona un método para racionalizar la información de una manera más eficiente.

Los ejemplos de modelado incluyen ecuaciones, simulaciones, gráficos y estadísticas análisis Los ecologistas también usan modelos para producir mapas útiles. El modelado permite que los cálculos de datos llenen los vacíos del muestreo. Sin modelos, los ecólogos se verían obstaculizados por la gran cantidad de datos que deben analizarse y comunicarse. El modelado por computadora permite un análisis comparativamente rápido de los datos.

Un modelo de simulación, por ejemplo, permite la descripción de sistemas que de otro modo serían extremadamente difíciles y demasiado complejos para el cálculo tradicional. El modelado permite a los científicos estudiar la convivencia, la dinámica de la población y muchos otros aspectos de la ecología. El modelado puede ayudar a predecir patrones para propósitos de planificación cruciales, como el cambio climático.

El impacto de la humanidad sobre el medio ambiente continuará. Por lo tanto, cada vez es más crucial para los ecologistas utilizar métodos de investigación ecológica para encontrar formas de mitigar los efectos sobre el medio ambiente.