การศึกษาทางนิเวศวิทยา

Ecological study เป็นการศึกษาองค์ความเสี่ยง ต่อสุขภาพหรือผลอย่างอื่น ๆ อาศัยข้อมูลประชากรที่กำหนดส่วนโดยภูมิภาคหรือโดยกาลเวลา แทนที่จะใช้ข้อมูลในระดับบุคคล ทั้งค่าองค์ความเสี่ยงและค่าผลจะเป็นค่าเฉลี่ยของประชากรส่วนต่าง ๆ (ไม่ว่าจะกำหนดโดยภูมิภาคหรือโดยกาลเวลา) แล้วใช้เปรียบเทียบกันโดยวิธีการทางสถิติ

งานศึกษาแบบนี้สามารถพบความสัมพันธ์ระหว่างองค์ความเสี่ยงกับผลทางสุขภาพ บ่อยครั้งก่อนวิธีการทางวิทยาการระบาดหรือทางการทดลองอย่างอื่น ๆ 
ซึ่งจะแสดงตัวอย่างต่อ ๆ ไป

งานศึกษาของ น.พ. ชาวอังกฤษ จอห์น สโนว์ ผู้เป็นบิดาของสาขาวิทยาการระบาดคนหนึ่ง เกี่ยวกับการแพร่อหิวาตกโรคในมหานครลอนดอน เป็นงานศึกษาแบบนี้งานแรกที่ช่วยแก้ปัญหาสุขภาพ 
คุณหมอได้ใช้แผนที่การตายเพราะอหิวาต์เพื่อกำหนดว่า แหล่งกำเนิดของโรคอยู่ที่เครื่องสูบน้ำที่ถนนแห่งหนึ่ง
แล้วให้นำเอาด้ามเครื่องสูบน้ำออกในปี ค.ศ. 1854 ซึ่งหยุดการเสียชีวิตจากโรค
แต่จะต้องรอจนถึงปี ค.ศ. 1883 ที่ น.พ. ชาวเยอรมัน โรเบิร์ต คอค ค้นพบแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรค จึงจะเข้าใจว่า โรคแพร่กระจายได้อย่างไร

มีการใช้วิธีการเช่นนี้เช่นกัน 
เพื่อศึกษาองค์ความเสี่ยงทางอาหารต่อโรคมะเร็งกำหนดโดยภูมิภาคและกาลเวลา 
งานข้ามประเทศหลายงาน ที่ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างอุบัติการณ์ของโรคมะเร็งและอัตราการตาย กับอาหารที่บริโภคประจำชาติ
ได้พบว่า องค์ความเสี่ยงทางอาหารต่าง ๆ เช่นโภคภัณฑ์จากสัตว์ (เนื้อสัตว์ นม ปลา และไข่), น้ำตาลหรือสารเพิ่มความหวานที่เติมในอาหาร, และไขมัน ปรากฏว่าเป็นองค์ความเสี่ยงของโรคมะเร็งหลายประเภท
ในขณะที่ธัญพืชและโภคภัณฑ์จากพืชที่ไม่ได้นำส่วนต่าง ๆ ออก (whole) ดูเหมือนจะลดระดับความเสี่ยงของโรคมะเร็งหลายชนิด 
อัตราการเกิดโรคมะเร็งที่สามัญในประเทศตะวันตก ที่เปลี่ยนไปตามกาลเวลาในประเทศญี่ปุ่น สัมพันธ์กับการเปลี่ยนอาหารไปเป็นแบบชาวตะวันตก

