Выявление 100 фундаментальных экологических вопросов – Сазерленд – 2013 – Экологический журнал

Введение

Экологи стремятся понять, как организмы взаимодействуют друг с другом и с абиотической средой, а также применяют эти знания для управления популяциями, сообществами и экосистемами, а также предоставляемых ими услуг.Сегодня экологи считают относительно простым перечислить основные прикладные задачи, стоящие перед этой областью. Предыдущие упражнения, в ходе которых прикладные экологи или учёные-растениеводы собирались вместе, чтобы составить списки наиболее важных вопросов, стоящих перед этой областью, выявили разнообразный, сложный, а иногда и устрашающий набор проблем (Сазерленд и др. .2006, 2009, 2010; Грирсон и др. .2011). Подобные упражнения, дающие список основных оставшихся без ответа вопросов по основам экологии, предпринимались редко (но см. Thompson et al .2001). Это не первый случай, когда Британское экологическое общество использует годовщину в качестве повода для учений такого типа. К своему 75-летнему юбилею в 1988 году Черрет (1989) определил основные существующие концепции. Целью текущего упражнения было выявить ключевые проблемы.

Такое упражнение можно использовать для оценки текущего состояния дисциплины и того, в чем заключаются ее проблемы. Это также помогает определить области исследований, которые могут значительно продвинуть науку об экологии. Кроме того, он может быть особенно ценным в качестве ориентира для будущих оценок прогресса в области экологии. В последние два десятилетия ведутся споры о том, можно ли определить общие законы экологии (Moffat 1994; Lawton 1999; Ghilarov 2001; Dodds 2009; Colyvan & Ginzburg 2012) и насколько экология прогрессирует (Abrahamson, Whitham & Price 1989 ; Belovsky et al .2004; O’Connor 2000; Graham & Dayton 2002). Текущее мероприятие могло бы добавить конкретное измерение к этим дебатам, определив ключевые вопросы и предоставив повестку дня, по которой можно будет оценивать прогресс.

Фундаментальная цель экологии – повысить понимание того, как организмы взаимодействуют с биотической и абиотической средой, а не решать конкретные социальные, природоохранные или экономические проблемы. Мы стремились составить список важных вопросов, стоящих перед экологией, с упором на фундаментальную науку. Поэтому участников попросили ранжировать вопросы по тому, как они будут продвигать экологическую науку, а не по непосредственной важности ответа на основные проблемы, стоящие перед обществом и человечеством. Таким образом, наша цель состоит в том, чтобы определить способы улучшения нашего понимания фундаментальной экологии. Попыток строить с учетом возможного применения в будущем не предпринималось: несмотря на расширение деятельности по сканированию горизонта (например, Сазерленд, и др., , 2008, 2012), по сути сложно предсказать, какая наука в конечном итоге окажется полезной1.

Материалы и методы

Подход

Наша цель состояла в том, чтобы определить 100 важных неотвеченных вопросов по основам экологии.Мы хотели избежать очень общих, общих вопросов и вместо этого искали те, которые описывали проблему, которую можно было бы решить совместными усилиями небольшой группы исследователей или, возможно, с помощью исследовательской программы, поддерживаемой ограниченным количеством исследовательских грантов. Как показано в Таблице 1, мы приняли ранее использовавшуюся методологию (например, Sutherland et al . 2011a), как подробно описано в Sutherland et al . (2011b), в котором большое внимание уделяется тому, чтобы процесс определения наиболее важных вопросов был строгим, демократичным и прозрачным.

1.	754 вопроса разделены на 12 групп и ранжированы путем голосования перед собранием.
2.	Двенадцать сессий, каждая из которых посвящена одной группе, определяют 6 «золотых» вопросов наивысшего приоритета, 6 «серебряных» и 6 «бронзовых».
3.	Четыре занятия, каждое из которых представляет собой результат трех занятий на этапе (2), определяя 20 «золотых» вопросов, 5 «серебряных», 5 «бронзовых» и 5 «никелевых».
4.	Пленарное заседание по определению 100 лучших.

Участников, среди которых был редактор из каждого из пяти журналов BES, были отобраны WJS, RPF и HCJG после более широких консультаций, чтобы охватить широкий спектр подходов к экологии.Слушатели были приглашены на основании их послужного списка публикаций важных научных достижений в международных журналах, которые, как мы надеялись, продемонстрировали их знания в самых передовых областях своей тематики. По материально-техническим и финансовым причинам участники в основном были из Великобритании; каждый является автором данной статьи. Участников поощряли к широким консультациям, в результате чего активное участие приняли 388 человек (включая тех, кто посещал подготовительные семинары и обсуждения или отвечал на электронные письма, но не тех, кто был отправлен, но не ответил на электронные письма).Поданные 754 вопроса перечислены в Приложении 1.

Вопросы изначально были распределены по 12 широким темам, отражающим области экологии, определенные предметным или методологическим подходом. Участников попросили определить и проголосовать за 6–12 наиболее важных вопросов в тех разделах, которые они сочли правомочными, и предложить изменить формулировку, где это необходимо. Всех участников разослали и попросили поразмышлять над результатами голосования и переформулированными вопросами перед встречей.

В апреле 2012 года в штаб-квартире Британского экологического общества в доме Чарльза Дарвина в Лондоне был проведен двухдневный семинар. Вопросы по каждой из тем рассматривались рабочими группами (четыре последовательных раунда по три параллельных сессии). Председатели комиссий определили повторяющиеся вопросы (и убедились, что дублирование не привело к уменьшению количества голосов по конкретной теме), те, на которые уже были даны ответы, и те, которые могут быть улучшены путем дальнейшего перефразирования.Участникам также было рекомендовано поддерживать потенциально важные вопросы, которые не получили большого количества голосов, если они считали их упущенными из-за их предметной области, потому что они были в подполях, которые вышли из моды, или просто потому, что они были плохо выражены. Председатели модерировали дискуссию, в которой вопросы, которые вряд ли попали в финальную сотню, были быстро исключены, прежде чем был согласован короткий список из 18 важных вопросов, которые должны были быть вынесены на пленарные заседания. Последние были разделены на три группы из шести вопросов, ранжированных «бронза», «серебро» и «золото» в порядке возрастания важности.Председателей попросили обеспечить демократичность процесса, уважение всех взглядов и принятие решений путем голосования поднятием рук.

Второй этап семинара состоял из двух серий по две параллельные сессии, каждая из которых уточняла вопросы трех из первоначальных рабочих групп. Сначала участников попросили изучить 18 (3 × 6) золотых вопросов и удалить любые дубликаты, улучшить формулировку, где это необходимо, и понизить до серебряной секции те, которые при дальнейшем обсуждении были сочтены менее важными.Затем были рассмотрены 18 бронзовых вопросов, чтобы выяснить, содержат ли они какие-либо вопросы, которые следует отнести к серебряной категории. Наконец, было проведено голосование для определения 20 основных вопросов, которые сформировали новую золотую группу, включающую существующие вопросы по золоту и вопросы по серебру, получившие наибольшую поддержку. Дальнейшее обсуждение и голосование выбрали из старой серебряной категории (а иногда и бронзовой) наборы из пяти вопросов, которые сформировали новые серебряные, бронзовые и новую категорию «никелевые» вопросы.

На заключительном пленарном заседании 80 вопросов (4 × 20) золота были рассмотрены по очереди с дальнейшим устранением дубликатов и основных совпадений. Вопросы, которые при дальнейшем рассмотрении считались не самыми важными, были понижены в рейтинге до серебра с дальнейшим голосованием при отсутствии четкого консенсуса. Затем, используя те же процедуры, участников попросили определить, следует ли перенести какие-либо вопросы, классифицируемые как никель, в категорию «бронза», а затем следует ли повысить или понизить в должности тех, кто находится в категории «бронза» и далее в категории «серебро». В заключительных раундах голосования были выбраны самые важные вопросы по серебру, которые присоединились к вопросам о золоте и, таким образом, составили последние 100.

Этот процесс голосования был разработан таким образом, чтобы на каждом этапе предыдущие решения имели влияние, но также могли быть отменены. Это также дало возможность ответить на аналогичные вопросы, возникшие на разных начальных параллельных сессиях. Кроме того, вопросы из разных групп сравнивались друг с другом, чтобы убедиться, что они имеют одинаковую важность, и уменьшить возможные артефакты, например, вызванные непропорционально большим количеством вопросов, изначально предложенных в одной предметной области.

