Természetvédelmi kutatások

1. Természetvédelmi kutatások NyME EMK Növénytani és Természetvédelmi Intézet

2. Kutatástervezés

3. Kutatástervezés lépései • elővizsgálatok • kérdések • hipotézisek • predikciók • változók kiválasztása • adatfelvételi módszerek • adatgyűjtés • adatanalízis

4. Kutatástervezés lépései • Minden mindennel összefügg, azaz az egyes lépések között visszacsatolás működik. Précsényi (1995)

6. Kutatás: valamely probléma megoldása hipotézis alkotással és annak induktív vagy deduktív bizonyításával. • Tudományos kérdések megoldása, összefüggések feltárása érdekében folytatott tevékenység. • Györffy (1968:398) szerint “a tanulmányozott tárgy teljesebb megismerésére irányuló szisztematikus intenzív vizsgálódás”

7. Folsont szerint “A kutatás az ismeretlen vizsgálata.” Kecső (1980:12-13) szavaival: “a tudományos általánosítás módszereit alkalmazó tudatos ismeretgyarapitási tevékenység” — illetve — “az ismeretlen megismerésére irányuló tudatos törekvés.” http://physics2.kee.hu/__Fizika/KutatasModszertan/book/p0040.htm Miért is kell kutatnunk? Az angliai boglárka lepke esete (Standovár&Primack 2001, pp:19-21.)

8. Fontos: • vizsgálati objektum kiválasztása, • 2. kérdések, mit lehetne vele kapcsolatban vizsgálni, • 3. ne legyen antropomorf, ne magyarázzak bele dolgokat (főleg zoológusokra érvényes) • 4. eredményeinket nem szabad tényként kezelni, csak megerősítik v. gyengítik a hipotéziseinket (!)

9. A kutatásokat alaposan meg kell tervezni! Pénzügyi és időbeli korlátokat előre fel kell mérni, így nem érhet minket kellemetlen meglepetés (pl. szakdolgozatnak elvállaltunk egy életművet). (Précsényi 1995) • Cél, azaz konkrét elgondolás, hipotézis nélkül, ne gyűjtsünk adatokat, csak azért, hogy egyszer valamire még jó lesz.

10. Kutatástervezés (Précsényi 1995): • A kutatás lépései: szorosan összefüggenek egymással és visszacsatolnak. • elővizsgálatok: megfigyelés, irodalmazás, eszmecsere tapasztaltabb kollégákkal, témavezetővel... • kérdések: (Hol? Mikor? Mennyi?leíró jellegű; Miért? Hogyan? Hipotézis tesztelő - oknyomozó), folyamatosan fogalmazódnak meg és egyre specializáltabbá válnak az előkutatások során

11. hipotézisek: speciális kérdések melyekhez sok elővizsgálat szükséges. Konkrét kérdésfeltevés. (nem összetévesztendő a hasonló statisztikai kifejezéssel!) • biológiai értelemben legyen értelmes és tesztelhető. • Egymást kizáró hipotézis párokat alkossunk, mert, ha csak egy hipotézist alkotunk, azt nehéz lesz elvetni, ha nem igaz. • pl. 1. hip. adott faj szaporodásában a hím szaporodási sikere arányos a testméretével, • 2. hip. adott faj hímjének szaporodási sikerében a testnagyság nem játszik szerepet.

12. predikciók (állítások): hipotézisből logikusan következő statisztikailag tesztelhető, biológiai tartalomban értelmes állítások. Minden hipotézisből minél több predikciót igyekezzünk levonni! • pl. 1.hip-ből kiindulva • 1.pred a kétszer nagyobb hímek kétszer olyan sikeresek, mint az átlagosak, azaz lineáris az összefüggés, • 2. pred a kétszer nagyobb hímek négyszer sikeresebbek azaz nem lineáris az összefüggés (négyzetes), • 3. pred hímek méretével nő a territórium, • 4. pred hímek testnagyságával nő az utódok felnövési esélye

13. változók kiválasztása a predikciók tesztelésére. Csak a predikciók tesztelésével közvetlenül összefüggő változókat mérjük! A mért változókat minél előbb értékeljük, hogy pontosabb képet kapjunk a hipotézisekről! • pl. • 1. változó hímek testmérete, • 2. változó a hímek szaporodási sikere

14. adatfelvételi módszerek (mérési pontosság megválasztása), sztenderdizálni kell a módszereinket • adatok kezelése (mások számára is hozzáférhetőek legyenek), • adatgyűjtés felbontása (hány km-enként gyűjtök, ismételhetőség, mintavételi idő, mintavétel gyakoriság (1 hetes intenzív madarászás és az, ha éppen csak átsétáltunk a területen nem összehasonlítható) • KISS-szabály: lehető legegyszerűbb módszert igényelje, lehető legegyszerűbb adatrögzítéssel, legyen olcsó • adatgyűjtés, • adatanalízis: statisztikai módszerekkel. Exploratív (átlag, szórás, medián), és konfirmációs (megerősítő) fázis

