zum Hauptinhalt wechseln zum Hauptmenü wechseln zum Fußbereich wechseln Universität Bielefeld Play Search

Generalisierung und Kausalität in der Ökologie

ZiF Logo
ZiF main building from the side, blooming trees, green lawn
Universität Bielefeld/P. Ottendörfer
Zum Hauptinhalt der Sektion wechseln
Graphic design for the group, a puzzle of a world map at the bottom with a funnel above, stuffed with plants, books, animals etc., green and orange colours
Design: C. Mehl/Büro Paschetag

Leitung

Tina Heger (Berlin, GER)

Kontakt am ZiF

Sabine Mende
zif-conferencesupport@uni-bielefeld.de

Evidenz und Theorie in der Ökologie

Vom Einzelfall zur Generalisierung und von Korrelationen zu Kausalität

September 2024 - Februar 2025

Ökosysteme stehen weltweit unter Druck, immer mehr Tier- und Pflanzenarten sterben aus oder sind bedroht. Von der Ökologie als wissenschaftliche Disziplin wird erwartet, das nötige Wissen zu liefern, um gegenzusteuern. In der Tat generiert die ökologische Forschung eine stetig wachsende Menge an Daten und empirischen Erkenntnissen über Ökosysteme. Im Prinzip sollte dieser Informationszuwachs auch zu einer stetigen Verbesserung des Verständnisses dieser Systeme führen und damit auch zu einem stetigen Zuwachs an Informationen, die direkt zur Verbesserung des Schutzes und des Managements biologischer Vielfalt genutzt werden können

Doch der Schritt von den Ergebnissen ökologischer Studien hin zu wirkungsvollen Maßnahmen ist groß. Zuerst ist es nicht einfach, von Erkenntnissen, die in einzelnen empirischen Studien gewonnen wurden, auf Wissen über Ökosysteme im Allgemeinen zu schließen. Der Schritt von dort zu praktisch nutzbarem Wissen ist noch einmal größer. Ökosysteme sind hochkomplex, und ökologische Prozesse sind stark kontextabhängig. Dies führt dazu, dass empirische Ergebnisse aus Einzelfallstudien nur schwer auf andere Systeme übertragen werden können und sich nur schwer in sinnvolle Handlungsanweisungen für den Umweltschutz umsetzen lassen.

Das Kernproblem besteht darin, wie die Ergebnisse einer großen Anzahl von sehr unterschiedlichen Fallstudien zusammengebracht werden können. Denn diese verfolgen oft ganz unterschiedliche Forschungsansätze (es kann sich z. B. um Feldstudien oder kontrollierte Laborexperimente handeln) und konzentrieren sich auf ganz unterschiedliche Forschungsgegenstände (etwa Pflanzen oder Insekten, Trockenrasen oder Ozeane).

Eine sinnvolle Synthese der Ergebnisse solcher Studien muss der ökologischen Komplexität Rechnung tragen und sicherstellen, dass wichtige Informationen über den jeweiligen Kontext der Studie nicht verloren gehen. Nötig ist also eine Art "fallspezifische Verallgemeinerung". Um diese zu generieren, sind neue Methoden und Strategien erforderlich, neue Wege für den Umgang mit Komplexität in der Ökologie und neue Werkzeuge zur Synthese von Wissen, die mit dessen Kontextabhängigkeit umgehen können.

Jüngste Fortschritte in Datenwissenschaft und Künstliche-Intelligenz-Forschung könnten diese neuen Wege eröffnen. Besonders vielversprechend erscheint die Idee, Modelle des maschinellen Lernens mit begriffsbasierten Kausalmodellen zusammenzubringen, da dies den Übergang von der reinen Mustererkennung zur Erfassung von kausalen Strukturen ermöglichen könnte. So könnten komplexe, multifaktorielle Hypothesen über ökologische Mechanismen zur Grundlage eines digitalen Wissensatlasses werden, in dem die verfügbaren empirischen Belege mit diesen Hypothesen zusammengebracht werden können, um fallspezifische Erklärungen und Vorhersagen zu ermöglichen.

Group picture on the ZiF lawn in front of green bushes and the ZiF building
Universität Bielefeld

Meetings

Workshop I

Interdisciplinary Perspectives on Knowledge Synthesis in Ecology

4 – 6 November 2024

Convenor:

Tina Heger (Berlin)

Mobilizing scientific ecological knowledge is key for addressing the global biodiversity crisis. It is far from obvious, however, how to best approach this aim. In an interdisciplinary setting including ecologists, data scientists, computational linguists and philosophers, the current Resident Group “Mapping Evidence to Theory in Ecology: Addressing the Challenges of Generalization and Causality” explores ways for combining ecological theory represented in the form of causal network graphs with evidence found in scientific papers. During the first day of the workshop, the group will present their current state of discussions and demonstrate preliminary results, opening the floor for feedback. The second day is dedicated to bringing in new perspectives from fellows newly arriving in Bielefeld, as well as from further workshop participants. Both days will provide plenty of time for discussions and hands-on sessions. On the third day, the fellows will explore joint next steps.

Hackathon: EcoHack Hackathon: EcoHack - AI & LLM Hackathon for Applications in Evidence-based Ecological Research & Practice

20 – 22 January 2025

Convenor:

Jennifer D'Souza (Hannover)

Can artificial intelligence help to make scientific literature for ecology more accessible, make better use of data and promote communication between researchers and practitioners? To answer this question, the ZiF research group ‘Mapping Evidence to Theory in Ecology. Addressing the Challenges of Generalization and Causality’ hosted a hackathon, a programming competition, from 20 to 22 January. There was a great deal of interest.

