No products in the cart.
Data Mempunyai Rupa dan Bentuk, Bukan Sekadar Nombor
Oleh: Dr. Ummu ‘Atiqah M. Roslan1,2 & Prof Madya Dr Mohd Uzair Rusli2
1Fakulti Sains Komputer dan Matematik (FSKM), Universiti Malaysia Terengganu.
2Pusat Konservasi Marin, Institut Oseanografi dan Sekitaran, Universiti Malaysia Terengganu.
Dalam sains, kita sering diajar untuk mempercayai nombor. Nilai yang tinggi dianggap penting, nilai yang rendah dianggap kurang signifikan. Apabila sesuatu graf menaik, kita rasa yakin, dan apabila ia menurun, kita mula bimbang.
Namun, alam semula jadi tidak sentiasa bergerak mengikut garis lurus yang mudah difahami. Kadangkala dua keadaan yang kelihatan sangat berbeza dari segi angka sebenarnya datang daripada corak ekologi yang sama. Ada juga keadaan yang kelihatan ekstrem pada nombor, tetapi sistem alam masih mampu berfungsi dengan baik.
Untuk memahami realiti ini, kita perlu belajar satu cara baharu membaca data, iaitu dengan melihat bentuk dan coraknya. Dalam bidang ekologi dan konservasi alam, pendekatan tradisional banyak bergantung kepada statistik klasik. Kita mengira purata, mencari korelasi, dan membina model untuk meramalkan kesan sesuatu tekanan terhadap organisma atau habitat. Pendekatan ini masih penting namun mempunyai satu kelemahan asas, iaitu kecenderungan untuk melihat hubungan secara terpisah dan linear.
Secara asasnya, alam berfungsi sebagai satu sistem yang kompleks, di mana banyak faktor bertindak serentak dan saling mempengaruhi. Apabila sistem menjadi terlalu kompleks, pendekatan lama mula menunjukkan batasnya. Di sinilah muncul satu bidang ilmu yang semakin mendapat perhatian dalam sains moden, iaitu topologi.
Pada asalnya, topologi ialah cabang matematik yang mengkaji bentuk dan struktur ruang. Ia tidak berminat kepada ukuran tepat seperti panjang atau sudut, sebaliknya menumpukan kepada persoalan bagaimana sesuatu objek itu bersambung, berterusan, atau terpisah.
Dalam topologi, sebuah cawan dan donat boleh dianggap setara kerana kedua-duanya mempunyai satu lubang, walaupun bentuk luarnya kelihatan berbeza. Idea ini mungkin kedengaran abstrak, tetapi prinsip asasnya sangat dekat dengan cara kita memahami sistem semula jadi.
Apabila konsep topologi digabungkan dengan sains data, lahirlah satu bidang yang dikenali sebagai Topological Data Analysis (TDA) atau dalam Bahasa Melayu dipanggil sebagai analisis data topologi. Bidang ini berkembang pesat sejak dua dekad kebelakangan ini, terutamanya apabila saintis berdepan dengan data yang besar, rumit dan berdimensi tinggi.
TDA kini digunakan dalam pelbagai bidang, termasuk biologi molekul, perubatan, sains iklim, kejuruteraan bahan, dan semakin banyak diterokai dalam ekologi serta konservasi. Kekuatan utama pendekatan ini ialah keupayaannya untuk mengekalkan struktur dan corak keseluruhan data, walaupun data tersebut kompleks dan tidak linear.
Berbeza dengan statistik biasa yang sering bertanya adakah pembolehubah ini mempengaruhi pembolehubah itu, pendekatan topologi bermula dengan soalan yang lebih asas, iaitu apakah bentuk keseluruhan data ini. Adakah data membentuk kelompok yang stabil? Adakah terdapat peralihan antara satu keadaan ekologi ke keadaan yang lain? Adakah corak yang sama berulang walaupun masa dan lokasi berbeza? Dengan melihat data sebagai satu landskap, pendekatan topologi membantu kita memahami sistem secara lebih menyeluruh.
Pendekatan inilah yang digunakan dalam satu kajian terkini berkaitan kejayaan penetasan penyu oleh Sea Turtle Research Unit (SEATRU) di Stesen Penyelidikan Alami Penyu UMT, Pantai Chagar Hutang. Dalam kajian ini, tempoh masa dalam satu bulan dianggap sebagai satu profil ekologi yang lengkap. Profil ini merangkumi pelbagai faktor tekanan ekologi seperti bilangan telur menetas, telur gagal, kehadiran pemangsa, kulat, gangguan akar, dan kejadian banjir.
