Ökoloogilised andmed saadakse paljudest erinevatest allikatest, kuid lõpptulemusena on ökoloogid huvitatud organismidest nende loomulikus (enamasti looduslikus) keskkonnas. Paljude organismide jaoks on nn loomulik keskkond just inimmõjuga seotud. Teaduslik progress oleks seega võimatu, kui ökoloogilisi uuringuid ainult looduskeskkonnaga piirata ja ka looduslikes elupaikades tuleb tõendite otsimiseks tihti midagi kunstlikku ette võtta (näiteks organismidega katseliselt manipuleerida).
Vaatlused, katsed looduses
Paljud ökoloogilised uuringud sisaldavad täpseid liigi või ka liikide vaatlusi ja/või seiret, et fikseerida näiteks arvukuse muutus(ed) ajas või ruumis või siis korraga mõlemas skaalas. Sellise lähenemisega saab kirjeldada teatud mustreid, näiteks seda, et rabapüü populatsiooni arvukuses on tippaastad iga 4-5 aasta järel või seda, et luidete taimkatet kaardistades võib märgata pisut erineva taimkattega tsoonide korrapärast vaheldumist.
Ökoloog ei rahuldu tavaliselt sellisel tasemel teadmisega, sest kirjeldatud mustrid nõuavad ka selgitusi. Väga hoolikas kirjeldavate andmete analüüs võib mõnikord anda aimu võimalike põhjuste kohta, kuid mustrite täpne selgitamine nõuab tihti looduses tehtud katseid. Näiteks on katseliselt kontrollitud hüpoteesi, mille puhul rabapüü arvukuse tsüklilisus ei avaldu siis, kui linnud on siseparasiitidest vabastatud või kontrollitud liivaluidete katselise väetamisega, kuidas taimkatte erinevused on määratud mulla toitainete sisalduse muutumisega.
Ökoloog ei rahuldu tavaliselt sellisel tasemel teadmisega, sest kirjeldatud mustrid nõuavad ka selgitusi. Väga hoolikas kirjeldavate andmete analüüs võib mõnikord anda aimu võimalike põhjuste kohta, kuid mustrite täpne selgitamine nõuab tihti looduses tehtud katseid. Näiteks on katseliselt kontrollitud hüpoteesi, mille puhul rabapüü arvukuse tsüklilisus ei avaldu siis, kui linnud on siseparasiitidest vabastatud või kontrollitud liivaluidete katselise väetamisega, kuidas taimkatte erinevused on määratud mulla toitainete sisalduse muutumisega.
Katsed laboris
Eelmistega võrreldes on vähem ilmne, et ökoloogid korraldavad tihti andmete saamiseks laborikatseid ja kasutavad matemaatilisi mudeleid. Paljud pöördelised teadmised on just sel viisil saadud ja eks neid saadakse ka edaspidi. Looduses tehtud katsed on üpris kulukad ja keerulised läbi viia. Lisaks on tihti võimatu keerulises looduslikus kompleksis kõiki tulemusi mõjutavaid faktoreid märgata ja tulemuste interpreteerimisel arvestada. Kas rabapüü parasiidid on tõesti võimelised mõjutama konkreetse indiviidi paljunemist või põhjustama tema surma? Millised liivaluidete liigid paljudest on tõesti mulla toitainetesisalduse suhtes tundlikud ja millised mitte? Kontrollitud laborikatse on sellistel juhtudel parim võimalik meetod, et vastata spetsiifilistele võtmeküsimustele ja seletada kompleksset situatsiooni looduses.
Looduses on kooslused väga keerulised. Ilmselgelt on raske seletada konkreetse koosluse struktuuri ja muutumise dünaamikat, kui selles koosluses on koos ca 20 liiki, kes on omavahel konkurendid, kiskjad, parasiidid jne. Kõike seda korraga seletada on vähe lootust, seega on otstarbekam katsetada lihtsamate kunstlikult tekitatud kooslustega, kus on näiteks üks kiskja ja üks saakloom või kaks konkurenti või hoopis kaks konkurenti, kellest on huvitatud üks kiskja. Viimasena kirjeldatud on juba keeruline ja ambitsioonikas katse. Järelikult on kõige sobivam konstrueerida lihtne laborisüsteem, mille toimisest saadud tulemused on selged ja annavad suuremas skaalas kogu koosluse toimisest aimu.
Looduses on kooslused väga keerulised. Ilmselgelt on raske seletada konkreetse koosluse struktuuri ja muutumise dünaamikat, kui selles koosluses on koos ca 20 liiki, kes on omavahel konkurendid, kiskjad, parasiidid jne. Kõike seda korraga seletada on vähe lootust, seega on otstarbekam katsetada lihtsamate kunstlikult tekitatud kooslustega, kus on näiteks üks kiskja ja üks saakloom või kaks konkurenti või hoopis kaks konkurenti, kellest on huvitatud üks kiskja. Viimasena kirjeldatud on juba keeruline ja ambitsioonikas katse. Järelikult on kõige sobivam konstrueerida lihtne laborisüsteem, mille toimisest saadud tulemused on selged ja annavad suuremas skaalas kogu koosluse toimisest aimu.
Matemaatilised mudelid
Isegi kõige lihtsamat loodud kooslust on keeruline hooldada, et hoida seda vabana soovimatutest patogeenidest, kiskjatest või konkurentidest. Lisaks ei ole alati võimalik luua kooslust või hoida kooslust kontrollitud tingimustes, mis vastaks just meid huvitavale küsimusele. Järelikult on paljudel juhtudel abi ökoloogi poolt koosluse kohta loodud matemaatilistest mudelitest ja modelleerimisest.
Teaduse peamine väljakutse on lihtsustada ja seeläbi kergemini seletada tõelise elu komplekssust. Matemaatiliste mudelite kasutamise või siis lihtsa laborikatse eelistamine sõltub konkreetsest uurimisküsimusest. Ökoloogid, nagu ka kõik teised teadlased, peavad püüdlema lihtsuse poole, kuid seda lihtsust ise ka samal ajal umbusaldama.
Teaduse peamine väljakutse on lihtsustada ja seeläbi kergemini seletada tõelise elu komplekssust. Matemaatiliste mudelite kasutamise või siis lihtsa laborikatse eelistamine sõltub konkreetsest uurimisküsimusest. Ökoloogid, nagu ka kõik teised teadlased, peavad püüdlema lihtsuse poole, kuid seda lihtsust ise ka samal ajal umbusaldama.