18. Gondolat menete: • jelenség megfigyelése, • összes, egymást kölcsönösen kizáró hipotézis megfogalmazása • mindegyik hipotézisre vizsgálat • azok a hipotézisek, melyeket nem tudunk megcáfolni "igaznak" fogadjuk el

19. Kutatások típusai: alapkutatások: Általános törvényszerűségek megállapítása a cél. "Csak" közvetve bír gazdasági, gyakorlati haszonnal. Ezekre nehéz anyagi hátteret szerezni. alkalmazott kutatások: Konkrét probléma megoldására keresi a választ, pl. valamilyen természetvédelmi probléma megoldása (Botta-Dukát&Pásztor 2007: 72-75 pp.). Közvetlen gyakorlati haszna van, közvetlen gazdasági értékkel bír, pl. gyógyszeripari kutatások

20. megfigyelés: • Nincs beavatkozás, ez a hagyományos és egyben a lehető legegyszerűbb kutatási mód • Pusztán adat gyűjtés történik, könnyű kivitelezni, hátránya: hipotézis tesztelésére nem nagyon alkalmas. • A mért eredményeket sok külső tényező befolyásolhatja.

21. kísérlet: Van beavatkozás, manipuláció. ilyenek a természetvédelmi kezelések is. Jellemzője, hogy előre tervezett protokoll szerint zajlik. (A kutatás szempontjából fontos mért változó a függő változó. Független változó, amit manipulálok.) Kontrollnak kell lenni! Ált. költségesek. egyszerű kísérlet: kezelés előtti és kezelés utáni állapot összehasonlító kísérlet: kezelt és kezeletlen csoport

22. Hibaforrás: • természetes variabilitás, • mérési hiba, • kezelés pontatlan beállítása, kezelés máshogy hat a különböző egységekre

23. Összvariancia=csoporton belüli var.+csoportok közötti var. • Csoporton belüli variancia a kísérlet hibája, a pontosságot javítja az ismétlés, más körülmények között is elvégzem • Kontrollálás (azonos körülmények), • Randomizálás (véletlenszerű mintavétel, szubjektivitás kizárása), • Ismétlés (átlag szórásának csökkentése)!

24. Kísérleti elrendezések: tökéletesen random elrendezés: legegyszerűbb, kezelést véletlen szerűen rendelem az alanyokhoz, homogén kísérleti alanyoknál, vagy olyankor előnyös ha várhatóan az alanyok egy része nem reagál a kezelésre, vagy elpusztul, minimalizálható az adatvesztés blokk elrendezés: homogén csoportokba soroljuk az alanyokat (pl. kor, ivar) és csoportonként, azaz blokkonként random kezelést hajtunk végre

25. latin négyzet elrendezés: egyszerre két járulékos tényezőt zár ki, pl. hely és idő, napszak és súly 2x2, 3x3

26. faktoriális elrendezés: két faktor hatását vizsgálja egyszerre. A faktorok közötti kölcsönhatások felderítésére is alkalmas. pl. hőm és talajnedvesség hatása a levélfelületre kísérlet buktatója a pszeudoreplikáció: 1 egyedet sokszor lemérek, pl. ER magterület és pufferterület természetességét vizsgálom 1 rezervátumban, ez 2 elemű (magterület, puffterület), akárhány hálópontban is mérek

27. modellezés: logikai absztrakt • (Botta-Dukát&Pásztor 2007: 72-75 pp.) • esettanulmányok: • konkrét területre, vagy egy adott populációra vonatkozó információszerzés, • egyedi állapotok rögzítése (alapállapot felmérés), • folyamatok nyomon követése (monitorozás) • + vizsgált objektum, folyamat megismerése, hipotézis generálás • + közvetlen alkalmazhatóság a természetvédelemben • korlátozott általánosíthatóság • - ok-okozati összefüggéseket nem tárja föl

28. Alapállapot felmérés: Rövid időintervallumban mintegy pillanatfelvételt készítünk a terület élővilágáról (fajszám, cönofelvétel, élőhelytérkép), mintegy rögzítjük az utókor számára. Egyfajta előkutatás.

