Đài quan sát sinh thái khổng lồ của NSF mở cửa cho doanh nghiệp. Nhưng căng thẳng vẫn còn

Địa điểm cuối cùng trong Mạng lưới Đài quan sát Sinh thái Quốc gia, bao gồm một tháp có cảm biến, đã được hoàn thành ở Hawaii vào đầu năm nay.

Battelle / NEON

Đài quan sát sinh thái khổng lồ của NSF mở cửa cho doanh nghiệp. Nhưng căng thẳng vẫn còn

Tác giả Elizabeth PennisiAug. 29, 2019, 5:00 CH

LOUISVILLE, KENTUCKY Thompson Hai mươi năm thành lập, với những thất bại trên đường đi, Mạng lưới Đài quan sát Sinh thái Quốc gia (NEON) trị giá 460 triệu USD hiện đã hoạt động đầy đủ. Tại 81 địa điểm trên khắp Hoa Kỳ, trải dài từ vùng lãnh nguyên Bắc cực ở Alaska đến các khu rừng nhiệt đới ở Puerto Rico, các cảm biến tiên tiến đang thu thập một loạt dữ liệu môi trường được thiết kế để cho phép các nhà sinh thái học phát hiện các mô hình quy mô lớn.

Nhưng khi NEON bước vào giai đoạn hoạt động, dự án tiếp tục là chủ đề tranh luận trong cộng đồng khoa học sinh thái. Và những căng thẳng đó đã được trưng bày ở đây vào đầu tháng này tại cuộc họp thường niên của Hiệp hội sinh thái Hoa Kỳ (ESA), nơi cả hai vấn đề và lời hứa của NEON đã được thảo luận tại một số phiên.

Một số nhà sinh thái học lo lắng NEON sẽ không đáng để chờ đợi và chi phí vận hành mạng sẽ giảm kinh phí cho các dự án nghiên cứu quy mô nhỏ hơn. Cũng có nhiều tranh cãi xung quanh việc Battelle, công ty có trụ sở tại Columbus mà Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF) đã thuê để điều hành NEON, đã xử lý các cố vấn khoa học của dự án. Nhưng các nhà nghiên cứu khác đang mong đợi các luồng dữ liệu đang phát triển của NEON, nói rằng họ sẽ cho phép hệ sinh thái bước vào kỷ nguyên mới của dữ liệu lớn và giải quyết các câu hỏi mới.

Tại cuộc họp, các cuộc trò chuyện về NEON được tô màu bởi một sự chia rẽ thế hệ. Một số nhà sinh thái học lớn tuổi bày tỏ sự mệt mỏi đối với các chuyến đi của NEON. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu trẻ hơn bày tỏ sự nhiệt tình về các ứng dụng tiềm năng của mạng.

Một tweet, từ Kyla Dahlin (@bristleweed), một nhà sinh thái học tại Đại học bang Michigan ở East Lansing, đã ghi lại tâm trạng: Chào buổi sáng # ESA2019! Mệt mỏi khi nghe những ông già gắt gỏng phàn nàn về @NEON_sci? Hãy nghe những người dùng NEON thực tế @ 8 giờ sáng trong rm M108.

Một con đường gập ghềnh

NEON, ban đầu được đề xuất hơn 2 thập kỷ trước bởi Giám đốc NSF Rita Colwell, được thiết kế để đáp ứng mối quan tâm ngày càng tăng của các nhà sinh thái học trong việc biên soạn các tập dữ liệu lớn cho phép họ nhìn xa hơn các địa điểm nghiên cứu địa phương để xem những phát hiện của họ được áp dụng như thế nào một bối cảnh lớn hơn. Tuy nhiên, sự quan tâm của các nhà nghiên cứu vượt xa khả năng tiếp cận công nghệ và dữ liệu của họ, chuyên gia sinh thái thực vật Laura Foster Huenneke, người vừa nghỉ hưu từ Đại học Bắc Arizona ở Flagstaff.

