Het enorme ecologische observatorium van NSF staat open voor het bedrijfsleven. Maar er blijven spanningen

De laatste locatie in het National Ecology Observatory Network, inclusief een toren met sensoren, werd eerder dit jaar in Hawaii voltooid.

Battelle / NEON

Het enorme ecologische observatorium van NSF staat open voor het bedrijfsleven. Maar er blijven spanningen

Door Elizabeth PennisiAug. 29, 2019, 17:00

LOUISVILLE, KENTUCKY— Twintig jaar in de maak, met tegenslagen onderweg, is het National Ecological Observatory Network (NEON) van $ 460 miljoen nu volledig operationeel. Op 81 locaties in de Verenigde Staten, die zich uitstrekken van arctische toendra in Alaska tot tropische bossen in Puerto Rico, verzamelen geavanceerde sensoren een breed scala aan milieugegevens die zijn ontworpen om ecologen in staat te stellen grootschalige patronen te detecteren.

Maar terwijl NEON de operationele fase ingaat, blijft het project onderwerp van debat binnen de gemeenschap van ecologische wetenschap. En die spanningen waren hier eerder deze maand te zien tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de Ecological Society of America (ESA), waar zowel de problemen als de belofte van NEON tijdens verschillende sessies werden besproken.

Sommige ecologen zijn bang dat NEON het wachten niet waard zal zijn geweest, en dat de kosten van het exploiteren van het netwerk de beschikbare financiering voor kleinere onderzoeksprojecten zullen verminderen. Er is ook controverse rond hoe Battelle, het in Columbus gevestigde bedrijf dat de National Science Foundation (NSF) heeft ingehuurd om NEON te leiden, de wetenschappelijke adviseurs van het project heeft behandeld. Maar andere onderzoekers kijken uit naar de groeiende datastromen van NEON en zeggen dat ze ecologie een nieuw tijdperk van big data kunnen laten betreden en nieuwe vragen kunnen beantwoorden.

Hier tijdens de vergadering werden de gesprekken over NEON gekleurd door iets van een generatiekloof. Sommige oudere ecologen uitten vermoeidheid over de bezittingen van NEON. Jongere onderzoekers toonden echter enthousiasme over het mogelijke gebruik van het netwerk.

Een tweet, van Kyla Dahlin (@bristleweed), een ecogeograaf aan de Michigan State University in East Lansing, trok de stemming: “Goedemorgen # ESA2019! Moe van het horen van knorrige oude mannen die klagen over @NEON_sci? Kom eens horen van echte NEON-gebruikers om 08.00 uur in RM M108. ”

Een hobbelige weg

NEON, oorspronkelijk meer dan twee decennia geleden voorgesteld door toenmalige NSF-directeur Rita Colwell, was ontworpen om te reageren op een groeiende interesse onder ecologen in het samenstellen van grote datasets waarmee ze verder konden kijken dan hun lokale studiesites om te zien hoe hun bevindingen van toepassing waren op een grotere context. Maar: "De belangstelling van de onderzoekers overtrof hun toegang tot de technologie en de gegevens", zegt plant-ecoloog Laura Foster Huenneke, die onlangs met pensioen ging aan de Northern Arizona University in Flagstaff.

Uiteindelijk verdeelden NEON-planners de Verenigde Staten in 20 zogenaamde 'ecodomeinen'. Elk zou een reeks observatoria krijgen die gegevens over planten, dieren, het weer en andere omgevingsparameters zouden verzamelen, met behulp van gestandaardiseerde methoden zodat wetenschappers gegevens over sites. Het idee is dat "NEON in staat zal zijn vragen op continentale schaal te beantwoorden", zegt Huenneke. Dat kan ecologen helpen de effecten van verstedelijking, klimaatverandering of fragmentatie van habitats beter te voorspellen - processen die landschappen over de hele wereld veranderen.

Maar NEON in realiteit omzetten bleek een uitdaging. Er waren intense debatten over de kosten, waar de observatoria te plaatsen en welke soorten gegevens moeten worden verzameld. De bouw liep vast; kostenoverschrijdingen zorgden ervoor dat het project werd ingekrompen en NSF ontsloeg de oorspronkelijke managers van het project, die voornamelijk afkomstig waren uit de wetenschappelijke gemeenschap. In 2016 heeft NSF het NEON-contract gegund aan Battelle, een ingenieursbureau dat zich heeft gespecialiseerd in het beheren van grote overheidsprojecten en -faciliteiten. Eerder dit jaar veroorzaakte Battelle opschudding toen het twee top NEON-medewerkers ontsloeg en, kort gezegd, de wetenschappelijke adviesraad ontbond. Die bewegingen 'hebben veel kwade wil veroorzaakt' bij ecologen, zegt Michael Dietze, een ecoloog aan de Universiteit van Boston.