29. Monitorozás: • Folyamatok hosszabb-rövidebb nyomon követése. • pl. biz. fajok terjedési sebességét ilyen hosszútávú adatsorokból számolják. Biomonitoring (Standovár&Primack 2001, p. 272.): valamilyen fajt v. fajegyüttest a fizikai környezet valamilyen állapotváltozójának jelzésére használunk. • survey = vizsgálat: • Nem túl hosszú időtartamú vizsgálódás, várható eredménnyel kapcsolatban nincs előzetes elvárásunk. • surveylance = vizsgálatsorozat: • Célja hogy hosszú távú adatsorokkal dokumentálja az adott változókat, nincs előzetes elvárásunk a változókkal kapcsolatban

30. Monitoring: • Megismételt megfigyelés van előzetes elvárás, és cselekvési terv. Bizonyos jelnél beavatkozunk. • Konkrét célokat szolgál: természetvédelmi intézkedés hatásosságának értékelése, szabályozást kiszolgáló monitorig, korai vészjelzés. • Trend monitorozás: az érdekel, hogy időben hogy változik bizonyos paraméter • Hipotézis monitorozás: tudom, hogy valami fog történni feltételezem, hogy változást fog előidézni Pl. Duna elterelése

33. Terepi összehasonlító vizsgálatok: • Populációk, közösségek több időpontban vizsgálva, vagy térben elkülönült több populáció vizsgálata u.n időpontban (pl. ilyenek a "space for time" kutatások is) • + természetes körülmények között vizsg., potenciális hatótényezők mind jelen vannak • + összetett közösségekben zajlik, (fajon belüli és fajok közötti interakciók érvényesülnek • - kontrollálatlan körülmények (sok ható tényező, amit nem tudok mérni), ezért az oksági viszonyok feltárhatósága korlátozott

34. Terepi kísérleti vizsgálatok: • 1 v. több környezeti tényező manipulálásának hatására létrejött változások vizsgálata. • Időben (egyszerű kísérlet) és térben (összetett kísérlet) is vizsgálhatom. • Térbeli vizsgálatoknál nagyobb a mintavételi hiba, mert a kezelt és a kontroll között nem csak a kezelésben lehet különbség. • Időben, pedig nem tudunk mindent állandósítani, mert pl. változik az egyedek kora, változik az időjárás.

35. + természetközeli körülmények, nem marad ki hatótényező • + közösség természetes összetételű • korlátozott manipulálási lehetőségek, értelmezést nehezíthetik felfedezetlen tényezők, kiindulási körülmények eltérőek lehetnek • drága

36. Laboratóriumi összehasonlító vizsgálatok, kísérletek: • kontrollált körülmények között zajlik, csak a vizsgálni kívánt paramétert változtatom a kísérleti elrendezésemben • + kontrollált paraméterek • + kevesebb felfedezetlen tényező • + állandó feltételek miatt kevesebb zaj (hiba), érzékenyebb a finomabb változásokra • + manipulált tényezők hatása igazolható

37. - fontos hatótényezők kimaradhatnak (egyszerűbb közösségek, esetleg természetben soha nem jelenik meg az adott szituáció) • - kis területen egyes jelenségek fel sem léphetnek • - analógiák alapján általánosítunk • - drága • - pl. allelopátiás kísérlet azonos hőmérséklet, fény, nedvesség, kezelés kül. koncentrációjú növényi kivonatok (nem kontrollált paraméter: nem tudom pontosan milyen vegyületeket tartalmaznak és milyen arányban)

39. számítógépes szimuláció (modellezés): • mindig valamilyen sarkított rákérdezésen alapul, és csak a vizsgált kérdésre és csak az érvényességi feltételek fennállása mellett adnak választ. Gyakran egy terepi vizsgálat v. kísérlet kiindulópontját jelenti • + gyors • + olcsó • + tágak a manipulációk lehetőségei

40. eredmények egy része adódhat a modell sajátságaiból, nem felismert tulajdonságaiból • minden modellnek meg van a saját korlátja, csak ezek ismeretében jósolhatok • taktikai modellek: számszerű előrejelzéseket várunk pl. globális klímaváltozás • stratégiai modellek: jelenség minőségi leírása a cél

41. Kombinálhatjuk is a módszereket pl. amerikai kukoricabogár terjedési vizsgálata: terjedési sebességét terepi megfigyeléssel, laboratóriumban kísérletesen vizsgálták a szaporodási és egyedfejlődési paraméterek hőmérséklet függését, ezután modellezték a jövőbeni terjedést Tanulság: ismernünk kell a módszereket Mindig a kérdés dönti el, hogy melyik módszert választjuk!!!

42. 4. Sztochasztikus jelenségek: (BDZ&Pásztor 2007) • determinisztikus: • Ha a jelenséget az adott feltételek egyértelműen meghatározzák, pl. ha hirtelen az arcod felé csapnak pislogsz, vagy ha a reflexkalapáccsal a térdkalácsalatti ínra koppintanak, a láb kilendül. • sztochasztikus: • A jelenséget a figyelembe vehető , v. az általunk meghatározott feltételek nem határozzák meg egyértelműen. • Azonos feltételek között is különböző lehet a végeredmény.