Apabila semua maklumat ini digabungkan, setiap bulan menjadi satu titik dalam ruang data yang kompleks dan berdimensi tinggi. Menariknya, apabila data divisualisasikan menggunakan pendekatan TDA, bulan-bulan tertentu kelihatan berhubung antara satu sama lain, menandakan mereka berkongsi keadaan ekologi yang hampir sama. Ini memberikan gambaran bahawa faktor persekitaran bermusim memainkan peranan yang penting dalam kejayaan penetasan telur penyu.
Melalui pendekatan topologi, kajian ini mendapati bahawa terdapat corak bermusim yang konsisten dan tidak mudah dikesan melalui analisis biasa. Bulan-bulan tertentu, khususnya sekitar April, Mei dan Jun, secara konsisten menunjukkan kejayaan penetasan yang tinggi walaupun keadaan persekitaran tidak sama sepenuhnya setiap tahun. Sebaliknya, bulan-bulan awal musim seperti Januari dan Februari kerap berada dalam kelompok prestasi rendah. Corak ini tidak muncul sebagai satu pola yang lurus, tetapi sebagai struktur yang berulang dalam landskap data.
Lebih menarik, kajian ini juga menunjukkan bahawa tekanan ekologi yang tinggi tidak semestinya membawa kepada kegagalan penetasan. Terdapat bulan-bulan yang mencatatkan kehadiran kulat, pemangsa atau banjir dalam jumlah yang besar, namun kadar kejayaan penetasan masih kekal baik. Dalam pendekatan lama, keadaan seperti ini sering dianggap sebagai anomali atau kes terpencil. Namun melalui lensa topologi, keadaan ini dilihat sebagai satu rejim ekologi yang berbeza, bukannya kesilapan atau kebetulan semata-mata.
Dari sudut pengurusan konservasi, implikasi dapatan ini sangat besar. Selama ini, banyak program konservasi beroperasi berdasarkan generalisasi. Semua bulan dilayan hampir sama. Semua ancaman dianggap memerlukan tahap intervensi yang seragam. Pendekatan ini bukan sahaja mahal, tetapi juga tidak efisien. Dengan memahami corak sebenar melalui pendekatan topologi, pengurusan boleh beralih kepada strategi yang lebih bijak dan bersasar.
Sebagai contoh, jika data menunjukkan bahawa bulan-bulan tertentu secara konsisten memberi pulangan konservasi yang tinggi, maka sumber seperti tenaga kerja, pemantauan intensif dan perlindungan sarang boleh difokuskan pada tempoh tersebut. Sebaliknya, bagi bulan-bulan yang dikenal pasti sebagai stabil secara semula jadi, intervensi boleh dikurangkan tanpa menjejaskan hasil keseluruhan. Pendekatan ini membolehkan kos dijimatkan dan sumber yang terhad digunakan dengan lebih berkesan.
Pendekatan topologi juga membantu kita keluar daripada cara berfikir yang terlalu rigid dalam konservasi. Tidak semua pemangsa membawa kesan negatif mutlak. Tidak semua tekanan ekologi memerlukan tindak balas segera. Dengan memahami sistem sebagai satu struktur yang kompleks dan saling berkait, pengurusan konservasi boleh menjadi lebih adaptif, realistik dan berasaskan bukti jangka panjang.
Yang penting, kaedah ini tidak terhad kepada konservasi penyu sahaja. Dalam pengurusan terumbu karang, pendekatan topologi boleh membantu membezakan antara tekanan sementara dan perubahan struktur yang lebih serius. Dalam perikanan, ia boleh digunakan untuk mengenal pasti rejim stok ikan yang masih stabil walaupun tekanan tangkapan meningkat. Dalam hutan paya bakau, ia boleh membantu membezakan kawasan yang terjejas secara bermusim dengan kawasan yang sedang kehilangan fungsi ekologi secara perlahan-lahan.
Kesimpulannya, pendekatan topologi mengingatkan kita bahawa alam tidak berfungsi seperti mesin. Ia sesuatu yang hidup, kompleks dan sering bertindak balas secara tidak dijangka. Hanya kita yang belum benar-benar memahaminya. Untuk mengurusnya dengan berkesan, kita memerlukan kaedah analisis yang mengambil kira kerumitan ini. Topologi tidak menggantikan statistik, tetapi melengkapkannya dengan cara melihat corak data dari sudut pandang yang berbeza.
LiterasiLautanUntukSemua
*Artikel ini diterbitkan atas inisiatif dan tajaan ‘OceanHOPE Project’ dari Universiti Malaysia Terengganu bagi meningkatkan tahap literasi lautan kepada orang ramai bersempena sambutan 25 Tahun UMT: Menerajui Agenda Ekonomi Biru Negara. Sila layari https://oceanhope.umt.edu.my/ untuk maklumat lanjut.
Berikan Komen Anda Di Sini
