NSFs enorme økologiske observatorium er åpent for virksomhet. Men spenninger gjenstår

Det endelige nettstedet i National Ecology Observatory Network, inkludert et sensorbelagt tårn, ble ferdigstilt på Hawaii tidligere i år.

Battelle / NEON

NSFs enorme økologiske observatorium er åpent for virksomhet. Men spenninger gjenstår

Av Elizabeth PennisiAug. 29, 2019, 17:00

LOUISVILLE, KENTUCKY - 20 år i ferd med å gjøre tilbakeslag underveis, er nå 460 millioner dollar nasjonalt økologisk observasjonsnettverk (NEON) i full drift. På 81 steder over hele USA, som strekker seg fra arktisk tundra i Alaska til tropiske skoger i Puerto Rico, samler state-of-the-art sensorer et bredt spekter av miljødata designet for å gjøre det mulig for økologer å oppdage store målestokker.

Men når NEON går over i driftsfasen, fortsetter prosjektet å bli gjenstand for debatt innen det økologiske vitenskapelige miljøet. Og disse spenningene ble vist her tidligere denne måneden på det årlige møtet i Ecological Society of America (ESA), hvor både NEONs problemer og løfter ble diskutert på flere økter.

Noen økologer bekymrer NEON ikke har vært verdt å vente på, og at kostnadene ved drift av nettverket vil redusere finansieringen som er tilgjengelig for mindre forskningsprosjekter. Det har også vært kontrovers rundt hvordan Battelle, det Columbus-baserte firmaet som National Science Foundation (NSF) har ansatt for å drive NEON, har håndtert prosjektets vitenskapelige rådgivere. Men andre forskere ser frem til NEONs voksende datastrømmer og sier at de vil la økologi komme inn i en ny epoke med big data og takle nye spørsmål.

Her på møtet ble samtalene om NEON farget av noe av et generasjonsskille. Noen eldre økologer uttrykte tretthet over NEONs reiser. Yngre forskere ga imidlertid uttrykk for begeistring for nettverkets potensielle bruksområder.

En tweet fra Kyla Dahlin (@bristleweed), en ekogeograf ved Michigan State University i East Lansing, fanget stemningen: “God morgen # ESA2019! Lei av å høre grinete gamle menn klage på @NEON_sci? Kom hør fra de faktiske NEON-brukerne kl. 08.00 i rm M108. ”

En humpete vei

NEON, opprinnelig foreslått for mer enn to tiår siden av den gang-NSF-direktør Rita Colwell, ble designet for å svare på en økende interesse blant økologer i å sammenstille store datasett som ville la dem se utover de lokale studienettstedene sine for å se hvordan funnene deres gjaldt en større kontekst. Men, "Forskernes interesse overgikk langt deres tilgang til teknologien og dataene, " sier planteøkolog Laura Foster Huenneke, som nylig ble pensjonist fra Northern Arizona University i Flagstaff.

Til slutt delte NEON-planleggere USA inn i 20 såkalte “ecodomains.” Hver ville få en pakke observatorier som ville samle inn data om planter, dyr, vær og andre miljøparametre ved å bruke standardiserte metoder slik at forskere kunne sammenligne data på tvers av nettsteder. Tanken er at "NEON vil ha evnen til å svare på spørsmål på kontinentale målestokk, " sier Huenneke. Det kan hjelpe økologer med å forutse effektene av urbanisering, klimaendringer eller fragmentering av habitat - prosesser som endrer landskap over hele verden.

Men å gjøre NEON til virkelighet viste seg å være utfordrende. Det var intense debatter om kostnadene for dem, hvor observatoriene skulle plasseres, og hva slags data som skulle samles inn. Byggingen falt fast; kostnadsoverskridelser førte til at prosjektet ble redusert, og NSF fyrte opp prosjektets opprinnelige ledere, som først og fremst var trukket fra det vitenskapelige samfunnet. I 2016 tildelte NSF NEON-kontrakten til Battelle, et ingeniørfirma som har spesialisert seg på å styre store offentlige prosjekter og anlegg. Tidligere i år forårsaket Battelle en oppstuss da den fyrte av to topp-ansatte i NEON og kort opphevet det vitenskapelige rådgivende styret. Disse trekkene “genererte mye dårlig vilje” blant økologer, sier Michael Dietze, en økolog ved Boston University.