43. Populációk és közösségek esetében az összefüggések tömegjelenségekre vonatkoznak, ezek véletlenszerűek, vagyis adott körülmények között többféle esemény is bekövetkezhet. • Az, hogy a lehetséges állapotok ill. folyamatok közül éppen melyik realizálódik, teljesen véletlenszerű, esetleges. • Viszont, ha sikerül állandó körülményeket biztosítani, akkor az átlagos viselkedés sok esetben meglepően pontosan kiszámítható.

44. Irodalom: Standovár T. - Primack, R. B. (2001): A természetvédelmi biológia alapjai. Nemzeti Tankönyvkiadó, Bp., pp: 19-21. (1. olvasmány); 272-273. (monitorozás) Précsényi István (szerk 1995): Alapvető kutatástervezési, statisztikai és projektértékelési módszerek szupraindividuális biológiában. KLTE, Debrecen, pp: 4-20. Botta-Dukát Z. - Pásztor E. (2007): Véletlen és szabály: sztochasztikus jelenségek vizsgálata. In: Pásztor Erzsébet - Oborni Beáta (szerk. 2007): Ökológia. Nemzeti Tankönyvkiadó, Bp., 64-75 p.

45. Előkutatások:Irodalmazás

46. Kutatatástervezés lépései: • elővizsgálatok, • kérdések, • hipotézisek, • predikciók (állítások), • változók kiválasztása, • adatfelvételi módszerek (mérési pontosság megválasztása), • adatgyűjtés, • adatanalízis,

47. BEVEZETÉS • Megfigyelés, irodalmazás, eszmecsere tapasztaltabb kollégákkal, témavezetővel... • Praktikus tanácsok (Gaál 2007): • Ne igyekezzünk emlékezetbe tartani olyan dolgokat, amire közvetlen nincs szükségünk, azt jegyezzük meg, hogy hol találhatjuk meg ezeket. • Ne siessünk az irodalmazással, hagyjunk időt a gondolkodásra! • Inspiráló lehet, ha gondolatainkat megosztjuk másokkal, megbeszéljük valakivel. • Az információ áradatból gyakorlattal kiszemezhetőek a számunkra hasznosak. • Gyorsolvasási technika • Elemző olvasás SQ3R (Survey,Question, Read-Recite-Review) • Soha ne olvassunk gyorsabban, mint ahogy azt természetesnek érezzük, azaz hagyjunk időt, hogy megállva átgondoljuk az olvasottakat

48. Irodalmazás lépései (Précsényi 1995): • teljes tudományágat felölelő könyv, egyetemi tankönyv átrágása az alapvető fogalmak, törvényszerűségek megismeréséhez, megértéséhez • szemelvények (review) a szűkebb érdeklődési területről, ezek több száz szakcikk eredményeit tekintik át kritikusan, jók, mert egy helyen nagy mennyiségű bibliográfiai adatot is nyerünk, melyeket esetleg érdemes lesz megszereznünk és eredetiben is elolvasnunk • szakcikkek összegyűjtése és elolvasása

49. 2. SZAKIRODALOM FAJTÁI: • Szakkönyvek fajtái (Gaál 2007): • Tankönyvek: • rendszeres módszertannal vezetnek be valamely szakterület alapvető ismereteibe. • Logikus rendszerbe kell, hogy felépüljenek. • Le kell, hogy fedje az érintett szakterület minden lényeges ágát, tükrözze a jelenleg elfogadott nézőpontokat. • Elsősorban a megértést és érdeklődés felkeltését kell, hogy szolgálja! • Monográfiák: • Valamely szakterület viszonylag szűk, körülhatárolt, mélyre hatoló területét foglalja össze. • Csakis egy különleges témát tárgyal. • Kis példányszámban adható el és ezért drága is.

50. Kézikönyvek: • A már egyértelműen elfogadott ismereteket tartalmazzák, és az érvényben lévő, de mindennapi munkához szükséges információkat biztosítják pl. gyógyszerkönyvek, laboratóriumi kézikönyvek. • Sokszor többkötetesek. • Enciklopédikusan kialakított útbaigazító művek. • Tájékoztató segédkönyvek pl. szakmai lexikonok, szakmai szótárak • Időszaki kiadványok és sorozatok (Gaál 2007): • előre meg nem határozott időtartamra tervezett kiadvány, amely egymást követő részegységekből áll (pl. füzet, kötet, évfolyam) • folyóirat, évkönyv, közlemény,konferencia kötetek...