Cuối cùng, các nhà hoạch định NEON đã chia Hoa Kỳ thành 20 cái gọi là miền ecodomain. Mỗi người sẽ có một bộ các đài quan sát thu thập dữ liệu về thực vật, động vật, thời tiết và các thông số môi trường khác, sử dụng các phương pháp được tiêu chuẩn hóa để các nhà khoa học có thể so sánh dữ liệu qua các trang web. Ý tưởng là, NE NEON sẽ có khả năng trả lời các câu hỏi ở quy mô lục địa, theo Hu Hukeke nói. Điều đó có thể giúp các nhà sinh thái dự đoán tốt hơn các tác động của quá trình đô thị hóa, biến đổi khí hậu hoặc phân mảnh môi trường sống quy trình thay đổi cảnh quan trên toàn thế giới.

Nhưng biến NEON thành hiện thực đã chứng tỏ thách thức. Đã có những cuộc tranh luận gay gắt về chi phí của nó, nơi đặt các đài quan sát và những loại dữ liệu nào sẽ được thu thập. Xây dựng đã sa lầy; chi phí vượt mức khiến dự án bị thu hẹp và NSF đã sa thải những người quản lý ban đầu của dự án, người được rút ra chủ yếu từ cộng đồng khoa học. Năm 2016, NSF đã trao hợp đồng NEON cho Battelle, một công ty kỹ thuật chuyên quản lý các dự án và cơ sở lớn của chính phủ. Đầu năm nay, Battelle đã gây xôn xao khi sa thải hai nhân viên NEON hàng đầu và, một thời gian ngắn, đã giải tán hội đồng cố vấn khoa học. Michael Dietze, một nhà sinh thái học tại Đại học Boston cho biết, những động thái đó đã tạo ra rất nhiều ý chí xấu trong số các nhà sinh thái học.

Tuy nhiên, công ty đã giành được lời khen ngợi vì cuối cùng đã hoàn thành việc xây dựng NEON, với ngân sách 9 triệu đô la, vào đầu năm nay. Trang web cuối cùng, ở Hawaii, đã lên mạng vào tháng Năm.

Kiệt sức và phấn khích

Đối với một số nhà nghiên cứu đã sống qua câu chuyện NEON, điều đó thật mệt mỏi. Có những người đã trải qua sự thất vọng trong suốt nhiều năm, phải mất đến thời điểm này, còn có thể nói như vậy. Và bây giờ, cô ấy nói, Nhiều người trong số những người như tôi đã rời khỏi cuộc trò chuyện về cách sử dụng NEON.

Một số nhà khoa học trẻ, tuy nhiên, rất muốn tham gia vào NEON. Trong một nỗ lực để khai thác mối quan tâm đó, Battelle đã tổ chức các hội thảo đào tạo, bao gồm các phiên tham dự tốt tại hội nghị ESA, trong đó nổi bật về 179 sản phẩm dữ liệu này mà DEON đang sản xuất. Công ty cũng đã tuyển dụng 17 nhà khoa học đầu tiên đang làm việc với dữ liệu NEON để chia sẻ kinh nghiệm của họ.

Một trong những nhà nghiên cứu đó, Youssef Kaddoura, đang lấy bằng tiến sĩ tại Đại học Florida ở Gainesville. Ông đang sử dụng dữ liệu NEON để phát triển các cách sử dụng tốt hơn dữ liệu vệ tinh và trên không cho các nghiên cứu sinh thái và cho biết mạng đã giúp ích rất nhiều. Đây không chỉ là dữ liệu mà còn có một đội ngũ đằng sau tôi, người NEON, người hỗ trợ hậu trường của tôi, anh ấy nói.

