top of page

קהילה, חברה ומדע - מודל חינוכי במדע האזרחים לבתי ספר

מדעי האזרחים (citizen science)ככלי מחקרי

למרות שמדענים מתחום מדע האזרחים ישתמשו בשאלונים ובמחקרים ניסויים, רוב הפרויקטים בתחום מספקים ניטור מידע לטווח ארוך. Nicholas & Williams (2006) עמדו על ההבדל בין ניטור ממוקד המבוסס על היפותזות שהוכנו מראש ובין ניטור אזרחי, שנעשה ללא היפותזות מראש. לדעת הכותבים, מעקב אזרחי הוא האמצעי הטוב ביותר כדי להתמודד עם איומים בלתי צפויים מול מגוון רחב של צמחים ובע"ח.

בסקירה זאת המחברים מדגישים את הדרישה למומחיות בעבודה מול נתונים ואת הצורך בבניית היפותזות אלטרנטיביות. הם גם מציינים, כי לשימוש באומניבוס אזרחי של זנים מגוונים בתוך אזור יש תפקיד חשוב בהארה של דפוסים בלתי צפויים ומגמות כנקודת התחלה לניטור ממוקד או למחקר תיאורטי. המעבר מניטור אזרחי אל עבר ניטור ממוקד יכול להוביל לבדיקות תצפיתיות או היפותזות הדורשות מידע ברמה של המאקרוסקייל, או בגיוסם של משתתפים למחקרים על שאלות ספציפיות לטווח הקצר או לטווח הארוך.

החלק הבא מסכם את היתרונות והאתגרים במידע בתחום מדע האזרחים ע"י הערכה של ההשפעה של המחקר בתחום זה, תוך כדי שימוש בדוגמא מתחום האורניתולוגיה. א"כ יהיה דיון על בעיות הקשורות באיכות המידע, תוך כדי הדגשה של האתגרים הכרוכים עם מידע שיש לו פוטנציאל לטעויות והטיות.

מחברי המאמר מדגישים שהם מתכוונים להתמקד במאמצי הניטור, כי אמצעים אחרים בהם משתתפים מתנדבים במחקרים, אינם שונים במיוחד מעבודת האקולוגים שמעסיקים סטודנטים כעוזרי מחקר.

תרומה לאקולוגיה בסיסית ויישומית

המחברים מציגים מספר דוגמאות באשר למדע הציפורים של מדע האזרחים.

השינויים בהתחממות הגלובלית והשפעתם על ציפורים – נתוני מידע של סדרות לאורך זמן, הוכחו כחשובים למחקר על שינויים באקלים על מעברים באזורים גיאוגרפיים אותם משכנים הזנים.

 

  1. בעקבות ההתחממות , האוכלוסייה צריכה לעבור לכיוון צפונה ולעוף גבוה יותר. במקביל קיימת תופעה דרמטית של תזוזות של רכסי גבולות. למדע האזרחים יש חשיבות בתיעוד מעברים גיאוגרפיים של זנים רבים בכל העולם, אשר מספקים מידע מוצק על כך שהם מגיבים לשינויים אקלימיים.

  2. פנולוגיה (השפעת האקלים על התופעות המחזוריות בטבע)- נתוני מידע של פעולות הכרוכות במאמצים עקביים ומשותפים ע"י מדעני האזרח, מספקים מידע חשוב. קיימים אתגרים בבדיקת שינויים פנולוגיים בעזרת נתונים מקובצים כדי לבדוק שינויים. המחקרים המובאים ע"י מחברי המאמר מראים כי יש השפעה של מזג האוויר על הולדה של ציפורים.

  3. למרות שמדע האזרחים משתמש בד"כ כדי לבדוק השפעות סביבתיות על יחידים, טוענים מחברי המאמר כי הוא צריך לעסוק בהשפעות שלהן גם על קהילות. הם מביאים לדוגמא את עבודתם של Lemonise ושותפיו (2007) בו ההם מצאו ששינויים סביבתיים השפיעו על סיכויי ההישרדות של ציפורים אירופיות.

  4. מאקרולוגיה (המחקר על היחסים בין אורגניזמים ובין סביבתם) תלויה במידה רבה יותר ע"י מדעני האזרח אשר מלקטים מידע.

  5. נתונים במדע האזרחים טובים במיוחד כדי לחקור את ההשפעות של שונות ביולוגית של איבוד סביבת מגורים טבעית ופרגמנטציה (פיצול), ע"י מתן של כיסוי רחב של מחקרי פרגמנטציה.