ความเข้าใจองค์ความเสี่ยงของโรคมะเร็งที่ก้าวหน้าขึ้น ได้มาจากการตรวจแผนที่อัตราการตายจากโรคมะเร็ง
มีการใช้แผนที่โรคมะเร็งลำไส้ใหญ่ในประเทศสหรัฐอเมริกา เพื่อเสนอสมมุติฐานว่า การได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตชนิดบี (UVB) โดยผ่านกระบวนการผลิตวิตามินดีของร่างกาย จะลดระดับความเสี่ยงต่อโรคมะเร็ง 
ตั้งแต่นั้นมา ได้มี ecological study มากมายที่แสดงการลดอุบัติการณ์หรืออัตราการตาย ของโรคมะเร็งกว่า 20 ชนิด เนื่องจากการได้รับ UVB จากแสงอาทิตย์
มีการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างอาหารกับโรคอัลไซเมอร์ทั้งโดยภูมิภาคและกาลเวลา 
บทความวิชาการงานแรกที่แสดงความสัมพันธ์ เป็นงานศึกษาทำในหลายประเทศที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1997 
เป็นงานที่ใช้ความชุกของโรคในประเทศ 11 ประเทศเทียบกับองค์ประกอบทางอาหารต่าง ๆ 
แล้วพบว่า ไขมันและพลังงานทั้งหมดที่บริโภคมีสหสัมพันธ์ในระดับสูงกับความชุกโรค
ในขณะที่ปลาและธัญพืชมีสหสัมพันธ์เชิงผกผัน (คือป้องกันโรค) 
ปัจจุบัน อาหารพิจารณาว่า เป็นองค์ความเสี่ยงสำคัญของโรคนี้ 
งานศึกษาในปี ค.ศ. 2014 รายงานว่า การเกิดโรคอัลไซเมอร์ในประเทศญี่ปุ่นอย่างรวดเร็วระหว่างปี ค.ศ. 1985-2007 น่าจะเป็นเพราะการเปลี่ยนการบริโภคจากอาหารญี่ปุ่นไปเป็นอาหารแบบชาวตะวันตก

งานตัวอย่างอีกงานหนึ่งในปี ค.ศ. 2006 ศึกษาโรคไข้หวัดใหญ่ตามกาลเวลา 
แล้วตั้งสมมุติฐานว่า การเกิดขึ้นของโรคที่ต่าง ๆ ตามฤดู โดยมากเป็นเพราะการได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตชนิดบี และการมีระดับสาร calcifediol ซึ่งเป็นสารก่อนฮอร์โมน (prehormone) ที่ผลิตในตับ ที่ต่าง ๆ กันตามฤดู 
งานทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุมในเด็กนักเรียนญี่ปุ่นที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 2010 พบว่า การทานวิตามินดี3 (D3) วันละ 1000 หน่วยสากล จะลดระดับความเสี่ยงโรคไข้หวัดใหญ่ชนิดเอถึง 2 ใน 3 (67%)

งานศึกษาแบบนี้มีประโยชน์โดยเฉพาะในการสร้างสมมุติฐาน เพราะว่า สามารถใช้ของมูลที่มีอยู่แล้วเพื่อทดสอบสมมุติฐาน 
ข้อดีของงานศึกษาแบบนี้ก็คือ สามารถที่จะใช้ข้อมูลของคนเป็นจำนวนมาก ในการตรวจสอบองค์ความเสี่ยงเป็นจำนวนมาก

มีเหตุผลวิบัติอย่างหนึ่งที่เรียกว่า ecological fallacy ซึ่งหมายถึงผลที่พบในระดับกลุ่มอาจจะใช้ไม่ได้ในระดับบุคคล
แต่จริง ๆ แล้ว เหตุผลวิบัติแบบเดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นได้ในงานศึกษาแบบสังเกต (observational studies) และงานทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม (randomized controlled trials)
เพราะว่า งานศึกษาทางวิทยาการระบาด ล้วนแต่ต้องตรวจสอบทั้งบุคคลที่มีผลทางสุขภาพที่สัมพันธ์กับองค์ความเสี่ยงที่เป็นประเด็นศึกษา ทั้งบุคคลที่ไม่มี
ยกตัวอย่างเช่น ความแตกต่างทางกรรมพันธุ์จะมีอิทธิพลต่อการตอบสนองต่อยา
ดังนั้น ความวิตกกังวลเกี่ยวกับ ecological fallacy ไม่ควรเป็นเหตุเพื่อตำหนิงานศึกษาแบบนี้ 
เรื่องที่สำคัญกว่าก็คือ ecological study ควรจะรวบรวมองค์ความเสี่ยง (ต่อผลอย่างหนึ่ง) ที่รู้ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
แล้วผลของงานควรประเมินโดยใช้วิธีอื่น ๆ ยกตัวอย่างเช่น Bradford Hill criteria เพื่อตรวจสอบความเป็นเหตุผลในระบบชีวภาพ