NSFs enorme økologiske observatorium er åbent for forretning. Men der er stadig spændinger

Det endelige sted i National Ecology Observatory Network, inklusive et sensorladet tårn, blev afsluttet på Hawaii tidligere på året.

Battelle / NEON

NSFs enorme økologiske observatorium er åbent for forretning. Men der er stadig spændinger

Af Elizabeth PennisiAug. 29, 2019, 17:00

LOUISVILLE, KENTUCKY - 20 år i skabelse, med tilbageslag undervejs, er 460 millioner dollars National Ecological Observatory Network (NEON) nu fuldt operationelt. På 81 steder overalt i USA, der strækker sig fra arktisk tundra i Alaska til tropiske skove i Puerto Rico, indsamler avancerede sensorer en lang række miljødata, der er designet til at give økologer mulighed for at opdage store mønstre.

Men når NEON går ind i sin driftsfase, fortsætter projektet med at blive debatteret inden for det økologiske videnskabssamfund. Og disse spændinger blev vist her tidligere denne måned på det årlige møde i Ecological Society of America (ESA), hvor både NEONs problemer og løfte blev drøftet på flere sessioner.

Nogle økologer bekymrer NEON ikke har været værd at vente på, og at omkostningerne ved at betjene netværket vil reducere de disponible midler til mindre projekter. Der har også været kontrovers omkring, hvordan Battelle, det Columbus-baserede firma, som National Science Foundation (NSF) har hyret til at styre NEON, har håndteret projektets videnskabelige rådgivere. Men andre forskere ser frem til NEONs voksende datastrømme og siger, at de vil tillade økologi at komme ind i en ny æra med big data og tackle nye spørgsmål.

Her på mødet blev samtalerne om NEON farvet af noget af en generationsskille. Nogle ældre økologer udtrykte træthed over NEONs rejser. Yngre forskere udtrykte imidlertid begejstring for netværkets potentielle anvendelser.

En tweet fra Kyla Dahlin (@bristleweed), en økogeograf ved Michigan State University i East Lansing, fangede stemningen: “God morgen # ESA2019! Træt af at høre grinede gamle mænd klage over @NEON_sci? Kom og hør fra de faktiske NEON-brugere @ 8:00 i rm M108. ”

En ujævn vej

NEON, oprindeligt foreslået for mere end 2 årtier siden af ​​dengang - NSF-direktør Rita Colwell, var designet til at reagere på en voksende interesse blandt økologer i at udarbejde store datasæt, der ville give dem mulighed for at se ud over deres lokale undersøgelsessteder for at se, hvordan deres fund anvendtes på en større kontekst. Men "Forskernes interesse overgik langt deres adgang til teknologien og dataene, " siger planteøkolog Laura Foster Huenneke, der for nylig trak sig tilbage fra Northern Arizona University i Flagstaff.

I sidste ende delte NEON-planlæggere USA i 20 såkaldte “økodomæner.” Hver ville få en pakke observatorier, der ville indsamle data om planter, dyr, vejr og andre miljøparametre ved hjælp af standardiserede metoder, så forskere kunne sammenligne data på tværs sites. Ideen er, at "NEON vil være i stand til at besvare spørgsmål på kontinental skala, " siger Huenneke. Det kunne hjælpe økologer med bedre at forudsige virkningerne af urbanisering, klimaændringer eller habitatfragmentering - processer med at ændre landskaber over hele verden.

Men at gøre NEON til virkelighed viste sig at være udfordrende. Der var intense debatter om dets omkostninger, hvor observatorierne skal placeres, og hvilke slags data der skulle indsamles. Byggeriet blev forkælet; omkostningsoverskridelser fik projektet til at nedskæres, og NSF fyrede projektets oprindelige ledere, der primært var trukket fra det videnskabelige samfund. I 2016 tildelte NSF NEON-kontrakten til Battelle, et ingeniørfirma, der har specialiseret sig i at styre store offentlige projekter og faciliteter. Tidligere i år forårsagede Battelle en opstand, da den fyrede to øverste NEON-medarbejdere og kortvarigt opløste det videnskabelige rådgivningsråd. Disse træk "genererede en masse ill vilje" blandt økologer, siger Michael Dietze, en økolog ved Boston University.