После семинара был проведен обширный процесс редактирования, в ходе которого были выявлены некоторые упущенные двусмысленности и дублирования. Последний опрос по электронной почте был проведен, чтобы решить судьбу последних нескольких кандидатов на включение.

Ограничения

Любое подобное предприятие, конечно, имеет ограничения (Сазерленд, и др., , 2011b). Самая важная оговорка заключается в том, что на поставленные и включенные в окончательный список вопросы, скорее всего, повлияют интересы и опыт участников.Были предприняты попытки задать вопросы и выбрать участников по всему спектру темы, но неизбежно сохранятся предубеждения. Всего вопросы ответили 388 человек, а в заключительном семинаре участвовало 37 человек. Большинство участников были из Великобритании, и, следовательно, существует географическая предвзятость, хотя у нас были участники из континентальной Европы, США и Австралии, и большинство участников имеют много сотрудников и часто проводят полевые исследования по всему миру. Мы также пригласили участников, имеющих опыт работы с целым рядом таксонов, включая растения, животных и микробы из водных и наземных систем, чтобы уменьшить возможные таксономические ошибки.

Первоначальное разделение на темы могло иметь ограниченное латеральное мышление, и иногда было неясно, где лучше всего задавать вопросы; пленарное заседание и окончательное редактирование были предназначены для решения этой проблемы. Как упоминалось ранее, существовала тенденция задавать общие вопросы, а не более сфокусированные вопросы, к которым мы стремились.Существует противоречие между постановкой широких вопросов, на которые нет ответа, и такими узкими, что они перестают восприниматься как фундаментальные. Возможным решением этой проблемы в дальнейшем упражнении могло бы стать определение наборов конкретных или тактических вопросов, вложенных в общие стратегические вопросы.

Результаты

Вопросы

Вопросы здесь представлены по темам, но не в порядке ранжирования. По некоторым вопросам (например,8, 9, 12, 23, 54), возможно, уже существует хорошее теоретическое понимание, но эмпирическое подтверждение теории все еще отсутствует.

Эволюция и экология

Экология и эволюция имеют широкий интерфейс, при этом обе области признают ценность междисциплинарной точки зрения. Интерес к роли абиотических условий и биотических взаимодействий как движущих сил естественного отбора (Вопросы 1, 3) существует давно (Darwin 1859) и остается активной областью исследований (Kingsolver et al .2012). В последнее время, в свете свидетельств очень быстрой эволюции, основное внимание уделяется экоэволюционной динамике (Schoener 2011). Динамика популяции может влиять на выбор от одного поколения к другому, но в то же время история жизни может развиваться и откликаться на динамику популяции. Эта исследовательская программа стирает различие между эволюционными и экологическими временными шкалами и представлена ​​несколькими вопросами в этом разделе, которые касаются аспектов взаимодействия между эволюцией жизненного цикла и популяционной динамикой (5, 6, 8). Несмотря на призывы к экологам заняться развивающейся областью эпигенетики (Bossdorf, Richards & Pigliucci, 2008), она представлена ​​отдельным вопросом (4), широта которого подчеркивает, насколько мало известно с теоретической или эмпирической точки зрения. Отражая некоторый диапазон влияний, которые эволюция оказывает на экологию, и наоборот , вопросы с явным эволюционным компонентом также появляются в разделах «Население» (11, 14), «Сообщества и разнообразие» (48, 56) и «Влияние человека и глобальные изменения». (74, 82) разделы.

1. Каковы эволюционные последствия того, что виды становятся менее связанными через фрагментацию или более связанными через глобализацию?
2. В какой степени эволюция может изменить масштабные отношения, которые мы видим в природе?
3. Насколько локальна адаптация?
4. Каковы экологические причины и последствия эпигенетической изменчивости?
5. Каков относительный вклад различных уровней отбора (гена, индивидуума, группы) в эволюцию жизненного цикла и результирующую динамику популяции?
6. Какие селективные силы вызывают половые различия в истории жизни и каковы их последствия для динамики населения?
7. Как следует модифицировать эволюционную и экологическую теорию для организмов, у которых понятия индивидуальности и приспособленности определить нелегко (например,грамм. грибки)?
8. Как сила и форма зависимости от плотности влияют на обратную связь между динамикой популяции и эволюцией жизненного цикла?
9. Как фенотипическая пластичность влияет на эволюционные траектории?
10. Каковы физиологические основы компромиссов на основе истории жизни?

Население

Понимание и прогнозирование пространственно-временной динамики популяций остается центральной целью экологии (Davidson & Andrewartha 1948; Hanski 1998; Alexander et al .2012). Это требует детального понимания того, как демографические показатели меняются и зависят в пространстве и времени, а также основных причин. Несколько вопросов отражают стремление к этому пониманию (например, 17, 18, 23). Недавнее накопление данных, свидетельствующих о том, что эволюционные процессы могут происходить достаточно быстро, чтобы влиять на динамику популяции в различных пространственных масштабах, привело к усилению внимания к совместному анализу динамики популяции и эволюции жизненного цикла (Pelletier, Garant & Hendry 2009; Schoener 2011). , что отражено в вопросах 20, 23).Рассеивание – ключевой процесс, определяющий пространственную динамику населения, и технологические инновации революционизировали нашу способность измерять траектории отдельных перемещений (Cagnacci et al .2010). Понимание причин изменчивости расселения и их последствий для пространственной динамики в различных пространственных масштабах остается одним из основных направлений экологических исследований, и в некоторых вопросах подчеркиваются основные проблемы будущего (13–16). Хотя мы предполагаем, что процессы, действующие в мелких пространственных и / или временных масштабах, вероятно, будут влиять на динамику в больших пространственных масштабах, таких как ареалы видов, остается острая потребность в новых методах, которые позволят нам связать локальные процессы с крупномасштабной пространственной динамикой. (12) (е.грамм. Гельмут и др. . 2006 г.). Эта связь поможет нам понять, как динамика местного населения связана с макроэкологическими моделями и динамикой (11, 19), а также улучшить прогнозы динамики населения.

11. Какие эволюционные и экологические механизмы определяют границы ареала видов?
12. Как мы можем преобразовать детальные процессы на уровне индивидов в шаблоны в масштабе популяции?
13. Как виды и популяционные черты и конфигурация ландшафта взаимодействуют для определения реальных расстояний распространения?
14. Какова наследственность / генетическая основа поведения при расселении и перемещении?
15. Имеют ли особи, находящиеся в хвосте распределений расселения или покоя, отличительные генотипы или фенотипы?
16. Как организмы принимают решения о перемещении в связи с расселением, миграцией, поиском пищи или поиском партнера?
17. Могут ли различные демографические показатели предсказуемо изменяться в разных пространственных масштабах, и как они затем сочетаются, чтобы влиять на пространственно-временную динамику населения?
18. Как демографическая и пространственная структура изменяет влияние стохастичности окружающей среды на динамику населения?
19. Как стохастичность окружающей среды и ее изменение взаимодействуют с зависимостью от плотности для генерации динамики популяции и распределения видов?
20. В какой степени трансформационные эффекты на истории жизни, такие как материнские эффекты, влияют на динамику населения?
21. Каковы масштабы и продолжительность переходящего воздействия предыдущего экологического опыта на последующую историю жизни человека и последующую динамику популяции?
22. Что вызывает огромную изменчивость пополнения в некоторых морских системах?
23. Как ковариация характеристик жизненного цикла влияет на их вклад в динамику популяции?
24. Какова относительная важность прямого (потребление, конкуренция) vs. косвенные (вызванные изменением поведения) взаимодействия при определении влияния одних видов на другие?
25. Насколько важны индивидуальные различия для динамики населения, сообщества и экосистемы?
26. Какие демографические черты определяют устойчивость естественных популяций к нарушениям и возмущениям?