המחברים מציגים מחקרים המעידים כי איבוד סביבת מגורים והפרגמנטציה יצמצמו את הסבירות שזנים יתיישבו באזור מסוים ויגדילו את הגיוון לאורך זמן רב.

 

6. אוכלוסייה ואקולוגיה קהילתית

1.הערכה של נרטיביים היסטוריים

תאוריית סיפורי החיים ההיסטוריים עושה שימוש בניבויים על שונות בהישרדות ואסטרטגיות של הפרית אורגניזם אשר יכול להיבדק ע"י שינויים גאוגרפיים בזנים ומחוצה להם. נתונים ממדע האזרחים, מספקים מידע על הצלחה בתחום ההפריה בקנה מידה יבשתי.

2. אקולוגיה של מחלות מזהמות

למדע האזרחים יש פוטנציאל רב בעזרה של גילוי מחלות מדבקות ומעקב אחריהם. המחברים מציינים לדוגמא את הגילוי המוקדם של מחלת עיניים שנגרמה לזן מסוים של ציפורים ע"י בקטריה. גיוס מתנדבים מתוך רשת קיימת של מדעני האזרח, החל מיד במטרה לאסוף מידע על מספר הציפורים החולות במחלה. מדעני האזרח מצאו התפשטות של המחלה לזנים אחרים תוך כדי שיתוף פעולה לחוקרים.

3. תחרות בין זנים פולשים

זנים פולשים גורמים לשינויים גלובליים וסביבתיים, אבל שינויים אלה עשויים לזמן אף פולשים חדשים. המחברים מדגימים איך מדע האזרחים איתר שינויים בתפוצתם של ציפורים פולשניות המאכלסות בתי גידולים חדשים. נתונים במדעי האזרחים אפשרו עבור חוקרים לזהות אזורים רגישים שבם יש ציפורים פולשות ביבשת ארה"ב ובהוואי וגם לראות כיצד נקודות רגישות אלה מתקשרות לגורמים ביוטיים וא – ביוטיים.

יצירה של רשתות בעלות קנה מידה יבשתי עשוייה לשפר את ההבנה בפולשים ובתוצאות שהם מסיבים לסביבה.

 

7. Bio contaminants Biogeochemistry and Ecosystem Ecology

חומרים ביולוגיים מזהמים זכו לנראות מחדש בשנים האחרונות כמקור האחראי לירידה במספר של הציפורים, בעיקר אודות לנתונים במדע האזרחים. לדוגמא, במחקר מפורט השתתפו אזרחים שמיקמו ריבועי קרטון מחוץ ליער כדי לכמת חסרי חוליות עשירות בקלציום , כדי להדגים את השיתוף בין חומצה וריכוז נמוך של משאבי קלציום הדרוש להתרבות מוצלחת.

גישה זו של מדעי האזרח המסתייעת בגיוס אנשים מסורים להמשיך בשאילת שאלות על גורמים מלחיצים סביבתיים , תוך כדי שילובם שלמדע האזרחים עם מחקר מפורט יותר שגם מבוסס על היפותזות על מנת לפתח הבנה מעמיקה יותר באשר לאופן שבה מערכת אקולוגית מסוימת עובדת. ההתפשטות של המחקר במדעי האזרח ניסויים קפדניים ויסודיים להסקה חזקה יותר ומדגימה כיצד אקולוגיים עשויים לחשוב לשלב את מדעי האזרח לתוך ניסיונות גדולות ומשותפות. למחקרים במערכות אקולוגיות יהיה יתרון גם בניטור תצפיתני והעסקה של משתתפים באיסוף של דגימות פיסיות לאורך אזורים רחבים. הפוטנציאל הגלום בשינויים הנכפים על האקלים והשפעתם על העושר והתפוצה של המינים של החיות והצמחים הנו חשוב, ורומז על התפקיד המהותי של ניטור של שונות ביולוגית גם בתחום של מחקר במערכת האקולוגית.

 

אתגרים בעבודה עם נתונים במדע האזרחים

נתונים במדע האזרחים חושפים שיטות ניתוח רחבות עם תוצאות משתנות. אקולוגיים צריכים לצפות לעקומת למידה משמעותית בעבודה עם כל מערך נתונים במושגים של ניהול ופיתוח הבנה בעבודה עם נתונים במטרה להקטין את הטעויות ואת ההטיות במחקריהם. במחקרים עם היקף נדגמים רחב יש נטייה להופעתן של פחות טעויות מחקר; עם זאת, בעיות בהטיה צריכות להילקח בחשבון באמצעות גישות סטטיסטיות מתקדמות, תובנה ביולוגית והכרה בכך שמדגם אחד אינו מוטה עבור שאלה מסוימת, אבל לא בהכרח עבור שאלה אחרת.

