Was die vergessenen Notizen eines Bauern aus dem 19. Jahrhundert über die Vegetationsperioden verraten | Wissenschaft

Kellen Calinger-Yoak konnte ihr Glück nicht fassen. Im Jahr 2009 fand der Waldökologe der Ohio State University einen Baum aus dem Jahr 1915 Monatlicher Wetterrückblick Zeitschrift mit fast drei Jahrzehnten Aufzeichnungen über die Vegetationsperiode des späten 19. Jahrhunderts. Sie las zeilenweise Details des Ohio-Bauern Thomas Mikesell vor, der Wettermuster, saisonale Veränderungen bei Bäumen und Pflanzen sowie Ernteerträge rund um Wauseon, Ohio, verfolgte. Der Bauer hatte sorgfältige Informationen über dasselbe Landstrich im Nordwesten des Staates verfasst, auf dem er geboren wurde, und die Zeitschrift hatte sie veröffentlicht.

Inspiriert von einem Besuch auf Mikesells Farm, kartografierte Calinger-Yoak die kleine Stadt und stellte fest, dass sie etwas mehr als zwei Stunden nordwestlich von ihrem Büro lag. Kurz nach ihrem Besuch beschloss sie, einige von Mikesells Daten zu reproduzieren, um moderne Vegetationsperioden mit früheren vergleichen zu können.

Mikesell war Autodidakt und verschlang jahrzehntelang Wissenschafts- und Geschichtsbücher, in denen er akribisch Wettermuster, Vogelzüge und die jahreszeitlichen Veränderungen von Bäumen und Pflanzen aufzeichnete. Seine erste Obsession galt den Wetterverhältnissen, die er 1865 zu verfolgen begann.

Mikesell führte die Aufzeichnungen zunächst für sich selbst, begann jedoch später im Leben seine Leistung zu erkennen und hoffte, dass zukünftige Generationen seine Daten nutzen würden. Im Jahr 1882 gehörte er zu den ersten Beobachtern des Ohio Meteorological Bureau und diente später kurzzeitig als regionaler Beobachter für das US Weather Bureau. „Still, sorgfältig und gewissenhaft hat dieser Mann einfach die Augen offen gehalten, um Jahr für Jahr die Bewegungen der Natur um ihn herum zu sehen und systematisch aufzuzeichnen“, schrieb der Meteorologe J. Warren Smith, der Mikesells Notizen in diesem Tagebuch von 1915 zusammenfasste. „Er hat getan, was tausende andere Männer vielleicht getan hätten, was aber kein anderer getan hat. … Die Wissenschaft hat einem solchen Mann viel zu verdanken.“

Smith hob auch Mikesells Beharrlichkeit hervor: „In all diesen 45 Jahren ist kaum eine Beobachtung verloren gegangen.“

Mikesells Daten bildeten eine solide Grundlage für Calinger-Yoaks Forschung. Die Eigentumsunterlagen führten sie zu seiner ehemaligen Farm, und eine freundliche Annäherung erledigte den Rest. „Ich klopfte praktisch an Türen und fragte die Leute, ob ihnen die Waldstücke gehörten, erklärte ihnen, was ich tat, und bat um Erlaubnis, in den nächsten fünf Jahren auf ihrem Land herumtrampeln zu dürfen“, sagt sie. „Sie waren wirklich begeistert.“

Sie verbrachte ein halbes Jahrzehnt damit, wöchentlich nach Wauseon zu wandern, um eine moderne Aufzeichnung von Beobachtungen zu erstellen, die mit denen von Mikesell verglichen werden konnte, um zu sehen, wie sich die Vegetationsperioden verändert hatten. Zwischen Frühling und Herbst bemerkte sie die ersten Knospen des Frühlings, die Höhepunkte der Herbstfarben und die letzten Blätter, die vor dem Winter abfielen. Sie verfolgte die gleichen Details wie Mikesell für Amerikanische Ulme, Schwarzeiche, Schwarznuss, Ostpappel, Hirschhorn-Sumach, Sassafras und Weißeiche, Arten, die im Osten der Vereinigten Staaten verbreitet sind.

Calinger-Yoak entdeckte, dass die Vegetationsperioden von Hartholz aufgrund der seit Mikesells Lebzeiten erheblich gestiegenen Temperaturen nun im Durchschnitt etwa 20 Tage länger sind. Die Ergebnisse veröffentlichte sie im März 2019 Plus eins. Sie stellte fest, dass die Vegetationsperiode für bestimmte Arten bis zu 26 Tage länger war, aber die Niederschlagsmenge war ungefähr so ​​hoch wie zu Mikesells Lebzeiten. Während Waldökologen häufig die Auswirkungen des Klimawandels im Laufe der Zeit verfolgen, liegen nur selten detaillierte Daten aus dem 19. Jahrhundert vor.