Toch won het bedrijf lof voor het eindelijk afronden van NEON's constructie, $ 9 miljoen onder budget, eerder dit jaar. De laatste site, in Hawaii, ging in mei online.

Uitputting en opwinding

Voor sommige onderzoekers die de NEON-saga hebben meegemaakt, was het vermoeiend. "Er zijn mensen die frustratie hebben ervaren gedurende de vele, vele jaren die nodig waren om op dit punt te komen", zegt Huenneke. En nu zegt ze: "Veel van die mensen zoals ik zijn ouder geworden uit het gesprek" over hoe NEON moet worden gebruikt.

Sommige jongere wetenschappers willen echter NEON aanboren. Om die interesse te benutten, organiseerde Battelle trainingsworkshops, waaronder goed bezochte sessies op de ESA-conferentie, die de 179 "dataproducten" benadrukken die NEON produceert. Het bedrijf heeft ook 17 vroege carrière-wetenschappers aangeworven die met NEON-gegevens werken om hun ervaringen te delen.

Een van die onderzoekers, Youssef Kaddoura, promoveert aan de Universiteit van Florida in Gainesville. Hij gebruikt NEON-gegevens om manieren te ontwikkelen om lucht- en satellietgegevens beter te gebruiken voor ecologische studies en zegt dat het netwerk een grote hulp is geweest. "Het zijn niet alleen de gegevens, maar ook dat ik een team achter me heb - de NEON-mensen - die mijn backstage-ondersteuning zijn", zegt hij.

Dietze was nog maar net afgestudeerd toen NEON begon. Voor zijn proefschrift "rende hij rond met een klembord en meette dingen", herinnert hij zich. Nu een universitair hoofddocent, richt hij zich op ecologische prognoses, die het beste werken met veel gegevens over veel plaatsen. Voor hem zijn de problemen van NEON water onder de brug en hij wordt lid van de wetenschappelijke adviesraad van NEON . NEON levert wat het beloofde, zegt hij, en helpt ecologische studies te verschuiven naar een meer netwerkwetenschap, waar het mogelijk is om grote, overkoepelende patronen te zien.

Tijdens de sessie van korte gesprekken door NEON-gebruikers waar Dahlin over twitterde, was het enthousiasme aanstekelijk. Daar beschreef Dahlin hoe ze NEON-gegevens gebruikt, gedeeltelijk verzameld door vliegtuigen, om te bestuderen hoe vegetatie niet alleen door een bos verandert, maar ook verticaal van de boomtoppen naar hun bases. Het uiteindelijke doel is om te kunnen voorspellen hoe die vegetatie en de koolstof die het opslaat in de loop van de tijd zullen veranderen. Zulke gegevens in de lucht zijn erg duur om te verzamelen, merkte ze op, maar het kost haar niets om ze te downloaden en te analyseren. Als junior faculteit is het geweldig om in [NEON s gegevens] te kunnen tappen, zegt ze.

Haar tweet, waarvan ze zei dat het vooral leuk was, werd ingegeven door haar observatie dat kritiek op NEON afkomstig lijkt te zijn van oudere wetenschappers. De jongere generatie, zelfs jonger dan ik, is veel beter in staat om deze datasets te beheren op een manier waar de meeste senior ecologen nooit in zijn opgeleid, zegt ze. Gezien het feit dat NEON 30 jaar actief is, merkt ze op dat jongere onderzoekers hun hele carrière kunnen wijden aan het analyseren van NEON-gegevens.

Toch zijn sommige jonge wetenschappers voorzichtiger. It s een geweldige bron voor ecologie, zegt Christopher Anderson aan de Stanford University in Palo Alto, Californië, die teledetectiegegevens gebruikt om veranderingen in de biodiversiteit in kaart te brengen. Hij heeft NEON-gegevens in zijn werk gebruikt, maar zegt dat het moeilijk te gebruiken en te interpreteren is en merkt op dat veel gebieden geen observatoria in de buurt hebben. Bovendien, zegt hij, is er een zekere mate van onzekerheid over de toekomst van NEON .

