Bürgerwissenschaftler von vor 200 Jahren und heute tragen dazu bei, die Trends des Klimawandels zu beleuchten

Vor fast 200 Jahren machte sich ein System von Akademien in ganz New York daran, Daten über das Klima und die Jahreszeiten des Staates zu sammeln. Ausgestattet mit Thermometern, Regenmessern und Anleitungen zur Datenerfassung zeichneten die Schulleiter und Lehrer – und sogar einige Schüler – Temperaturmessungen und Beobachtungen auf: wann die Rotkehlchen zum ersten Mal gesichtet wurden, wann die roten Ahorne blühten, wann die Erdbeeren reiften, wann die Weizenernte begann.

Damals halfen die Daten den Landwirten, die geografischen und jährlichen Schwankungen in der Vegetationsperiode besser zu verstehen und herauszufinden, wann sie ihre Pflanzen am besten anpflanzen sollten. Zwei Jahrhunderte später verwendet ein Absolvent des Staates Portland dieselben Daten, um die Auswirkungen eines sich ändernden Klimas und der Urbanisierung auf die Natur unserer Jahreszeiten zu beleuchten.

Kerissa Fuccillo Schlacht, Ph.D. hat ein multidisziplinäres Team geleitet, um den historischen Datensatz mit Beobachtungen aus einem modernen Netzwerk zu vergleichen, das von 2009 bis 2017 auf ähnliche Weise Daten im gesamten Bundesstaat New York gesammelt hat erschienen in diesem Frühjahr in der Zeitschrift für Ökologie.

„Diese Studie stellt die Uhr für die biologische Reaktion auf den Klimawandel in Nordamerika wirklich zurück“, sagte Battle. „Der Datensatz liefert Phänologie- und Temperaturdaten, die zeitlich weiter zurückreichen als alle bisher bekannten Datensätze für die Region und sich bis in die Jahre vor oder zu Beginn des jüngsten vom Menschen verursachten Klimawandels erstrecken.“

Battle und ihre Mitforscher fanden heraus, dass die Mehrheit der 36 Bäume, Sträucher und Stauden im auswertbaren Datensatz in den heutigen Jahren früher blühten und austrieben als Anfang bis Mitte des 19. Jahrhunderts, was mit einem Erwärmungstrend der Temperaturen von Januar bis April zusammenfiel .

Im Durchschnitt blühten Pflanzen in der heutigen Zeit 10,5 Tage früher und trieben 19 Tage früher aus. Pflanzen in städtischen Gebieten entwickelten sich insgesamt schneller als ihre ländlichen Gegenstücke, und insektenbestäubte Bäume entwickelten sich schneller als windbestäubte Bäume. Die größten Temperaturempfindlichkeitsraten und Veränderungen zwischen den Blütezeiten werden bei frühreifen Arten, insbesondere Bäumen, beobachtet. Bei Bäumen und Sträuchern in städtischen Gebieten sind Änderungen des Blattaustriebszeitpunkts am weitesten fortgeschritten.

Das beschleunigte Timing birgt Risiken für das Überleben einiger Arten, sagte Battle. Roter Ahorn zum Beispiel ist eine der wichtigsten Nahrungsquellen für einheimische Bienenbestäuber in der frühen Saison. Wenn der rote Ahorn zu früh austreibt und diese Blüten einfrieren, werden die Bienen, die auftauchen und sich auf diese Nahrungsquelle verlassen, beeinträchtigt. Der Zyklus setzt sich dann für die Organismen fort, die sich auf diese Bienen verlassen, und so weiter.

Zu wissen, welche Arten phänologisch empfindlicher sind, kann auch dazu beitragen, Erhaltungs- und Managementbemühungen zu informieren, sagte Battle.

„Angesichts eines so schnellen Wandels jetzt eine Basislinie zu haben, ist wirklich entscheidend“, sagte sie. „Der Vergleichsdatensatz ermöglicht es uns, die Flugbahn wirklich auf eine Weise zu sehen, die wir nicht sehen würden, wenn wir die Vergangenheit nicht betrachten könnten. Wir wüssten nicht wirklich, was diese Basislinie war, wie steil die Kurve ist wie sich die Art verändert, wie empfindlich sie ist und was wir erwarten können.“

Battle sagte, der Einsatz von Bürger- und Gemeindewissenschaftlern damals und heute habe es ermöglicht, viel mehr Datenpunkte über ein großes geografisches Gebiet zu sammeln, als es nur mit ausgebildeten Wissenschaftlern möglich wäre. Und wie sie dabei lernte führende phänologische Arbeit mit PSU-Studenten und anderen freiwilligen Beobachtern ist es nicht etwas, was Sie brauchen, um gut zu sein.