Fortsatt vant firmaet ros for endelig ferdig bygging av NEON, 9 millioner dollar under budsjett, tidligere i år. Den endelige siden, på Hawaii, gikk på nettet i mai.

Utmattelse og spenning

For noen forskere som har levd gjennom NEON-sagaen, har det vært utmattende. "Det er mennesker som opplevde frustrasjon i løpet av de mange, mange årene det tok å komme til dette punktet, " sier Huenneke. Og nå, sier hun, "Mange av de menneskene som meg har aldret ut av samtalen" om hvordan NEON skal brukes.

Noen yngre forskere er imidlertid ivrige etter å benytte seg av NEON. I et forsøk på å utnytte den interessen har Battelle vært vertskap for treningsworkshops, inkludert velbesøkte økter på ESA-konferansen, som fremhever de 179 "dataproduktene" som NEON produserer. Selskapet rekrutterte 17 forskere fra tidlig karriere som jobber med NEON-data for å dele sine erfaringer.

En av disse forskerne, Youssef Kaddoura, får doktorgraden sin ved University of Florida i Gainesville. Han bruker NEON-data for å utvikle måter å bedre bruke luftbårne og satellittdata til økologiske studier og sier nettverket har vært til stor hjelp. "Det er ikke bare dataene, men også at jeg har et team bak meg - NEON-folket - som er min backstage-støtte, " sier han.

Dietze var bare en doktorgradsstudent da NEON kom i gang. For avhandlingen, "løp han rundt med et utklippstavle og målte ting, " husker han. Nå som førsteamanuensis, har han fokus på økologisk prognoser, som vil fungere best med masse data om mange steder. For ham er NEONs problemer vann under broen, og han blir medlem av NEON s vitenskapelige rådgivende styre. NEON leverer det den lovet, sier han, og hjelper til med å skifte økologiske studier mot å være mer en nettverksvitenskap, hvor det er mulig å se store, overordnede mønstre.

På økten med korte samtaler av NEON-brukere som Dahlin twitret om, var entusiasmen smittsom. Der beskrev Dahlin hvordan hun bruker NEON-data, delvis samlet inn med fly, for å studere hvordan vegetasjon endres ikke bare over en skog, men også vertikalt fra tretoppene til basene deres. Det endelige målet er å være i stand til å forutsi hvordan den vegetasjonen og kullstoffet den lagrer, vil endre seg gjennom tid. Slike luftbårne data er veldig dyre å samle, bemerket hun, men det koster henne ingenting å laste ned og analysere dem. Som et juniorfakultet, er det kjempefint å kunne benytte seg av [NEON s data], sier hun.

Tweeten hennes, som hun sa var mest laget på moro, var motivert av hennes observasjon av at kritikk av NEON ser ut til å komme fra eldre forskere. Den yngre generasjonen, enda yngre enn meg, er mye mer i stand til å administrere disse datasettene på en måte som de fleste seniorøkologer aldri ble opplært i, sier hun. Gitt at NEON er planlagt å operere i 30 år, bemerker hun at yngre forskere kan vie hele karrieren til å analysere NEON-data.

Likevel er noen unge forskere mer forsiktige. Det er en enorm ressurs for økologi, sier Christopher Anderson ved Stanford University i Palo Alto, California, som bruker fjernmåleredata for å kartlegge endringer i biologisk mangfold. He s brukte NEON-data i sitt arbeid, men sier det kan være vanskelig å bruke og tolke, og bemerker at mange områder ikke har observatorier i nærheten. Videre, sier han, er det en viss usikkerhet om NEONs fremtid.