Stadig vandt firmaet ros for endelig færdigbehandling af NEONs konstruktion, $ 9 millioner under budgettet, tidligere på året. Det sidste sted på Hawaii gik online i maj.

Udmattelse og spænding

For nogle forskere, der har levet gennem NEON-sagaen, har det været udmattende. ”Der er mennesker, der oplevede frustration i de mange, mange år, det tog for at komme til dette punkt, ” siger Huenneke. Og nu, siger hun, ”Mange af disse mennesker som mig er alderen ud af samtalen” om, hvordan NEON skal bruges.

Nogle yngre forskere er imidlertid ivrige efter at benytte sig af NEON. I et forsøg på at udnytte denne interesse har Battelle været vært for træningsworkshops, inklusive velbesøgte sessioner på ESA-konferencen, der fremhæver de 179 "dataprodukter", som NEON producerer. Virksomheden rekrutterede også 17 forskere i den tidlige karriere, der arbejder med NEON-data for at dele deres oplevelser.

En af disse forskere, Youssef Kaddoura, får sin doktorgrad på University of Florida i Gainesville. Han bruger NEON-data til at udvikle måder til bedre at bruge luftbårne og satellitdata til økologiske undersøgelser og siger, at netværket har været en stor hjælp. ”Det er ikke kun dataene, men også at jeg har et team bag mig - NEON-folket - som er min backstage-støtte, ” siger han.

Dietze var bare en kandidatstuderende, da NEON kom i gang. Til sin afhandling “løb han rundt med et udklipsholder og målte ting”, minder han om. Nu som lektor, er han fokuseret på økologisk prognoser, der fungerer bedst med masser af data om mange steder. For ham er NEONs problemer vand under broen, , og han bliver medlem af NEON s videnskabelige rådgivende bestyrelse. NEON leverer det, det lovede, siger han og hjælper med at skifte økologiske studier mod at være mere en netværksvidenskab, hvor det er muligt at se store, overordnede mønstre.

På sessionen med korte samtaler fra NEON-brugere, som Dahlin twitret om, var entusiasmen smitsom. Der beskrev Dahlin, hvordan hun bruger NEON-data, delvis indsamlet med fly, til at undersøge, hvordan vegetation ikke kun ændrer sig over en skov, men også lodret fra trætoppene til deres baser. Det endelige mål er at være i stand til at forudsige, hvordan den vegetation og det kulstof, den opbevarer, vil ændre sig gennem tiden. Sådanne luftbårne data er meget dyre at samle, bemærkede hun, men det koster hende intet at downloade og analysere dem. Som et juniorfakultet er det fantastisk at være i stand til at trykke på [NEON s data] siger hun.

Hendes tweet, som hun sagde for det meste blev lavet i sjov, var motiveret af hendes bemærkning om, at kritik af NEON ser ud til at komme fra ældre forskere. Den yngre generation, endnu yngre end mig, er meget mere i stand til at styre disse datasæt på en måde, som de fleste seniorøkologer aldrig blev trænet i, siger hun. I betragtning af at NEON er planlagt til at operere i 30 år, bemærker hun, at yngre forskere kunne afsætte deres hele karriere til at analysere NEON-data.

Alligevel er nogle unge forskere mere omhyggelige. Det er en enorm ressource til økologi, siger Christopher Anderson ved Stanford University i Palo Alto, Californien, der bruger fjernmåling til at kortlægge ændringer i biodiversitet. He s brugte NEON-data i sit arbejde, men siger, at det kan være vanskeligt at bruge og fortolke, og bemærker, at mange områder ikke har observatorier i nærheden. Derudover siger han, der en vis mængde usikkerhed om NEON s fremtid.