Toekomstige onzekerheden

Een onbekende is wie NEON de komende decennia zal draaien. Vorige maand riepen sommige ecologen NSF op om Battelle te vervangen als contractant van NEON wanneer zijn huidige contract van $ 65 miljoen per jaar in 2021 is afgelopen. Het bureau vraagt ​​nu input voor een gepland verzoek om biedingen uit te voeren. netwerk.

Ondertussen beslist Battelle nog steeds wie de wetenschappelijk directeur van NEON wordt, ter vervanging van Sharon Collinge, die begin dit jaar ontslag nam uit protest tegen hoe Battelle haar wetenschappelijke staf behandelde. We hebben een paar zeer aantrekkelijke kandidaten, zegt Michael Kuhlman, hoofdwetenschapper van Battelle. Het invullen van de functie met een ecoloog is niet zijn hoogste prioriteit, merkt hij op. Iemand die bekend is met de missie van NEON is belangrijk, zegt hij, maar bovendien We zoeken iemand die waarde hecht aan en vertrouwd is met big data en gegevensbewerkingen.

NSF is van dezelfde geest. Battelle wordt niet betaald om de wetenschap te doen, zegt NSF s Roland Roberts in Alexandria, Virginia, die de projectmanager van NEON is. Het is belangrijk dat wetenschappers erbij worden betrokken, merkt hij op, maar hij benadrukt dat effectief beheer van de sites, de gegevens en de 500 werknemers van NEON net zo belangrijk is. Roberts en Battelle zeggen dat NEON nu 170 wetenschappers en ingenieurs in dienst heeft, waarvan 58 met ecologische achtergronden en ongeveer 225 veldtechnici die parttime werken.

Financieringskwesties waren ook in de hoofden van veel onderzoekers die deelnamen aan een NSF-bijeenkomst die bij ESA werd georganiseerd om NEON te bespreken. Ambtenaren van het Agentschap benadrukten dat NSF open staat voor de financiering van projecten die NEON-gegevens gebruiken via een verscheidenheid aan NSF-programma's, niet alleen die traditioneel geassocieerd met ecologie. NEON is ontworpen om gegevens te verstrekken; het is niet ontworpen om onderzoek te doen, dus onderzoekers zouden financiering van andere delen van NSF moeten krijgen, zei Roberts. Toen een lid van het publiek klaagde over het verlies van een grootschalig experiment in stroomecologie dat oorspronkelijk was gepland als onderdeel van NEON, maar werd geschrapt vanwege kostenoverschrijdingen, stelden NSF-ambtenaren voor dat onderzoekers financiering konden zoeken om het terug te voegen via een relatief nieuwe financiering mechanismen voor projecten die tot ongeveer $ 70 miljoen kosten.

De ambtenaren probeerden ook de bezorgdheid weg te nemen dat NEON-operaties financiering zouden betekenen voor het verzamelen van gegevens van andere veldstations, en het langlopende langetermijnnetwerk voor ecologisch onderzoek van NSF zou aan de kant vallen. "Er is frustratie omdat NEON geïsoleerd is en werkt alsof andere [lange-termijn] netwerken niet bestaan", zegt Scott Collins, een ecoloog van de Universiteit van New Mexico in Albuquerque, die in de wetenschappelijke adviesraad van NEON heeft gediend en niet terugkeren nadat het was ontbonden en hersteld. "NEON kan leren en profiteren van het werk dat al bestaat."

Maar Kuhlman zegt nu dat NEON actief is, het is tijd om verbindingen tussen het en andere inspanningen te smeden. "We zijn nu op het punt dat we productievere samenwerkingen kunnen hebben", zegt hij. En Roberts vindt dergelijke samenwerkingen ook belangrijk: 'Ik zal om geld smeken', beloofde hij, om workshops te organiseren om verschillende delen van de gemeenschap samen te laten werken.

Zulke inspanningen kunnen van cruciaal belang zijn om wetenschappers te laten vertrouwen op de toezichthouders van NEON en het netwerk te gebruiken, zeggen waarnemers. "Als de onderzoeksgemeenschap het beheer van de gegevens niet vertrouwt, zullen ze deze niet gebruiken", zegt Collins. Dat is ook de zorg van Dietze. "Als mensen die gegevens niet gaan gebruiken, is er geen reden om ermee door te gaan", zegt Dietze. En als NEON faalt, zegt hij, "zou dat een enorm verlies zijn, want ik denk niet dat we opnieuw moeten doen."