Болезни и микроорганизмы

Хотя изучение инфекционных заболеваний часто рассматривается как раздел медицинской науки, то, как все микроорганизмы (от паразитов до комменсалистов и мутуалистов) взаимодействуют со своими хозяевами и окружающей их средой, явно вписывается в сферу экологии.Действительно, в течение многих лет при изучении инфекционных заболеваний (например, Anderson & May 1992) экологические концепции использовались для улучшения нашего понимания проблем общественного здравоохранения. Дальнейшее понимание регуляции болезней по-прежнему требует знания основ микробиологии, и в рамках дисциплины экологии растет осознание того, что численность, разнообразие и функции микроорганизмов играют фундаментальную роль в формировании экосистем. Это мнение, по-видимому, подтверждается выбранными вопросами, которые, как правило, сосредоточены на взаимодействиях между микроорганизмами и более крупными организмами (например,грамм. 28–31). Быстрое развитие и применение молекулярных методов продолжает выявлять ранее скрытое разнообразие микроорганизмов, особенно в сложных средах, таких как почвы (Rosling et al .2011). Популяционная геномика позволила понять генетические механизмы, с помощью которых микроорганизмы взаимодействуют с окружающей средой и помогают формировать ее (например, Martin et al .2008, 2010), и это требует лучшего понимания важности микробного генотипического разнообразия. для экосистем (Johnson et al .2012; 29, 30). Вопросы также показывают необходимость проверки пригодности общей экологической теории для микробных систем (35) и определения того, как экспериментальные микробные системы могут информировать и развивать экологическую теорию (36), которая часто была получена из макроорганизмов или применена к ним (Prosser ). и др., .2007).

27. Насколько важны множественные инфекции в динамике заболеваемости?
28. Какова роль паразитов и мутуалистов в создании и поддержании разнообразия видов-хозяев?
29. Как подземное биоразнообразие влияет на наземное биоразнообразие, и наоборот ?
30. Какая связь между микробным разнообразием (функциональный тип, вид, генотип) и функционированием сообщества и экосистемы?
31. В какой степени состав и разнообразие сообщества макроорганизмов определяется взаимодействиями с микроорганизмами?
32. Какова относительная важность биотических vs.абиотические обратные связи между растениями и почвой, влияющие на рост растений?
33. Как симбиоз между микроорганизмами и их хозяевами влияет на взаимодействие с потребителями и более высокие трофические уровни?
34. В каких экологических условиях паразиты являются ключевыми регуляторами динамики популяции?
35. Применимы ли одни и те же макроэкологические закономерности к микроорганизмам и макроорганизмам, и вызваны ли они одними и теми же процессами?
36. Что мы можем узнать из модельных сообществ микроорганизмов о сообществах макроорганизмов?
37. Как внутривидовое разнообразие способствует динамике паразитарных и мутуалистических взаимодействий?

Сообщества и разнообразие

Некоторые из самых сложных вопросов экологии касаются сообществ: совокупности совместно встречающихся видов.На протяжении большей части прошлого века экологи обычно интерпретировали разнообразие и состав сообществ как результат процессов местного масштаба, как биотических (например, конкуренция и хищничество), так и абиотических (например, температура и питательные вещества). Однако некоторые оспаривают эту точку зрения и подчеркивают важность случая (например, Hubbell 2001) и крупномасштабной биогеографии и эволюционной истории (например, Ricklefs 2008), и многие проблемы остаются (например, 47, 48, 50, 52). Экологам необходимо решить, в какой степени можно предсказать структуру и динамику экологических сообществ по признакам составляющих их видов (38–40).Понимание природы и разветвлений сетей взаимодействий между видами остается главным приоритетом (например, 41, 42), как и понимание роли изменчивости окружающей среды в пространстве и времени (39, 43, 45). Развивающаяся область, в которой особое внимание уделяется вопросам, перечисленным под заголовком «экосистемы», – это функционирование экологических сообществ в связи с их разнообразием, составом и структурой. Эти отношения были изучены в большом количестве экспериментальных исследований, но большинство экспериментов обязательно ограничиваются небольшими наборами видов, часто взятыми из одного трофического уровня.Многие важные вопросы об атрибутах «настоящих» экологических сообществ в отношении их функционирования остаются без ответа (например, 39, 44, 49).

38. Как мы можем использовать признаки вида в качестве заместителя для прогнозирования силы трофического взаимодействия?
39. Насколько хорошо можно предсказать свойства сообщества и реакцию на изменение окружающей среды на основе распределения простых синоптических признаков, например размер тела, площадь листа?
40. Как видовые признаки влияют на структуру экологической сети?
41. Когда, если вообще когда-либо, совокупный эффект множества слабых взаимодействий, которые трудно измерить, может быть больше, чем несколько сильных, которые мы можем легко измерить?
42. Насколько распространены и важны непрямые взаимодействия (например,грамм. явная конкуренция, очевидный мутуализм) в экологических сообществах?
43. Как пространственная и временная неоднородность окружающей среды влияет на разнообразие в разных масштабах?
44. Как утрата видов влияет на риск исчезновения остальных видов?
45. Какова относительная важность стохастических и детерминированных процессов в управлении разнообразием и составом сообществ и как это зависит от типа экосистемы?
46. Как мы механически предсказываем, сколько видов может сосуществовать в данной области?
47. В какой степени местный видовой состав и разнообразие контролируется ограничением распространения и региональным фондом видов?
48. Каков вклад биогеографических факторов и эволюционной истории в определение современных экологических процессов?
49. В какой степени разнообразие первичных производителей является движущей силой более широкого разнообразия сообщества?
50. Насколько актуальны правила сборки в мире биологического вторжения?
51. Какова относительная важность трофических и нетрофических взаимодействий в определении состава сообществ?
52. Насколько важны динамические равновесия вымирания-реколонизации для сохранения сообществ видов во фрагментированных ландшафтах?
53. Какие механизмы позволяют долгосрочное сосуществование трав и древесных растений в широком диапазоне экосистем?
54. Как импульсы ресурсов влияют на использование ресурсов и взаимодействие между организмами?
55. Насколько важны редкие виды в функционировании экологических сообществ?
56. Какова обратная связь между разнообразием и диверсификацией?
57. Каковы функциональные последствия аллелопатии для естественных растительных сообществ?

Экосистемы и функционирование

Наше понимание того, как биотические и абиотические факторы влияют на функционирование экосистем, быстро продвинулось вперед за последние два десятилетия, отчасти как следствие растущей степени интеграции экологии на уровне сообществ и на уровне экосистем.Таким образом, теперь у нас есть гораздо лучшее понимание того, как разнообразие и состав сообществ влияют на экосистемные процессы, устойчивость и устойчивость экосистем к экологическим возмущениям, а также обратную связь между производящими и разлагающими компонентами экосистем. Также растет понимание того, как экосистемы реагируют на глобальные изменения окружающей среды, их способности регулировать потоки углерода и питательных веществ и их взаимодействия с климатической системой Земли, но проблемы остаются (например,грамм. 61, 69, 72). Будущие задачи для науки об экосистемах, отраженные в вопросах, включают способность делать прогнозы об экосистемах, подвергающихся катастрофическим изменениям (например, 58–60, 71) (Scheffer et al , 2009), лучше понимать роль пространственного масштаба в управлении автомобилем. экосистемные процессы (например, 63) и расширение наших быстро растущих знаний об экологических сетях (Bascompte 2009) для изучения функционирования экосистем (например, 65). Еще одна важная задача – лучше понять реакцию экосистем на реалистичные сценарии изменения биоразнообразия в результате одновременных процессов исчезновения (Cardinale et al .2012) и вторжение (Simberloff et al .2012) (например, 61–63, 68).

58. Какие экосистемы подвержены переломным моментам и почему?
59. Как мы можем определить, когда экосистема приближается к переломному моменту?
60. Какие факторы и механизмы определяют устойчивость экосистем к внешним воздействиям и как мы измеряем устойчивость?
61. Какие экосистемы и какие свойства наиболее чувствительны к изменениям в составе сообществ?
62. Как изменяется функция экосистемы при реалистичных сценариях изменения биоразнообразия?
63. Каков относительный вклад биоразнообразия на разных уровнях организации (гены, видовое богатство, видовая принадлежность, функциональная идентичность, функциональное разнообразие) в функционирование экосистемы?
64. Каковы общие свойства и динамика экосистемных свойств морских, пресноводных и наземных биомов?
65. Как структура сетей экологического взаимодействия влияет на функционирование и стабильность экосистемы?
66. Как пространственная структура влияет на функцию экосистемы и как мы интегрируемся в пространственных масштабах и между ними для оценки функции?
67. Как другие питательные вещества помимо азота и фосфора (и железа в море) влияют на продуктивность экосистем?
68. В какой степени биотическое вторжение и утрата местных видов создают экосистемы с измененными свойствами?
69. Существуют ли глобально значимые экосистемные функции, обеспечиваемые малоизвестными экосистемами (например,грамм. глубокие океаны, грунтовые воды)?
70. Какие виды, если таковые имеются, являются функционально избыточными в контексте стохастических или направленных изменений окружающей среды?
71. Является ли гистерезис исключением или нормой в экологических системах?
72. Можем ли мы предсказать реакцию экосистем на изменение окружающей среды на основе особенностей видов?