Dietze chỉ là một sinh viên tốt nghiệp khi NEON bắt đầu. Đối với luận văn của mình, anh ấy đã chạy xung quanh với một bảng tạm và đo lường mọi thứ, anh ấy nhớ lại. Bây giờ là phó giáo sư, ông tập trung vào dự báo sinh thái, sẽ làm việc tốt nhất với nhiều dữ liệu về nhiều nơi. Đối với anh ta, những rắc rối của NEON là "dưới cầu, " và anh ta trở thành thành viên của ban cố vấn khoa học của NEON. NEON sẽ cung cấp những gì nó đã hứa, ông nói, và giúp thay đổi các nghiên cứu sinh thái theo hướng khoa học mạng hơn, nơi có thể thấy các mô hình bao quát, lớn.

Tại phiên thảo luận ngắn của người dùng NEON mà Dahlin đã tweet, sự nhiệt tình đã bị lây nhiễm. Ở đó, Dahlin đã mô tả cách cô sử dụng dữ liệu NEON, được thu thập một phần bằng máy bay, để nghiên cứu cách thức thực vật thay đổi không chỉ trong một khu rừng, mà còn theo chiều dọc từ ngọn cây đến căn cứ của chúng. Mục tiêu cuối cùng là có thể dự đoán thảm thực vật đó như thế nào - và lượng carbon mà nó lưu trữ sẽ thay đổi theo thời gian. Dữ liệu trên không như vậy rất tốn kém để thu thập, cô lưu ý, nhưng cô không mất gì để tải xuống và phân tích chúng. "Là một giảng viên cơ sở, có thể gõ vào [dữ liệu của NEON] thật tuyệt vời, " cô nói.

Dòng tweet của cô, mà cô nói chủ yếu được tạo ra trong niềm vui, được thúc đẩy bởi sự quan sát của cô rằng những lời chỉ trích về NEON dường như đến từ các nhà khoa học lớn tuổi. "Thế hệ trẻ, thậm chí còn trẻ hơn tôi, có khả năng quản lý các bộ dữ liệu này theo cách mà hầu hết các nhà sinh thái học cao cấp không bao giờ được đào tạo, " cô nói. Cho rằng NEON được lên kế hoạch hoạt động trong 30 năm, cô lưu ý rằng các nhà nghiên cứu trẻ có thể dành toàn bộ sự nghiệp của mình để phân tích dữ liệu NEON.

Mặc dù vậy, một số nhà khoa học trẻ có nhiều quy tắc hơn. "Đây là nguồn tài nguyên to lớn cho sinh thái học", Christopher Anderson tại Đại học Stanford ở Palo Alto, California, người đang sử dụng dữ liệu viễn thám để lập bản đồ thay đổi đa dạng sinh học. Ông đã sử dụng dữ liệu NEON trong công việc của mình nhưng nói rằng nó có thể khó sử dụng và diễn giải, và lưu ý rằng nhiều khu vực không có đài quan sát gần đó. Hơn nữa, ông nói, có một số lượng không chắc chắn nhất định về tương lai của NEON.

Những bất trắc trong tương lai

Một ẩn số là ai sẽ điều hành NEON trong những thập kỷ tới. Tháng trước, một số nhà sinh thái học đã kêu gọi NSF thay thế Battelle làm nhà thầu của NEON khi hợp đồng trị giá 65 triệu đô la một năm của nó hết hạn vào năm 2021. Cơ quan này hiện đang yêu cầu đầu vào theo yêu cầu dự kiến ​​để đấu thầu để chạy mạng.

Trong khi đó, Battelle vẫn đang quyết định ai sẽ trở thành giám đốc khoa học của NEON, thay thế Sharon Collinge, người đã từ chức đầu năm nay để phản đối cách Battelle đối xử với nhân viên khoa học của mình. "Chúng tôi có một vài ứng cử viên rất hấp dẫn", Michael Kuhlman, nhà khoa học trưởng của Battelle nói. Việc lấp đầy vị trí với một nhà sinh thái học không phải là ưu tiên cao nhất của ông, ông lưu ý. Có một người quen thuộc với nhiệm vụ của NEON rất quan trọng, anh ta nói, nhưng ngoài ra, "Chúng tôi đang tìm kiếm một người biết ơn và thoải mái với các hoạt động dữ liệu và dữ liệu lớn. Big