 

טעויות והטיות עקב שונות באיכות התצפיתן

כמו עוזרים בתחום האקולוגי, מדעני האזרח שונים ביכולת, בניסיון ובסוג ההכשרה שיש להם. ליקויים בהכשרה עשויים לגרום לעלייה במספר הטעויות או ההטיות. לדעת המחברים, מתנדבים שעברו הכשרה , לא יהיו טובים בהכרח בהשוואה למומחים של מחקר. רק כאשר יהיה שיתוף פעולה בין המתנדבים והמומחים, הם עשו את עבודתם בצורה הטובה ביותר. עוד מציינים המחברים כי גם גיל התצפיתן יכול להיות אף הוא מכריע באשר לאיכות המידע.

בד"כ רואים צורך ברור להערכה מקיפה יותר של איכות המידע והבנה של השפעות הכשרה מקצועית, הכשרה לביצוע המשימה, משך זמן האימון סגנון ההכשרה (מול אדם או אינטרנט).

מכשירים בהתמודדות עם שגיאות התצפיתן

תיקוף נתונים הוא חלק אינטגרלי במחקר של מדע האזרחים. מקורות עיקריים של טעות והטיה ,אם הן מזוהות, עשויות להיווסף למטה-דאטה של פרויקט ולהילקח בחשבון בזמן ביצוע ניתוח הנתונים. קיימים מספר פרויקטים של ניטור ציפורים עם נתונים המשתמשים באפשרויות שונות של קורדוניאטות מקומיות ואפליקציות באינטרנט.

הטיות בדגימה

 

הטיה הנו נושא מורכב הדורש חקירה לעומק, כי הוא משתנה עם שיטת הדגימה, מאמץ, זנים ומדגמים של בתי גידול.

1. שונות במאמץ איסוף הדגימה (זמן)

ניסיונות כדי להגיע לסטנדרטיזציה של הישג הדגימה הנם דברים שמשתנים - החל ממרווחים קבועים, פרוטוקולים של מבקרים חוזרים לעבר כללים גמישים ואמות מידה שהמשתתפים בהיסוי שואפים להגיע אליהם. מכיוון שפרוטוקלים אשר מאוד מחמירים או תובעניים יצמצמו את מספר המתנדבים , מספר תוכנות מנהלים מגייסים מספר גדול של מתנדבים במטרה לאסוף תצפיות אקראיות תוך כדי ניתוב תת- קבוצה של מתנדבים אשר מחויבים לפרוטוקולים מחמירים. כאשר לתוכנות האמורות לעזור אין דרישות קדם למינימום מאמץ, יהיו הדגימות מאוד מוטות. הדבר יכול להתבטא בדיווח – יתר או בתת –דיווח ובכישלון לדווח על תופעות חוזרות ונשנות מפאת "שעמום". כדי לפתור את הבעיה תוכנות של מדע האזרחים עושות שימוש בצוותים אשר משתנים בהיקפם ובזמנים שונים. תוכנות של מדעי האזרחים עם מעט או ללא הוראות למאמצים לסטנדרטיזציה מעסיקים צוותים אשר משתנים מבחינת מספר המשתתפים. אחד מהאתגרים הגדולים במדע האזרחים יכול להיפתר ע"י מאמץ לסטנדרטיזציה של הדגימה.

איסוף של נתונים מתאימים על השקעת מאמץ טוב אף הוא בשביל לפתור שונות במאמץ משונות הקשורה לדפוסים ביולוגיים אמתיים ותהליכים.

 

2. שונות במאמץ איסוף הדגימה (חלל)

הטרוגניות מרחבית של מאמץ בדגימה יכולה להסתיים אף היא בהערכות מוטות. המחברים מציינים ניסויים בהם אנשים מתבקשים לדווח על מספרם של המינים אותם הם ראו או שמעו.; לאחר מכן החוקרים קידדו מקומות אשר דיווחו המשתתפים על הימצאותם של ציפורים כ"נעדרים". האסטרטגיה הזאת פעלה בצורה הטובה ביותר כאשר פרויקטים דגמו מדגם רחב מאוד של זנים כדי לספק רקע של מידע תקף במאמץ של איסוף הדגימה.