Человеческое воздействие и глобальные изменения

Все чаще признается, что текущая экологическая динамика и функции экосистемы происходят в контексте планеты, где доминирует человек (Marris 2011), и что многие экосистемы были изменены и затронуты людьми с доисторических времен (Gill et al .2009; Даути, Wolf & Field 2010). Воздействие человека на экосистемы включает прямое воздействие на среду обитания, такое как преобразование земель и использование пожаров, модификация среды обитания (например, выборочные рубки леса или изменение осушения водно-болотных угодий), изменения связности (фрагментация или глобализация), а также изменения в составе видов за счет удаления ( из-за уборки урожая или борьбы с вредителями) или интродукции (случайной или иной) видов. Эти воздействия порождают множество важных вопросов (73–75, 85, 86, 88, 89).Другой набор антропогенных воздействий более косвенный, но, возможно, даже более распространенный; из-за нашего изменения климата (как его среднего состояния, так и изменчивости; IPCC 2007; Hannah 2011) и изменений в биогеохимии атмосферы и океанов (Heimann & Reichstein 2008; Doney et al , 2009). Эти изменения поднимают вопросы о том, что определяет, как и насколько быстро определенные виды реагируют на такие изменения (82, 83), как сообщества видов взаимодействуют и реагируют на изменения (80, 81, 87) и могут ли прошлые темпы изменений дать понимание вероятные экологические реакции на текущие и будущие изменения (84).Другой набор вопросов экологии глобальных изменений сосредоточен на том, как глобальные изменения влияют на функционирование биосферы в целом и какую роль играет биосфера в реакции атмосферы на антропогенное воздействие через углеродный и водный циклы и другие важные факторы. биогеохимические циклы (76–79).

73. Какова величина «долга за исчезновение» в результате утраты и фрагментации естественной среды обитания и когда он будет выплачен?
74. Какова роль эволюции в восстановлении после эксплуатации и реакции на другие формы ослабленного отбора?
75. Каковы косвенные эффекты промысла на структуру и динамику экосистемы?
76. Каковы основные обратные связи и взаимодействия между экосистемами Земли и атмосферой в условиях меняющегося климата?
77. Каковы ключевые факторы, определяющие будущую величину морских и наземных поглотителей углерода?
78. Как атмосферные изменения повлияют на первичную продукцию наземных экосистем?
79. Как закисление океана повлияет на первичную продукцию морских экосистем?
80. В какой степени изменение климата разъединит трофические связи из-за фенологических изменений?
81. Как естественные сообщества реагируют на увеличение частоты экстремальных погодных явлений, прогнозируемых в условиях глобального изменения климата?
82. В условиях быстрых изменений окружающей среды, что определяет, адаптируются ли виды, изменяют их ареалы или вымирают?
83. Что определяет скорость, с которой распространение видов реагирует на изменение климата?
84. В какой степени мы можем экстраполировать сдвиги палеоэкологического диапазона, чтобы понять изменения 21-го века?
85. При каких обстоятельствах ландшафтные конструкции, такие как коридоры и ступени, играют важную роль в распространении и численности видов?
86. В какой степени разрушатся биогеографические барьеры (например,грамм. более постоянное открытие Северо-Западного прохода) приведет к устойчивым изменениям в местном разнообразии?
87. Как межвидовые взаимодействия влияют на реакцию видов на глобальные изменения?
88. Какое влияние на экосистему оказывает сокращение численности высших хищников во всем мире?
89. Что осталось от вымирания мегафауны плейстоцена для современных экосистем?

Методы

За последние два десятилетия в практике экологии произошла революция в связи с развитием новых технологий, и дальнейшие разработки будут по-прежнему важным стимулом для новых исследований.Важные достижения включают увеличение доступности и скорости компьютеров, новые молекулярные подходы к разрешению разнообразия и рассредоточения, методы штрих-кодирования, позволяющие быстро идентифицировать и даже строить филогении на уровне сообщества, разработку новых статистических методов (например, смешанных моделей и байесовской статистики). , например, Bolker и др. , 2009), инструменты мониторинга, такие как дистанционное зондирование (Asner и др. , 2008) и геотегирование людей (Block и др. .2001). Также растет использование гражданской науки для проведения экологических и эволюционных исследований (например, Worthington et al .2012). Этот набор вопросов отражает методы, используемые для проведения исследований в области экологии, и уроки, которые можно извлечь из предыдущих экологических исследований. , например, были ли предыдущие прогнозы успешными или ошибочными (91, 92, 94). Он охватывает новые технологии (95, 96), а также разработку новых инструментов и междисциплинарных связей (90, 99, 100).Разработка новых инструментов для измерения и мониторинга является важным направлением (96, 98), и это включает в себя разработку методов моделирования самого процесса наблюдения (99).

90. Какие неисследованные теории, используемые другими дисциплинами, могут помочь экологии, и наоборот?
91. Как нам лучше всего разработать и использовать системы эмпирических моделей для понимания природных систем?
92. Насколько успешными были прошлые экологические прогнозы и почему?
93. Какова природа опубликованных экологических ошибок и как ошибки влияют на академическое понимание и политику?
94. Как на наше понимание экологии влияет предвзятость публикации?
95. Какие новые технологии больше всего способствовали бы экологическому пониманию?
96. Как нам объединить несколько масштабов и типов мониторинга (от полевых наблюдений до наблюдений за землей), чтобы сделать надежные экологические выводы?
97. Насколько широко изучены экологические закономерности (распределение численности видов, взаимосвязь видов и ареалов и т. Д.)) результаты статистических, а не экологических процессов?
98. Каковы наиболее подходящие исходные данные для определения величины и направления экологических изменений?
99. Насколько моделирование обратной связи процесса наблюдения, например реакции организмов на сборщиков данных, улучшает нашу способность делать выводы об экологических процессах?
100. Как можно учесть обратную связь между поведением человека и экологической динамикой в ​​экологических моделях?

Обсуждение

Пробелы в знаниях по экологии

Совместные проекты по выделению и определению приоритетности оставшихся без ответа вопросов исследования позволяют исследователям анализировать и размышлять о текущем состоянии дисциплины и о том, как она будет развиваться в будущем.Наш список из 100 вопросов, на которые нет ответа, включает многие, которые касаются природы фундаментальных концепций и принципов экологии. Например, некоторые вопросы выявляют глубокие пробелы в знаниях о центральных механизмах, управляющих экосистемами [61, 63, 64, 75, 76, 77], сообществами [42, 45, 47, 48, 51] и даже динамикой популяций [11, 19 ].

Во всех динамичных областях науки есть вопросы, на которые нет ответов, но есть ли характеристики экологии как дисциплины, которые могли бы объяснить, почему после 100 лет интенсивных исследований остаются некоторые большие пробелы в знаниях? Одно из объяснений препятствий на пути к прогрессу в экологии утверждает, что это наука о средних числах (Allen & Hoekstra 1992).В системах с малыми числами, таких как Солнечная система, отношения между компонентами и состоянием системы часто можно адекватно описать с помощью простой системы уравнений. Напротив, в системах большого числа, таких как химические взаимодействия в жидкостях, поведение системы обычно может быть адекватно описано с использованием статистических средних значений из-за большого количества компонентов и простой природы их взаимодействий. К сожалению, экологические системы относятся к изучению средних чисел: они слишком сложны, чтобы описывать их по отдельности, но их компонентов слишком мало, а их взаимодействия слишком сложны, чтобы их можно было описать статистической динамикой.Эту проблему усугубляет длительный временной масштаб экологической динамики: многие интересные явления, особенно те, которые связаны с экосистемами, имеют десятилетние временные масштабы, что затрудняет их изучение и приводит к нехватке долгосрочных данных. Несмотря на то, что за последние 100 лет, несомненно, был достигнут большой прогресс, мы должны продолжать задачу наблюдений, экспериментов и моделирования, предвосхищая ожидаемый и неожиданный, устойчивый прогресс и большие скачки вперед, которые в результате будут. Было бы интересно повторить это упражнение через 10-15 лет, чтобы отслеживать прогресс.