NSF là của tâm trí như thế. Battelle không được trả tiền để làm khoa học, "Roland Roberts của NSF tại Alexandria, Virginia, người quản lý dự án của NEON nói. "Điều quan trọng đối với các nhà khoa học là có liên quan", ông lưu ý, nhưng ông nhấn mạnh rằng việc quản lý hiệu quả các trang web, dữ liệu và 500 nhân viên của NEON cũng quan trọng như vậy. Roberts và Battelle cho biết NEON hiện có 170 nhà khoa học và kỹ sư trong đội ngũ, 58 ​​người trong số họ có nền tảng sinh thái và khoảng 225 kỹ thuật viên hiện trường làm việc bán thời gian.

Vấn đề tài trợ cũng xuất hiện trong suy nghĩ của nhiều nhà nghiên cứu tham dự cuộc họp NSF được tổ chức tại ESA để thảo luận về NEON. Các quan chức cơ quan nhấn mạnh rằng NSF sẵn sàng tài trợ cho các dự án sử dụng dữ liệu NEON thông qua nhiều chương trình NSF, không chỉ các chương trình truyền thống liên quan đến sinh thái học. NEON được thiết kế để cung cấp dữ liệu; Nó không được thiết kế để thực hiện nghiên cứu, vì vậy các nhà nghiên cứu sẽ cần nhận được tài trợ từ các bộ phận khác của NSF, "Roberts nói. Khi một thành viên khán giả than thở về việc mất một thí nghiệm quy mô lớn trong hệ sinh thái dòng được dự định là một phần của NEON nhưng đã bị hủy bỏ vì chi phí vượt trội, các quan chức NSF đề nghị các nhà nghiên cứu có thể tìm kiếm nguồn tài trợ để bổ sung lại thông qua một khoản tài trợ tương đối mới cơ chế cho các dự án có giá lên tới khoảng 70 triệu đô la.

Các quan chức cũng cố gắng xoa dịu những lo ngại rằng các hoạt động của NEON có nghĩa là tài trợ cho việc thu thập dữ liệu từ các trạm thực địa khác và Mạng nghiên cứu sinh thái dài hạn của NSF sẽ rơi vào bên lề. Scott Collins, một nhà sinh thái học từ Đại học New Mexico ở Albuquerque, người đã từng phục vụ trong ban cố vấn khoa học của NEON và không làm thế. trở lại sau khi nó bị giải tán và phục hồi. CẦN NEON có thể học hỏi và hưởng lợi từ công việc đã tồn tại.

Nhưng Kuhlman nói rằng bây giờ NEON đã hoạt động, đã đến lúc phải tạo ra các liên kết giữa nó và các nỗ lực khác. Hiện tại, chúng tôi đang ở thời điểm mà chúng tôi có thể có nhiều sự hợp tác hiệu quả hơn, anh ấy nói. Và Roberts cũng vậy, coi sự hợp tác đó rất quan trọng: Tôi sẽ xin tiền, anh ấy hứa, sẽ tổ chức các hội thảo nhằm mục đích giúp các bộ phận khác nhau của cộng đồng làm việc cùng nhau.

Những nỗ lực như vậy có thể là chìa khóa để khiến các nhà khoa học tin tưởng các giám sát viên của NEON và sử dụng mạng, các nhà quan sát nói. Nếu cộng đồng nghiên cứu không tin tưởng vào việc quản lý dữ liệu, họ sẽ không sử dụng dữ liệu đó. Đó là lo lắng của Dietze. Nếu mọi người không bắt đầu sử dụng dữ liệu đó, sẽ không có lý do gì để tiếp tục dữ liệu đó. Và nếu NEON thất bại, anh ta nói, đó sẽ là một mất mát to lớn, vì tôi không nghĩ chúng ta sẽ làm lại.