Fremtidige usikkerheder

En ukendt er, hvem der vil køre NEON i de kommende årtier. Sidste måned opfordrede nogle økologer NSF til at erstatte Battelle som NEON s entreprenør, når dens nuværende $ 65-million-årlige kontrakt er oppe i 2021. Agenturet beder nu om input til en planlagt anmodning om bud til at køre netværk.

I mellemtiden beslutter Battelle stadig, hvem der bliver NEON s videnskabelige direktør, og erstatter Sharon Collinge, der trak sig tilbage tidligt i år i protest mod, hvordan Battelle behandlede det videnskabelige personale. Vi har et par meget overbevisende kandidater, siger Michael Kuhlman, Battelle s hovedforsker. At udfylde stillingen hos en økolog er ikke hans højeste prioritet, bemærker han. At have nogen, der er fortrolig med NEON s mission, er vigtig, siger han, men derudover leder Vi efter nogen, der værdsætter og er komfortabel med big data og dataoperationer.

NSF er ligesom sind. Battelle får ikke betalt for at udføre videnskaben, siger NSF s Roland Roberts i Alexandria, Virginia, der er NEON s projektleder. Det er vigtigt for forskere at være involveret, bemærker han, men han understreger, at effektiv styring af webstederne, dataene og NEON s 500 ansatte er lige så vigtig. Roberts og Battelle siger, at NEON nu har 170 videnskabsfolk og ingeniører på personale, 58 af dem med økologisk baggrund, og omkring 225 feltteknikere, der arbejder på deltid.

Finansieringsspørgsmål var også i tankerne hos mange forskere, der deltog i et møde, som NSF arrangerede på ESA for at diskutere NEON. Agenturets embedsmænd understregede, at NSF er åben for finansiering af projekter, der bruger NEON-data gennem en række NSF-programmer, ikke kun dem, der traditionelt er forbundet med økologi. NEON er designet til at levere data; det er ikke designet til at forske, så forskere skulle få finansiering fra andre dele af NSF, sagde Roberts. Da et publikumsmedlem beklagede tabet af et storstilet eksperiment i strømøkologi, der oprindeligt var planlagt at være en del af NEON, men blev ophugget på grund af omkostningsoverskridelser, foreslog NSF-embedsmænd, at forskere kunne søge finansiering for at tilføje det tilbage gennem en relativt ny finansiering mekanismer til projekter, der koster op til omkring $ 70 millioner.

Embedsmændene forsøgte også at dæmpe bekymringerne for, at NEON-operationer ville betyde finansiering til indsamling af data fra andre feltstationer, og NSFs langvarige langvarige økologiske forskningsnetværk ville komme til vejen. ”Der er frustration, fordi NEON er isoleret og fungerer som om der ikke findes andre [langvarige] netværk, ” siger Scott Collins, en økolog fra University of New Mexico i Albuquerque, der har fungeret i NEONs videnskabelige rådgivningskomité og ikke vende tilbage, efter at det blev opløst og genindført. "NEON kunne lære og drage fordel af det arbejde, der allerede findes."

Men Kuhlman siger, at nu, at NEON er i gang, er tiden inde til at skabe forbindelser mellem det og andre bestræbelser. ”Vi er på det tidspunkt, hvor vi kan have mere produktive samarbejder, ” siger han. Og Roberts ser også sådanne samarbejde som vigtige: ”Jeg vil bede om penge, ” lovede han, at være vært for workshops, der havde til formål at få forskellige dele af samfundet til at arbejde sammen.

En sådan indsats kan være nøglen til at få forskere til at stole på NEONs tilsynsførere og bruge netværket, siger observatører. ”Hvis forskersamfundet ikke har tillid til forvaltningen af ​​dataene, vil de ikke bruge dem, ” siger Collins. Det er også Dietze's bekymring. ”Hvis folk ikke begynder at bruge disse data, er der ingen grund til at fortsætte dem, ” siger Dietze. Og hvis NEON mislykkes, siger han, "det ville være et enormt tab, da jeg ikke tror, ​​at vi får en gentagelse."