Fremtidige usikkerheter

En ukjent er hvem som skal kjøre NEON de neste tiårene. I forrige måned ba noen økologer NSF om å erstatte Battelle som NEON s entreprenør da den nåværende kontrakten på 65 millioner dollar i året er oppe i 2021. Byrået ber nå om innspill på en planlagt forespørsel om bud for å kjøre nettverk.

I mellomtiden bestemmer Battelle fortsatt hvem som blir NEONs vitenskapelige direktør, og erstatter Sharon Collinge, som trakk seg tidlig i år i protest mot hvordan Battelle behandlet det vitenskapelige personalet. Vi har noen veldig overbevisende kandidater, sier Michael Kuhlman, Battelle s sjefforsker. Å fylle stillingen med en økolog er ikke hans høyeste prioritet, konstaterer han. Å ha noen kjent med NEON s oppdrag er viktig, sier han, men i tillegg leter Vi etter noen som setter pris på og er komfortable med big data og dataoperasjoner.

NSF er av samme sinn. Battelle blir ikke betalt for å gjøre vitenskapen, sier NSF s Roland Roberts i Alexandria, Virginia, som er NEON s prosjektleder. Det er viktig for forskere å være involvert, konstaterer han, men han understreker at effektiv styring av nettstedene, dataene og NEON s 500 ansatte er like viktig. Roberts og Battelle sier at NEON nå har 170 forskere og ingeniører på stab, 58 av dem med økologisk bakgrunn, og rundt 225 feltteknikere som jobber på deltid.

Finansieringsspørsmål var også i hodet på mange forskere som deltok på et møte NSF arrangerte på ESA for å diskutere NEON. Byråets tjenestemenn understreket at NSF er åpen for finansiering av prosjekter som bruker NEON-data gjennom en rekke NSF-programmer, ikke bare de som tradisjonelt er forbundet med økologi. NEON er designet for å gi data; det er ikke designet for å forske, så forskere må trenge å få finansiering fra andre deler av NSF, sa Roberts. Da ett publikummedlem beklaget tapet av et storstilt eksperiment i strømøkologi som opprinnelig var planlagt å være en del av NEON, men ble skrotet på grunn av kostnadsoverskridelser, foreslo NSF-tjenestemenn at forskere kunne søke finansiering for å legge det tilbake gjennom en relativt ny finansiering mekanismer for prosjekter som koster opp til rundt 70 millioner dollar.

Tjenestemennene forsøkte også å overvinne bekymringene for at NEON-operasjoner ville bety finansiering for å samle inn data fra andre feltstasjoner, og NSFs langvarige Long Term Ecological Research Network ville falle til veien. "Det er frustrasjon fordi NEON er isolert og fungerer som om andre [langsiktige] nettverk ikke eksisterer, " sier Scott Collins, en økolog fra University of New Mexico i Albuquerque som har sittet i NEONs vitenskapelige rådgivende styre og ikke tilbake etter at den ble oppløst og satt inn igjen. "NEON kunne lære og dra nytte av det arbeidet som allerede eksisterer."

Men Kuhlman sier at nå som NEON er i gang, er tiden inne for å knytte bånd mellom den og annen innsats. "Vi er på det punktet nå at vi kan ha mer produktive samarbeid, " sier han. Og Roberts ser også slike samarbeid som viktige: ”Jeg vil tigge om penger, ” lovet han, for å arrangere workshops for å få forskjellige deler av samfunnet til å samarbeide.

En slik innsats kan være nøkkelen til å få forskere til å stole på NEONs tilsynsmenn og bruke nettverket, sier observatører. "Hvis forskningsmiljøet ikke stoler på behandlingen av dataene, vil de ikke bruke dem, " sier Collins. Det er også Dietzes bekymring. "Hvis folk ikke begynner å bruke disse dataene, er det ingen grunn til å fortsette med det, " sier Dietze. Og hvis NEON mislykkes, sier han, "det vil være et enormt tap, da jeg ikke tror vi får gjort om."