Ein 2004 Geophysikalische Forschungsbriefe Ein Bericht, der Daten von Wetterstationen analysierte, die zwischen 1895 und 2000 gesammelt wurden, zeigte, dass die durchschnittliche Vegetationsperiode auf dem US-amerikanischen Kontinent am Ende des 20. Jahrhunderts etwa zwei Wochen länger war als zu Beginn des Jahrhunderts, wobei die Änderungsrate ab 2000 deutlich zunahm die 1970er Jahre. Da Mikesells Daten so detailliert waren, konnte Calinger-Yoak mehr als 100 Jahre später eine ähnliche Studie erstellen und dieselben Ereignisse bei derselben Art am selben Ort verfolgen und vergleichen.

Während einige Studien gezeigt haben, dass eine längere Vegetationsperiode hilfreich sein kann, damit Pflanzen mehr Kohlendioxid speichern können, kann die Erhöhung auch das natürliche Gleichgewicht stören. „Es kann eine Ökologie oder ein System in dem Sinne wirklich durcheinander bringen, dass die Schädlinge nicht über die Kontrolle und die Mechanismen verfügen, die sie im richtigen Moment in Schach halten“, sagt Christopher Evans, Waldökologe an der University of Illinois bei Urbana-Champaign. „Die angekommenen Vögel verfügen nicht zum richtigen Zeitpunkt über die Nahrungsquellen, oder die Bestäuber, die diese Pflanzen bestäuben könnten, sind noch nicht da.“

Mitten im Datenerfassungszeitraum 2010 bis 2014 von Calinger-Yoak verzeichnete Wauseon im März 2012 den wärmsten März seit mehr als 100 Jahren. Zwei Jahre später, als sie ihre letzten Messungen vornahm, erlebte die Stadt den viertkältesten März, der jemals aufgezeichnet wurde.

Sowohl Calinger-Yoak als auch externe Experten sagen, dass ihre Beobachtungen ein modernes Muster unvorhersehbaren Wetters und saisonaler Verschiebungen umfassen, die durch den Klimawandel verursacht werden. „Für mich verdeutlicht es nur, wie unterschiedlich das Klima ist“, sagt Evans. Er stellt fest, dass die Fünf-Jahres-Momentaufnahme der Studie noch relativ kurz ist. Da sich der Klimawandel beschleunigt, fällt es Wissenschaftlern laut Evans immer schwerer, Vegetationsperioden vorherzusagen, was zu einem Bedarf an längeren Studien und mehr Datenerfassung führt.

Die längeren Vegetationsperioden, die Calinger-Yoak feststellte, erstreckten sich bis spät in den Herbst, anstatt früher im Frühjahr zu beginnen, was sie verfolgte, indem sie markierte, wann Bäume ihre Blätter verloren. „Die meisten Studien konzentrieren sich nur auf den Beginn der Vegetationsperiode und lassen das Ende der Vegetationsperiode oft zu wenig untersucht“, sagt Calinger-Yoak. Indem wir das Ende der Vegetationsperiode ignorieren oder davon ausgehen, dass es nicht so variabel ist, „verlieren wir eine große Menge wirklich wichtiger Informationen.“

Bei Bäumen können diese Auswirkungen übergroß sein. Längere Vegetationsperioden können zu einer Zunahme invasiver Arten, einem Anstieg von Schädlingen und trockeneren Böden führen, da die Schneedecken schrumpfen.

„Landwirte können sich an längere Vegetationsperioden gewöhnen, aber man kann nicht einen Wald abholzen und ihn plötzlich wieder zurückbringen“, sagt der Forstwissenschaftler Aaron Weiskittel von der University of Maine. „Die Bäume, die dort stehen, müssen sich an diese Bedingungen anpassen.“ Vegetationsperioden und Umweltbedingungen sind nur ein Teil der Waldgesundheit, und manchmal müssen sich Bäume auch an Überbevölkerung, Veränderungen in der Artenvielfalt und menschliche Einflüsse wie Abholzung anpassen.

Obwohl sich seit Mikesells Lebzeiten viel verändert hat, ist die Bedeutung von Bürgerwissenschaftlern geblieben. Personen, die dabei helfen, Naturphänomene im Laufe der Zeit zu verfolgen, indem sie jetzt Apps wie iNaturalist nutzen, ergänzen ihre akademischen Bemühungen um eine reichhaltige Ebene an Beobachtungen und Messungen. Mikesell, der eine Messung nur verpasste, als seine Ernte und seine Arbeitsbelastung anderswo im Weg waren, hätte die heutige Explosion von Apps und Programmen, die Laien in die Datenverfolgung einbeziehen sollen, vielleicht zu schätzen gewusst. Und er hat sich vielleicht über die Tatsache gefreut, dass Forscher jetzt auf Bürgerwissenschaftler als Mitarbeiter angewiesen sind.

„Die wissenschaftliche Gemeinschaft sagt: ‚Hey, wir sehen Sie da draußen, wir sehen Ihr Interesse, wir sehen Ihr Engagement‘“, sagt Calinger-Yoak. „Auch Sie können Wissenschaftler sein und uns dabei helfen, weit mehr Daten zu sammeln, als wir allein jemals hätten.“