Экология берет свое начало в естествознании, и ранние публикации, как правило, были очень описательными и привязанными к конкретным местам. Современная экология прогрессировала за счет внедрения очень сложных численных методов, а также благодаря ряду сильных теорий. Некоторые из поставленных здесь вопросов достаточно хорошо изучены с теоретической точки зрения, но требуют дополнительных эмпирических исследований. Поучительно отметить, что том 1, выпуск 1 журнала Journal of Ecology , старейшего экологического журнала, содержал только одну статью, в которой упоминались статистические данные (Smith 1913), и ни одна статья в первом выпуске журнала не проверяла гипотезу.Современная экология – это дисциплина, требующая огромного сотрудничества. Многие из перечисленных здесь вопросов относятся к другим дисциплинам биологии, включая генетику, эпидемиологию и эволюционную биологию. Более того, хотя для ясности мы сгруппировали вопросы по темам, примечательно, что многие из оставшихся без ответа вопросов пересекаются с этими довольно произвольными разделениями.

Направления будущего

На протяжении десятилетий периодически звучали призывы к разработке общей теории экологии.Желательность и осуществимость этого широко обсуждались (Scheiner & Willig 2005; Roughgarden 2009). Мы согласны с Лоро (2010) в том, что путь вперед – это не единая монолитная теория, а усиление процесса слияния связанных дисциплин для генерации новых принципов, перспектив и вопросов на стыках, тем самым способствуя появлению новой экологической теории. синтез, выходящий за рамки традиционных границ. Представленный здесь круг вопросов отражает разнообразие современной экологии.Существует баланс вопросов, на которые лучше всего ответить с помощью теоретических подходов, экспериментов и наблюдений, и все эти подходы будут по-прежнему важны. Глобальное изменение окружающей среды обеспечивает важный контекст для текущих экологических исследований. В прошлом экологическая теория была получена для систем, которые очень мало колебались вокруг среднего состояния, но глобальные изменения приводят как к долгосрочным сдвигам в средних условиях, так и к потенциально резким изменениям в вариациях окружающей среды. Многие из выявленных вопросов связаны с пониманием того, как системы будут реагировать на такие изменения.

Обнадеживает тот факт, что был достигнут общий консенсус в отношении того, что некоторые области, которые рассматривались как горячие темы в течение последних нескольких десятилетий, не нуждались в включении в наш список; свидетельство того, что дисциплина прогрессирует. Из обсуждений стало ясно, что на вопросы, которые когда-то считались важными, не было дано окончательных ответов; скорее, фокус сместился в свете улучшенного понимания и опыта. Если бы это упражнение было проведено 40 лет назад, то многие вопросы касались бы зависимости плотности и того, присутствовала ли она в полевых условиях.Сегодня существует консенсус в отношении того, что зависимость от плотности широко распространена, но также она может принимать самые разные формы и иногда ее очень трудно обнаружить. Оглядываясь назад, я понимаю, что в разгар дискуссии люди не понимали друг друга. Некоторые вопросы, заданные 25 лет назад, предполагали поиск динамического детерминированного хаоса. Теперь мы знаем, что внутренние и внешние (стохастические) силы действуют вместе, чтобы определить наблюдаемую динамику, и поиск чистого детерминированного хаоса имеет мало смысла (поскольку погода влияет на динамику популяций, все виды обладают хаотической динамикой).

В сообществах и экосистемах вопросы равновесия сообществ превратились в вопросы об устойчивости и возмущении сообществ или даже целых экосистем, и такое мышление было включено в изучение паттернов филогенетического разнообразия во времени (например, Rabosky & Glor 2010).

Заключительные замечания

И экологическая наука, и Британское экологическое общество прошли долгий путь за последние 100 лет.В 1913 году BES состояла из относительно небольшой группы, в основном британских ученых, которые занимались изучением естественной истории в естественной среде. Сегодня это динамичная международная организация, в которую входят представители академических кругов, промышленности, образования и НПО из более чем 80 стран. Эти члены проводят чистые исследования, отвечают на прикладные вопросы, касающиеся восстановления и управления, и влияют на политику правительства. Они работают на охраняемых территориях, а также на сельскохозяйственных угодьях, в постиндустриальных ландшафтах и ​​в городской среде.Несмотря на расширение своей первоначальной компетенции и выход далеко за рамки ее членского состава, наука об экологии остается в основе BES. В этой статье большая группа экологов определила 100 вопросов, которые, по их мнению, являются наиболее важными из оставшихся вопросов, которыми экологическая наука должна заниматься. Мы не претендуем на то, чтобы этот список был исчерпывающим, но надеемся, что он стимулирует обсуждение и новые интересные исследования.

Благодарности

Мы благодарим 388 человек, принявших участие в семинарах и беседах, в результате которых был составлен первоначальный список вопросов.Британское экологическое общество предоставило финансирование, организовало семинар через Хизер Мьютон и Оливию Хантер. Стефани Прайор сыграла важную роль в сопоставлении вопросов и материалов для рукописи. Холли Барклай, Янчен Лин и Джессика Уолш редактировали вопросы на портативных компьютерах во время семинара. Эндрю Бекерман, Майк Бегон, Аластер Фиттер, Кэти Уиллис и Кен Уилсон ответили на вопросы и выставили оценки, но не смогли присутствовать на семинаре. Билл Бьюс представил данные о распределении членов BES.Мы благодарим Дэвида Гибсона, Марка Риза и анонимного рецензента за их полезные комментарии.

Экологические вопросы для тестов и рабочих листов

Вы можете создавать печатные тесты и рабочие листы из этих Экология вопросов! Выберите один или несколько вопросов, установив флажки над каждым вопросом. Затем нажмите кнопку добавить выбранные вопросы к тесту перед переходом на другую страницу.

Предыдущая Страница 1 из 150 Следующие Выбрать все вопросы Что такое биотические факторы?
1. Погода и климат Земли
2. Неживые части экосистемы
3. Живые организмы в экосистеме
4. Формы рельефа и водопады
Что такое экосистема?
1. место, где животные идут поесть.
2. место, где животные уходят пастись.
3. сообщество растений и животных и физическая среда, в которой они живут.
Разместите категории в порядке от наименьшего к наибольшему.
1. биосфера, экосистема, сообщество, популяция, организм
2. организм, популяция, сообщество, экосистема, биосфера
3. биосфера, популяция, экосистема, сообщество, организм
4. организм, сообщество, экосистема, популяция, биосфера
Предыдущая Страница 1 из 150 Следующие

Где главные вопросы экологии?

Экология растет и растет, и, возможно, пора признать субкультуры дисциплины, которые действуют как почти независимые области науки.Мало кто сегодня будет говорить о науке физике или науке о химии, а скорее о субкультурах физики или химии, в которых критические проблемы определяются и проверяются. В некотором смысле это уже было признано в экологии увеличением числа конкретных журналов. Никто не идет в Conservation Biology , чтобы ознакомиться с недавними исследованиями по борьбе с насекомыми-вредителями, и никто не идет в Limnology and Oceanography , чтобы исследовать прогресс в теоретической экологии. Итак, по умолчанию мы, экологи, уже разделили всю обширную науку об экологии на субкультуры, и тогда возникает проблема, когда мы должны рассматривать основные проблемы или большие вопросы, такие как экологические последствия изменения климата, которые охватывают несколько субкультур, и более конкретную проблему как мы обучаем студентов всех возрастов широким проблемам экологии и окружающей среды.

Проблема образования должна быть самой простой частью этой головоломки. Простое правило – Учите принципам – это то, что пытаются делать авторы учебников. Но легче сказать, чем сделать. Джим Хоун и др. (2015) взяли на себя задачу определения принципов прикладной экологии и объединили их в 22 предписывающих и 3 эмпирических принципа, которые могут послужить отправной точкой для этой области общей экологии. Такая же компиляция может быть сделана по многим дисциплинам экологии, и есть много хороших примеров этого (например,г., Lidicker, 2020, Ryo et al. 2019). Существует множество учебников по экологии, объединяющих широкий предмет воедино, и они сами интересны тем, что в них подчеркивают.

Более серьезная проблема заключается в первичной литературе по экологии, и я выбираю здесь четыре больших вопроса по экологии, в которых можно улучшить коммуникацию, что было бы полезно как для педагогов, так и для общественности.