Die Entdeckung des historischen Datensatzes entsprach Battles kühnsten Träumen – und alles begann mit einem Naturgeschichtsbuch.

Von etwa 1826 bis 1863 berichteten die Akademien jedes Jahr über ihre Beobachtungen an das New York State Board of Regents, das sie dann in ihrem Jahresbericht zusammenfasste. Einige der frühen Daten schafften es in einen Band der Reihe Natural History of New York. Im Jahr 2014 stieß Conrad Vispo, ein Naturkunde-Enthusiast und Wildtierökologe, der im Laufe der Jahre eine Sammlung von Bänden angehäuft hatte, auf die Daten und begann, den Spuren der Regents-Berichte zu folgen.

„Ich fing an, mich damit zu beschäftigen und dachte: ‚Oh, da ist etwas, das interessant sein könnte‘, ohne zu wissen, wie viele Beobachtungen es gab“, sagte er.

Vispo arbeitete mit seinen Kollegen vom Hawthorne Valley Farmscape Ecology Program, einem kleinen Forschungs- und Öffentlichkeitsprogramm in Columbia County, New York, zusammen, um mit der Digitalisierung des Datensatzes zu beginnen, um ihn der Öffentlichkeit zugänglich zu machen.

Anschließend wandte er sich an Battle, dessen gemeinnützige Community Greenways Collaborative das New York Phenology Project verwaltet, um gemeinsam zu untersuchen, wie der historische Datensatz mit moderneren Aufzeichnungen für die Forschung gepaart werden könnte. Das New York Phenology Project, das 2012 von Battle ins Leben gerufen wurde, holt sich die Hilfe von freiwilligen Bürgerwissenschaftlern, um Daten über den zeitlichen Verlauf saisonaler Veränderungen bei Pflanzen und Bestäubern zu sammeln, ähnlich wie es die Akademien taten.

„Dieses Papier ist ein Zeugnis dafür, dass Menschen, die sich derzeit mit Citizen Science beschäftigen, nicht in der Lage sind, die volle Reichweite ihrer Bemühungen zu erkennen“, sagte Anna Duhon, Koordinatorin für Kulturforschung und Öffentlichkeitsarbeit beim Hawthorne Valley Farmscape Ecology Program. „Die Menschen im 18. Jahrhundert, die da draußen diese Apfelblüten betrachteten und sie pflichtbewusst aufzeichneten, hatten keine Ahnung, dass wir die neue Relevanz haben würden, die mit dem Klimawandel einherging, und die neue Notwendigkeit, dass diese Daten einen Platz im Vergleich zum Bürger haben wissenschaftliche Datenarbeit, die wir jetzt zur Phänologie sammeln.“

Vispo sagte, die Datensätze und die laufenden Citizen-Science-Projekte bieten eine unterhaltsame Möglichkeit, Menschen zum Nachdenken über den Klimawandel anzuregen.

„Du tust etwas, das die Menschen dazu bringt, sich mit der Umwelt zu beschäftigen, die du zu retten versuchst.“

Machen Sie mit

Auch Sie können dazu beitragen, langfristige Datensätze zu generieren, indem Sie dokumentieren, was vor Ort in Ihrem eigenen Garten passiert. Gastgeber ist das US National Phänology Network Notizbuch der Natur, eine Plattform, die für Menschen fast aller Altersgruppen und Erfahrungsstufen geeignet ist, um saisonale Aktivitäten bei Pflanzen und Tieren zu verfolgen. Die über die Nature’s Notebook-Plattform beigesteuerten phänologischen Beobachtungen werden immer wertvoller, um die wissenschaftliche Entdeckung und das Verständnis der Reaktion von Organismen auf sich ändernde Klimabedingungen zu unterstützen. In drei Schritten zum Beobachter werden.