אפילו כאשר תוכנות במדע האזרחים משתמשים במספר צורות של מדגמים שכבתיים, אקראיות בתוך מדגמים כאלה, או אקראיות של מדגמים מעוצבים, מנתחי המידע מחליטים אם המדגמים לא מוטים.

 

שיטות לשיפור איסוף הדגימה

בד"כ יש עקומת למידה תלולה הן עבור בשביל העובדים עם מסד נתונים מיוחד, אשר משיגה ערך עם עלייה בתיעוד של מקורות הפוטנציאל של שגיאות והטיות (כלומר, במטא -דאטה), והן עבור מדענים יחידים אשר דורשים זמן כדי להכיר סט מסוים של נתונים. עם הזמן, חוקרים מגלים דרכים לסינון מערכי נתונים גדולים, באמצעות שימוש כללים לצמצום טעויות והטיות של משתתפים במחקר. עידון מתמשך והתקדמות בבנייה של מודל מרחבי – זמני יסייעו לשיפור האיכות והנגישות של מחקר בתחום מדע האזרח עבור חוקרים רבים.

 

מסקנות

יש יתרונות בשילובם של נתונים מתוך תוכנות בתחום מדעי האזרח על – מנת לנטר שינויים באוכלוסיות , קהילות ומערכות אקולוגיות. כדי לפתור דרישותיהם שלחוקרי אקולוגיה, מנהלים, סוכנויות ממשלה, יש צורך לנסות לשלב נתונים מנוטרים ולקשר אותם לנתונים סביבתיים ולכלי ניתוח. במקביל ,ישנו עניין מצדם של מוסדות ממשלתיים וסוכנויות מימון בבניית מאגרים ותשתיות סייבר למחקר אקולוגי רב היקף, דבר שהמחברים טוענים שהוא חיובי למחקר האקולוגי; עם זאת, חשוב להכיר בכך שהמטרות המדעיות והקונסרבטיביות נעשות בצורה הטובה ביותר דרך שותפויות עם פרויקטים קיימים כדי להבטיח כי מערכי הנתונים יהיו אכן משולבים ושהמידע ההיסטורי הוא דיגיטלי ונגיש באינטרנט. כדי לעמוד במשימה, מאמצים ביצירה ובשימוש במדע האזרח עבור הציבור יש צורך ברצון טוב בהבאה של נתונים היסטוריים לתוך בסיסי נתונים ארציים, ובמקביל יש לנצל ידע קיים כדי לדעת איך פרויקטים בתחום מדע האזרח פועלים. לדעת המחברים, פרויקטים במדעי האזרח מוכרחים לפרוץ גבולות בנ"ל , והם מצריכים שותפויות של ארגונים ממשלתיים ולא ממשלתיים כדי להשיג הקף גאוגרפי רלבנטי. מעורבותם של טובי חוקרי האקולוגיה בעיצוב של פרויקטים בתחום מחקרי אזרח היא הכרחית לעתיד.

יש צורך עבור סוכנויות המימון להבטיח שמדע האזרח הוא מתחת לראדר שלהם כתחום מתפתח, הדורש תכניות הכשרה ומעורבותם של מחויבות של מומחים לאקולוגיה בפיתוחם של פרויקטים ותשתיות – סייבר. למרות שיש מעט חוקרים שמסוגלים להשתמש בכלי ניתוח מרחביים ומתוחכמים, אפשר לראות עבודות דוקטורט באקולוגיה המבוססות על מדעי האזרח. תכניות ומימון במטרה לתמוך בהכשרה בשת"פ עם אקולוגיה, ביולוגיה ממוחשבת, וסטטיסטיקה גיאו – מרחבית נמצאים במחסור. כל אלה חשובים כדי להבטיח שימוש באופן מלא ומדויק בנתוני מידע מרחביים גדולים אשר הופכים להיות זמינים לציפורים ואורגניזמים אחרים. לבסוף, מחברי המאמר מצפים מהמדע של האזרח למלא תפקיד הולך וגובר בנוגע לשינויים סביבתיים.

Dickinson, J. L., Zuckerberg, B., & Bonter, D. N. (2010). Citizen science as an ecological research tool: challenges and benefits. Annual review of ecology, evolution and systematics, 41, 149-72.

ThorVaKeshet.png
bottom of page