Workshop “From Ecological Knowledge to Restoration Action: Developing the Conceptual and Technological Basis for a Toolbox”

22 – 24 January 2025

Convenor:

Tina Heger

Making ecological knowledge usable is key for addressing the global biodiversity crisis. It is far from obvious, however, how to best approach this aim. In an interdisciplinary setting including ecologists, data scientists, computational linguists, and philosophers, the ZiF Resident Group "Mapping Evidence to Theory in Ecology" currently explores ways for extracting ecological knowledge from scientific papers and other sources (e.g. local and indigenous knowledge), representing it in the form of causal network graphs, linking it to evidence and providing means to interact with this integrated knowledge. The envisioned goal is the ‘EcoWeaveR’, a digital platform for synthesizing and representing ecological knowledge that can better support theorizing and restoration action in ecology.

Workshop “Mapping Evidence to Theory in Ecology”

24 – 28 February 2025

Convenor:

Tina Heger

Ecology as a scientific discipline is expected to provide the knowledge needed for solving the biodiversity crisis. Accordingly, ecological research generates a steeply increasing amount of data and empirical findings, aimed at increasing knowledge about ecological systems. However, the translation of knowledge gained in single empirical studies into more general knowledge about ecological systems and into practically useful knowledge is not straightforward. Ecological systems are highly complex, and ecological processes are strongly context dependent.

During the past six months the group “Mapping Evidence to Theory in Ecology. Addressing the Challenges of Generalization and Causality” has been working towards ideas and tools to synthesize the results of large amounts of case studies and to make actual ecological knowledge more accessible to researchers and practitioners. In interdisciplinary conceptual discussions on ecological, philosophical, technical and other challenges for synthesizing and representing ecological knowledge they developed a digital toolbox, called EcoWeaver and its core application TReK.

In their closing workshop the fellows and guests of the research group will come together to wrap up the group’s results and plan for future cooperation. 

Mitglieder

PD Dr. Tina Heger
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Freie Universität Berlin
Institut für Biologie

Dr. Alejandra Parreno
​Technical University of Munich
TUM School of Life Sciences

Dr. Aline Potiron
Utrecht University /
Freudenthal Institute
Postdoctoral Researcher in the philosophy of the life sciences 

J.-Prof. Dr. Alkistis Elliott-Graves
Bielefeld University
Faculty of History, Philosophy and Theology / Department of Philosophy

Prof. Dr. Alsayed Algergawy
University of Passau
Faculty of Computer Science and Mathematics

Prof. Dr. Anika Groß
Anhalt University
Computer Science and Languages

Prof. Dr. Birgitta König-Ries
Friedrich Schiller University Jena
Faculty of Mathematics und Computer Science

Dr. Bruno Travassos-Britto
University of Toronto Mississauga
Biology Faculty

Dr. Carlos Arnillas Merino
University of Toronto Scarborough

Dr. Daniel Mietchen
FIZ Karlsruhe (Location Berlin)
Leibniz Institute for Information Infrastructure

Daphne Auer
Friedrich Schiller University Jena
Computer Scientist

Dr. Eleonora Louise Slabbert
Anhalt University
Agriculture, Ecotrophology, and Landscape Development

Prof. Dr. Eric Higgs
University of Victoria
School of Environmental Studies

Prof. Dr. Federica Russo
Utrecht University
Freudenthal Institute

Dr. Florencia Yannelli
Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas (IADIZA)
Mendoza, Argentina

Hrishikesh Jadhav
Junior Data Scientist
Universität Passau
Master degree Artificial Intelligence Engineering

Dr. Jennifer D'Souza
TIB, Hannover
Junior AI Research Group Lead

Dr. Jonas Wahl
TU Berlin
Postdoctoral Researcher

Prof. Dr. Jonathan Jeschke
Freie Universität Berlin
Institute of Biology

Leibniz Institute of Freshwater Ecology
and Inland Fisheries (IGB)

Dr. Josh Brian
Kings College, London
Department of Geography
Faculty of Social Science & Public Policy

Dr. Lars Vogt
TIB, Hannover
Comm. Head of ORKG Curation & Community Building

Léna Bureau
McGill University

Dr. Lena Neuenkamp
Institute of Landscape Ecology
Münster University

Dr. Lotte Korell
Helmholtz Centre for Environmental Research
Department of Species Interaction Ecology (SIE)

Dr. Manuel Pacheco-Romero
Leuphana University Lüneburg
Social Ecological Systems Institute

Marc Brinner
Bielefeld University
Faculty of Linguistics and Literary Studies 

Prof. Dr. Marie I. Kaiser
Bielefeld University
Faculty of History, Philosophy and Theology / Department of Philosophy

Moritz Plenz
Heidelberg University
Department of Computational Linguistics
Doctoral Student

Ass. Prof. Nancy Shackelford
University of Victoria
School of Environmental Studies

Prof. Dr. Phyllis Kristin Illari
University College London
Department of Science And Technology Studies

Dr. Robert Frühstückl
Faculty of History, Philosophy and Theology / Department of Philosophy
Bielefeld University

Prof. Dr. Sina Zarrieß
Bielefeld University
Faculty of Linguistics and Literary Studies 

Tarek Al Mustafa
Friedrich-Schiller Universität Jena
Faculty of Mathematics and Computer Science

Dr. Timothy James Alamenciak
University of Waterloo

Prof. Dr. Vicky Temperton
Leuphana University Lüneburg
Institute of Ecology

Zum Seitenanfang