大数据背景下的生态系统观测与研究

发布时间:2018-09-07 11:50:01  |  来源:中国网·中国发展门户网  |  作者:于贵瑞 何洪林 周玉科  |  责任编辑:赵斌宇
关键词:生态观测网络,大数据,宏生态学,物联网,大科学工程

 

天-空-地多尺度观测技术和公民科学的发展是获取生态大数据的重要驱动力

随着生态学向着分子尺度(超微观)和全球尺度(超宏观)两个极限不断扩展研究领域,生态观测正从传统的、不连续的样方地面观测向“天-空-地”多尺度、多要素、多过程的综合观测转变,从由单一的生态学研究人员参与向全民参与的“公民科学”模式转变。以物联网技术为支撑的多尺度、多要素、多过程的生态观测体系逐渐成为新一代生态观测系统的重要特征。即借助多种物联网通信手段,形成“天-空-地”一体化的塔群式协同观测系统(图 2a),集成小尺度的个体仪器、通量塔,到区域/全球尺度的无人机和卫星等传感器载体,通过 WiFi、ZigBee 等物联网技术组建通讯便捷的局域观测网络,实现生态观测数据的实时传输、远程控制和智能报警,实现生态系统多尺度(从分子水平到全球范围)、多要素(水、土、气、生等)、多过程(碳循环、水循环、能量循环等)观测数据的稳定获取。

大尺度生态学研究需要不同学科背景的科研人员参与,也离不开社会公众参与(图 2b)。互联网技术的发展,促进了公民科学发展。近年来,全世界建立了许多公民科学项目平台,利用“公民科学家”参与收集更多环境数据。例如,美国的 BudBurst 项目吸引全美人民合作收集植物生命周期数据,帮助发现植物如何应对环境变化。公民科学项目逐渐成为生态大数据的另一个重要来源。

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