1. Устойчивость экосистем Земли. Эта обширная область охватывает динамику популяций человека, которая может быть обобщена на многие другие виды с помощью принципов популяционной экологии.Он будет охватывать вопросы сельского хозяйства и последствия эрозии и деградации почвы и охватывать основы химии атмосферы, по крайней мере, для того, чтобы задать вопрос, действительно ли каждый полет на Марс особенно полезен. Там, где это уместно, каждая экологическая публикация должна указывать, как это исследование решает большую проблему устойчивости.
2. Влияние изменения климата . Существует общее представление о географическом распределении растительных сообществ на Земле, о том, как они изменились в геологическом времени и меняются сейчас, но прогнозы на будущее туманны.Продолжается много исследований, но экологические временные рамки исследований все еще слишком короткие (Hagerman and Pelai 2018). Обучение тому, что мы знаем сейчас, будет включать основы физики и химии повышения уровня моря, изменения в распределении хороших и плохих видов, включая болезни человека, и простые предупреждения об инвестировании в недвижимость в Майами-Бич. Каждый прогноз о последствиях изменения климата должен включать временные рамки, в которые прогнозы могут быть приняты или отклонены. Если экологи хотят влиять на политику правительства, необходимо определить проверяемый план действий, чтобы мы не продолжали лаять не на то дерево.
3. Текущие конфликты в управлении природными ресурсами Земли . Беспокойство здесь вызывают социальные и экономические факторы, объясняющие, почему мы продолжаем чрезмерный вылов и чрезмерный вылов ресурсов, что приводит к ущербу для местной окружающей среды, и как мы можем управлять конфликтами из-за этих ресурсов. Чтобы управлять разумно, нам необходимо понимать взаимодействия основных видов, вовлеченных в экологическое сообщество. Динамика экосистемы будет здесь центральным набором концепций и большой темой устойчивости экосистем нашей Земли.Экологи ясно понимают, что устойчивость экосистем ограничена, но в настоящее время далеко не ясно, где именно находятся эти пределы.
4. Сохранение биоразнообразия . Экологические факторы, ограничивающие биоразнообразие, и последствия утраты биоразнообразия являются основными областями текущих исследований и информирования общественности. В то время как объем проблем в этой дисциплине велик, достижения в понимании сильно отстают. Сейчас мы руководствуемся лишь смутными принципами достижения результатов в области сохранения природных ресурсов.Набор принципов сохранения (Пробер и др., 2019) тесно связан с тремя важными вопросами, перечисленными выше, и должен охватывать достижения в палеоэкологии и методы определения древней среды, а также текущие проблемы сохранения. Понимание того, как можно разрешить социальные конфликты во многих спорах об охране природы, здесь связано с социальными науками.

Ключевым моментом здесь является то, что все эти большие вопросы содержат сотни научных проблем, требующих исследования, и в основу всех этих вопросов должны входить принципы, по которым экологическая наука продвигается вперед, а также последствия игнорирования научных рекомендаций.Педагоги могут проанализировать все эти важные вопросы на примерах из ваших любимых птиц, крупных млекопитающих, хвойных деревьев или рыб, чтобы по мере продолжения научного прогресса мы повысили точность нашего экологического понимания Земли. И материала более чем достаточно, чтобы занять Дэвида Аттенборо.

Для экологов одна из рекомендаций по рассмотрению экологии через призму серьезных вопросов должна заключаться в том, чтобы включать в свои сообщения, как ваши выводы освещают путь к лучшему пониманию и дальнейшему пониманию того, как биоразнообразие Земли поддерживает нас и как мы должны поддерживать его.Экология – это не наука об окружающей среде в целом, но она является ее важным компонентом.

Хагерман, С. и Р. Пелаи (2018). Реагирование на изменение климата в управлении лесами: два десятилетия рекомендаций. Границы экологии и окружающей среды 16 , 579-587. DOI: 10.1002 / fee.1974.

Хоун, Дж., Дрейк, А. и Кребс, К.Дж. (2015). Прескриптивные и эмпирические принципы прикладной экологии. Экологические обзоры 23 , 170-176.DOI: 10.1139 / er-2014-0076.

Lidicker, W.Z. (2020). Предупреждение ученого человечеству о росте населения. Глобальная экология и сохранение 24 , e01232. DOI: 10.1016 / j.gecco.2020.e01232.

Пробер С.М., Дорр В.А.Дж., Бродхерст Л.М., Уильямс К.Дж. и Диксон Ф. (2019). Сдвиг парадигмы сохранения: синтез вариантов обновления природы в условиях изменения климата. Экологические монографии 89 , e01333.DOI: 10.1002 / ecm.1333.

Рио, М., Агилар-Тригуэрос, К.А., Пинек, Л., Мюллер, Л.А.Х., и Риллиг, М.С. (2019). Основные принципы временной динамики. Тенденции в экологии и эволюции 34 , 723-733. DOI: 10.1016 / j.tree.2019.03.007.

вопросов и ответов по экологии

Вот список из двадцати пяти основных вопросов по экологии, которые помогут вам добиться успеха на собеседовании.

В. 1. Определите экологию.

Отв. Согласно Геккелю (1869) экология – это «наука, изучающая взаимные отношения организмов и внешнего мира». Уотминг (1905) определил экологию как «изучение организмов по отношению к окружающей их среде».

Q.2. Назовите имена пяти зарубежных экологов с мировым именем.

Отв. Haeckel, Warming, Odum, Clements, Taylor.

Q.3. Назовите имена пяти индийских специалистов по экологии.

Отв. Р. Мишра, Г.С. Пури, С.С. Пандея, П.С. Рамакришнан, Р. Ambasth.

Q. 4. Определите аутэкологию.

Отв. Наука, изучающая отношение отдельных видов к окружающей среде, называется аутэкологией.

В. 5. Что такое синекология?

Отв. Изучение групп организмов во взаимосвязи с окружающей их средой проводится в рамках синекологии.

Q.6. Каковы основные разделы синекологии?

Отв. Экология населения, Экология сообществ, Экология биома, Экология экосистем и т. Д.

В. 7. Каковы типы экологических факторов?

Отв. Климатические факторы (свет, температура, осадки, влажность и т. Д.), Топографические факторы, эдафические факторы и биотические факторы.

В. 8. Что такое фитогеография?

Отв. Наука, изучающая географическое распространение растений, называется фитогеографией.

Q. 9. Определите генекологию.

Отв. Изучение экологии, имеющее дело с вариациями видов, основанными на их генетических возможностях.

В. 10. Каковы основные топографические факторы?

Отв. Важными топографическими факторами являются высота гор, направление гор и долин, крутизна склонов, обнажение склона и т. Д.

В. 11. Что вы знаете об эдафических факторах?

Отв. Экологические факторы, с помощью которых мы изучаем структуру и состав почвы, а также ее химические и физические характеристики.

Q. 12. Определите профиль почвы.

Отв. Профиль почвы – это воображаемый продольный разрез почвы, показывающий ее различные области. Различными регионами являются горизонт «A», горизонт «B», горизонт «C» и горизонт «D». Почва фактически делится на верхний слой почвы и подпочву.

В. 13. Каков диапазон диаметров частиц глины, ила и мелкозернистой песчаной почвы?

Отв. Грунт глинистый – Менее 0,002 мкм.

илистая почва -0,002-0,02 м.м.

Грунт мелкопесчаный -0,02-0,20 м. М.

В. 14. Какие виды эрозии почв?

Отв. Основными типами эрозии почвы являются водная эрозия (пластовая эрозия, ручейная эрозия и овражная эрозия), ветровая эрозия, оползни или скользящая эрозия, а также вырубка и чрезмерный выпас скота.

Q. 15. Кратко охарактеризуйте сохранение почвы.

Отв. В рамках охраны почв изучаются различные методы контроля эрозии почв.

Q. 16. Назовите несколько свободно плавающих гидрофитов.

Отв. Azolla, Eichhornia, Lemna, Pistia, Salvinia, Spirodella, Wolfia и др.

Q. 17. Назовите только четыре погруженных в воду гидрофита.

Отв. Hydrilla, Isoetes, Potamogeton и Vallisneria.

Q. 18. Назовите несколько суккулентных ксерофитов.

Отв. Опунция, алоэ, агава, Euphorbia splendens, Cereus, Mammalaria и др.

Q. 19. Назовите несколько эфемерных однолетних ксерофитов.

Отв. Argemonemaxicana, Solanum xanthocarpum, Cassia tora и др.

Q. 20. Определите экологическую преемственность.

Отв. Последовательное возникновение сообществ в течение определенного периода времени на одной и той же территории называется «экологической сукцессией».

В. 21. Каковы последовательные стадии гидросера или гидрарха?

Отв. Стадия фитопланктона, стадия с укоренением и погружением, стадия с укоренением и плаванием, стадия тростниково-болотная, стадия осоково-луговая, стадия в лесу и стадия в лесу или кульминация.

В. 22. Каковы последовательные этапы ксеросера на роке?

Отв. Стадия коркового лишайника, стадия листового лишайника, стадия мха, стадия травы, стадия кустарника и стадия леса или климакс.

В. 23. Какие бывают типы экологических пирамид?

Отв. Пирамиды числа, пирамиды биомассы и пирамиды энергии.

В. 24. Определите загрязнение?

Отв. По данным E.P. Odum (1971): «Загрязнение – это нежелательное изменение физических, химических или биологических характеристик нашего воздуха, земли и воды, которое может или приведет к растрате или ухудшению наших сырьевых ресурсов».

В. 25. Каковы различные источники загрязнения?

Отв. Сточные воды, промышленные отходы, дым, автомобильные выхлопы, гербициды, инсектициды, шум и радиоактивные вещества являются основными факторами загрязнения.

Образцовых вопросов исследования | Экология и эволюционная биология

В следующем списке приведены некоторые примеры тем, по которым факультеты экологии и эволюционной биологии Университета Теннесси в Ноксвилле будут заинтересованы в наборе аспирантов для поступления в августе 2019 года.

Этот список далеко не исчерпывающий. Есть и другие преподаватели, которые будут набирать студентов на кафедру. Кроме того, перечисленные преподаватели могут набирать студентов, интересы которых отличаются от указанных.Но мы подготовили этот список только для того, чтобы проиллюстрировать будущим студентам некоторые из разнообразия тем, по которым мы представляем набор, включая сохранение, макроэволюцию, экологию глобальных изменений, молекулярную генетику, биологическое образование и систематику, а также многие другие темы.

Загрузите PDF-файл, содержащий приведенный ниже список и дополнительную информацию об отделе.

Бен Фицпатрик (https://fitzpatrickabc.blogspot.com/)

• Чем объясняется разнообразие саламандр в Южных Аппалачах? Является ли гибридизация творческим процессом для сохранения биологического разнообразия?

Ору Гау (https: // volweb.utk.edu/~ogaoue/)

• Как экологические системы реагируют на хронические антропологические нарушения?
• Каковы демографические последствия экологических взаимодействий?
• Как знания местных жителей влияют на взаимодействие растений, людей и культур?

Карен В. Хьюз

• Какую роль играют грибы в восстановлении после лесных пожаров?
• Приспособлены ли пирофильные (теплолюбивые) грибы к условиям лесных пожаров или космополиты?

Пол Армсворт (https: // www.armsworthlab.com/)

• Каким образом крупномасштабные усилия по сохранению биоразнообразия или экосистемных услуг, возглавляемые правительствами или международными некоммерческими организациями, могут наиболее эффективно дополнять восходящие природоохранные усилия, возглавляемые местными сообществами?
• Природоохранные организации часто имеют иерархическую структуру управления – насколько эффективно иерархии распределяют ресурсы для поддержки сохранения биоразнообразия и экосистемных услуг?

Джо Бейли (http: // joebaileylab.com /)

• Как динамика ареала видов будет приводить к генетическому расхождению? Как обратная связь усиливает закономерности генетического расхождения в ландшафте?
• Меняет ли современная эволюция по градиентам глобальных изменений функцию экосистемы?

Майк Блюм (https://eeb.utk.edu/people/michael-j-blum/)

• Как быстрое развитие основных растений влияет на рост прибрежных болот и накопление углерода?
• Как социально-демографические и экологические условия влияют на риск зоонозов в контрурбанизированных городах?

Джессика М.Будке (https://eeb.utk.edu/people/jessica-budke/)

• Каковы функциональные роли родительских структур в ограничении приобретения ресурсов потомством и есть ли компромиссы в этих структурных инвестициях?
• Как молекулярная филогения может пролить свет на эволюционные процессы и уточнить таксономические концепции?
• И для моей отдельной страницы, могу ли я обновить содержание разделов «Исследовательские интересы» и «Исследования», как указано ниже?

Нина Фефферман (http: // feffermanlab.org)

• Как различные типы избирательного давления на людей влияют на эволюцию социальных систем животных?
• Какую роль (если таковая имеется) инфекционные болезни играют в планировании управления сохранением исчезающих популяций?

Джим Фордайс (http://web.utk.edu/~jfordyce)

• Каким образом изменчивость фенотипа растений влияет на популяционную структуру травоядных животных?
• Какую роль играет ширина хозяина в размере ареала и степени разнообразия травоядных насекомых?

Сергей Гаврилец (http: // volweb2.utk.edu/~gavrila/)

• Как мы можем понять происхождение видов новостей и связи между микроэволюционными процессами и макроэволюционными моделями?
• Как мы можем понять и предсказать наше социальное поведение и эволюцию социальной сложности человека?

Xingli Giam (giamlab.com)

• Как деятельность человека влияет на виды, сообщества и экосистемы в пространственном и временном масштабах?
• Как будущий спрос на продукты питания и биотопливо будет взаимодействовать с вероятным повышением урожайности сельскохозяйственных культур, изменением климата и изменениями арендных ставок за землю, чтобы повлиять на будущие преобразования земного покрова и их последующее воздействие на биоразнообразие?

Майк Гилкрист (тим.utk.edu/~mikeg/)

• Как затраты на сборку и ошибки трансляции влияют на выбор использования кодонов и как они себя проявляют перед лицом предвзятых мутаций и генетического дрейфа?
• Некоторые патогены реплицируются внутри клеток хозяина и перемещаются между клетками хозяина посредством почкования или разрыва. Как скорость внутриклеточной репликации влияет на скорость выведения иммунного ответа хозяином? Как, в свою очередь, это приводит к изменению выживаемости хозяина и передачи патогена между хозяевами?

Лу Гросс (тим.utk.edu/~gross/)

• Как биологические процессы интегрированы в масштабах и уровнях биологического разрешения от уровня организма до тех, которые действуют на уровне населения / сообщества / ландшафта?
• Как мы эффективно используем математические и вычислительные методы для пространственного контроля – что делать, где это делать, когда это делать и как оценивать полученные решения – для проблем в эпидемиологии, управлении инвазивными видами и биологии сохранения?

Сьюзан Калиш (kaliszlab.weebly.com)

• Как захватчики и антагонистические взаимодействия изменяют сообщества почвенных грибов, функции основных мутуализмов растений и формируют демографию и эволюцию жизненного цикла членов местного сообщества?
• Какую роль экологический контекст, в частности отбор, обусловленный отсутствием самок и опылителей, играет в эволюции самоопыления и геномных изменений внутри и между видами? Селфи – это эволюционный тупик или обратимая система спаривания?

Стефани Кивлин (скивлин.wordpress.com)

• Что структурирует биогеографию симбиозов растений и грибов в глобальном масштабе и как эти взаимодействия будут нарушены изменением климата?
• Как микробный состав почвы и функциональные генные профили влияют на круговорот углерода и питательных веществ в почве в соответствии с градиентами экологического стресса и изменением климата?

Чарли Квит (charleskwit.com)

• Каковы последствия (фактические и прогнозируемые) и разветвления землепользования и изменения климата, управления и нарушения на биоразнообразие в естественных, управляемых и сельскохозяйственных условиях?
• Какие важные роли животные играют в процессе распространения семян в системах распространения семян с участием животных?

Брэндон Матени (mathenylab.utk.edu)

• Как распознать виды грибовидных грибов? Почему так много видов грибов? Как они связаны друг с другом и какие факторы способствовали их диверсификации?
• Каковы общие биогеографические закономерности грибов? Какие процессы отвечают за наблюдаемые нами закономерности?

Моника Папес (monapapes.wixsite.com/biodivmatters)

• Являются ли показатели спектрального разнообразия, полученные на основе гиперспектральных изображений, хорошими показателями богатства лесных видов? Какие еще индексы дистанционного зондирования можно использовать для исследования богатства и сезонности растительности?
• Улучшает ли включение физиологических пределов видов точность моделей экологической ниши и оценок потенциального распространения?

Эд Шиллинг (schillinglab.utk.edu)

• Каково происхождение предполагаемого аллополиплоидного салата (Lactuca) в Северной Америке, сколько видов присутствует, когда они прибыли из Евразии, каковы последствия полиплоидии для их биологии и эволюции.

Бет Шусслер (schusslerlab.utk.edu)

• Как программы по биологии могут улучшить обучение аспирантов вводным курсам биологии?
• Как практика активного обучения инструктора соотносится с восприятием учащимися их эффективности на больших вводных уроках биологии?

Jen Schweitzer (jenschweitzer.com)

• При каких обстоятельствах почвы и почвенные микробные сообщества определяют свойства растений и действуют как селективные агенты?
• Какова роль взаимодействия растений и опылителей в почвенных процессах?

Кимберли Шелдон (biogeographyresearch.org)

• Какие процессы формируют пространственные модели биоразнообразия? Какова роль биотических и абиотических факторов в определении границ ареала видов?
• Как изменение физиологии и климата на уровне популяции влияет на прогнозы воздействия изменения климата?

Дэн Симберлофф (eeb.utk.edu/people/daniel-simberloff)

• Каковы прямые и косвенные последствия инвазии конкретных растений? Прямым эффектом может быть, например, затенение или аллелопатия, тогда как косвенным эффектом может быть изменение цикла питательных веществ (например, за счет фиксации азота) или режима пожара.
• Каковы нецелевые воздействия конкретных насекомых, интродуцированных для биологической борьбы?

Рэнди Смолл (web.utk.edu/~rsmall)

• Какова роль полиплоидии в управлении успехом (с точки зрения видового богатства) линий растений? Почему одни полиплоидные линии очень разнообразны, а другие нет?
• Что современные образцы генетической изменчивости внутри популяций и между ними могут рассказать нам о границах видов и процессе видообразования?

Джо Уильямс (williamslab.utk.edu)

• Каковы причины / последствия разнообразия репродуктивных признаков у растений?
• Как развивается конкретный репродуктивный признак или набор признаков в кладе растений и как это способствует диверсификации клады?

33 Вопросы для собеседования по экологии (с примерами ответов)

Для тех, кто хочет устроиться на работу в сфере экологии, процесс собеседования является решающим шагом. Ваше собеседование – прекрасная возможность продемонстрировать потенциальным работодателям свой опыт, энтузиазм и индивидуальность.Подготовка к общим вопросам экологического собеседования может помочь вам произвести впечатление на менеджера по найму и повысить шансы получить предложение о работе. В этой статье мы перечисляем некоторые вопросы, которые вы можете ожидать на собеседовании на должность эколога, а также несколько примеров ответов.

Связано: Лучшая карьера, если вам нравится работать с дикой природой

Общие вопросы

Вот несколько общих вопросов на собеседовании, которые часто встречаются при собеседовании при приеме на работу в области экологии:

1. Почему вы хотите работать в области экологии?
2. Каковы ваши сильные и слабые стороны?
3. Что вы считаете необходимым для хорошего общения?
4. Что делает вас подходящим для этой должности?
5. Как вы следите за новостями и исследованиями в области экологии?
6. Что в первую очередь привлекло вас в этой области?
7. Какая самая большая проблема, с которой вы столкнулись как работающий профессионал?
8. Какой самый важный урок вы усвоили на данный момент?
9. Как вы относитесь к работе с другими?
10. Как вы думаете, почему это поле важно?

Связано: Практика перед собеседованием

Вопросы об опыте и предыстории

Работодатели обычно задают вопросы, связанные с вашим опытом и знаниями, чтобы узнать, имеете ли вы подходящую квалификацию для этой должности.Вот несколько вопросов, на которые вы можете рассчитывать:

1. Какой у вас опыт работы в этой области?
2. Насколько вы знакомы с экологическими исследованиями?
3. Какой опыт работы в сфере экологии был для вас самым полезным?
4. Насколько комфортно вам работать, анализировать и систематизировать данные?
5. Вы когда-нибудь проводили презентацию на работе? Если да, то как все прошло?
6. Как вы использовали научные процессы в своей повседневной жизни?
7. Знакомы ли вы с инструментами для отбора проб и сбора, типичными для этой работы?
8. Как вы справляетесь со стрессовыми ситуациями?
9. Какой у вас опыт непосредственной работы с дикой природой?
10. Как ваш прошлый опыт работы подготовил вас к этой работе?

Углубленные вопросы

Чтобы определить, какой вклад вы можете внести в должность, интервьюер может задать подробные вопросы относительно ваших знаний и трудовой этики.Вот некоторые общие подробные вопросы, которых следует ожидать во время собеседования на должность эколога:

1. Как вы можете связать работу, которую вы проделали в области экологии, с вашей собственной жизнью?
2. В каких биомах вы работали напрямую и какой из них выделяется вам больше всего?
3. Опишите свой идеальный баланс между работой и личной жизнью.
4. Насколько важно внимание к деталям в этой работе?
5. Расскажите о своих прошлых исследовательских проектах.
6. Что, по вашему мнению, является сегодня самой большой угрозой биоразнообразию?
7. Как, по вашему мнению, следует оценивать экологов на работе?
8. Какая важная экологическая проблема вас беспокоит?
9. Как вы относитесь к чтению и утверждению предложений по экологическим проектам?
10. Расскажите о завершенном вами проекте, которым вы гордитесь.

Связано: Как подчеркнуть свои личные сильные стороны во время интервью

Вопросы для интервью и примеры ответов

Вот три вопроса на собеседовании по экологии и примеры ответов, которые могут подготовить вас к собеседованию на должность эколога:

1. Каковы, по вашему мнению, основные обязанности эколога?

Как будущему экологу важно, чтобы вы продемонстрировали всестороннее понимание различных обязанностей, требуемых от должности.Ваш ответ может показать ваши ожидания от работы, а также позволит вам опираться на ваш предыдущий опыт работы. В своем ответе постарайтесь дать хорошо информированный ответ с описанием наиболее важных обязанностей эколога, а также с описанием опыта и обязанностей, которые у вас были на прошлых рабочих местах.

Пример ** : ** «Я бы сказал, что основными обязанностями эколога являются проведение оценки окружающей среды и среды обитания, сбор и изучение образцов для исследований, концептуализация и контроль полевых работ и проектов, а также сбор, документирование и анализ данных.На моей предыдущей должности я отвечал за ввод данных в нашу систему и компиляцию результатов наших исследований в отчеты, что очень помогло мне в этом аспекте работы.

Прежде всего ожидается, что экологи будут поддерживать и продвигать протоколы и процедуры безопасности для обеспечения благополучия как дикой природы, так и экологов ». 2. Как бы вы объяснили разницу между нишей и средой обитания человеку, не знакомому с экологией?

Этот вопрос имеет несколько целей для интервьюера.В зависимости от вашего ответа они могут получить представление о вашей способности объяснять основные экологические концепции способом, доступным для тех, кто не имеет опыта в этой области. Если роль требует, чтобы вы выступили с презентацией или участвовали в группе, ваш ответ может показать интервьюеру ваш стиль общения. Что еще более важно, этот вопрос служит для проверки ваших экологических знаний, предлагая вам более подробно остановиться на одном из основных принципов области экологии.

Пример: «В экологии мы различаем нишу как« роль »вида в окружающей среде.Например, ниша муравьеда – поедание муравьев и термитов. Таким образом муравьед не только поддерживает себя, но и вносит свой вклад в окружающую среду, контролируя популяции муравьев и термитов. Если не обращать внимания на эти насекомые, они могут оказать негативное влияние на свои экосистемы. Вот почему ниша муравьеда – и всех организмов – так важна для общего успеха окружающей среды.

Что касается местообитаний, экология выделяет их как физическое место обитания вида.Вид приспосабливается к условиям своей среды обитания, например, у белого медведя густой мех для защиты от холода экосистемы ».

3. Как, по вашему мнению, экологи могут изменить жизнь людей к лучшему. ?

Этот вопрос дает вам прекрасную возможность погрузиться в вашу страсть к экологии. Как эколог, вы можете быть лучше осведомлены о том, насколько влиятельной экологическая работа может быть в жизни общества. Не только интервьюер дает у вас есть шанс поделиться своим опытом по этому вопросу, но они также позволяют вам связать экологические концепции с общественным сознанием.

Пример: «Я думаю, что существует множество способов, которыми экологи и их работа положительно влияют на жизнь населения, особенно в сфере общественного здравоохранения. Например, экологические исследования, которые пришли к выводу, что водно-болотные угодья и болота работают как естественная вода. фильтры, удаляющие вредные токсины из пресной воды.Обладая этими знаниями, сообщества могут работать, чтобы сохранить эти экосистемы нетронутыми, чтобы загрязнения могли быть удалены из питьевой воды до ее очистки на предприятии.

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Email *

Сайт