Гражданские учёные из прошлого и настоящего помогают понять тенденции изменения климата
Почти 200 лет назад сеть академий в Нью-Йорке начала собирать данные о климате и сезонах штата. Вооружившись термометрами, дождемерами и инструкциями, директора и учителя школ — и даже несколько учеников — фиксировали измерения температуры и наблюдения: когда впервые видели малиновок, когда цвёл красный клён, когда созревала клубника, когда начиналась уборка пшеницы.
Тогда эти данные помогали фермерам лучше понять географические и годовые вариации вегетационного периода. Спустя два столетия выпускница Портлендского университета использует те же данные, чтобы пролить свет на влияние изменения климата и урбанизации на природу наших сезонов.
Керисса Фуччилло Бэттл, Ph.D., возглавила междисциплинарную команду, которая сравнила исторический набор данных с наблюдениями современной сети, собиравшей аналогичные данные по штату Нью-Йорк с 2009 по 2017 год. Результаты группы, оценивающие изменения в фенологии растений (более раннее распускание листьев и цветение) между временными периодами, были опубликованы этой весной в Journal of Ecology.
«Это исследование действительно сбрасывает часы биологического реагирования на изменение климата в Северной Америке», — сказала Бэттл. «Набор данных предоставляет фенологическую и температурную информацию, уходящую дальше в прошлое, чем любой ранее известный набор данных для региона, вплоть до лет, предшествовавших или совпавших с началом недавнего антропогенного изменения климата».
Бэттл и её соисследователи обнаружили, что большинство из 36 деревьев, кустарников и трав в анализируемом наборе данных цвели и распускали листья раньше в современный период по сравнению с началом-серединой XIX века, что совпало с тенденцией к потеплению температур с января по апрель.
В среднем растения цвели на 10,5 дней раньше, а листья распускались на 19 дней раньше в современный период. Растения в городских районах в целом опережали своих сельских собратьев, а деревья, опыляемые насекомыми, — деревья, опыляемые ветром. Наибольшие показатели температурной чувствительности и изменений между периодами для цветения наблюдаются у раннесезонных видов, особенно деревьев. Изменения сроков распускания листьев наиболее выражены у деревьев и кустарников в городских районах.
Ускорение сроков создаёт риски для выживания некоторых видов, сказала Бэттл. Например, красный клён — один из важнейших раннесезонных источников пищи для местных пчёл-опылителей. Если красный клён распустит листья слишком рано и его цветы подмёрзнут, то пострадают пчёлы, которые вылупляются и полагаются на этот источник пищи. Затем цикл продолжается для организмов, зависящих от этих пчёл.
Знание того, какие виды более фенологически чувствительны, также может помочь в природоохранных и управленческих усилиях.
«Наличие базовой линии сейчас, перед лицом таких быстрых изменений, действительно критически важно», — сказала она. «Сравнительный набор данных позволяет нам увидеть траекторию так, как мы бы не смогли, если бы у нас не было прошлого. Мы бы не знали, какой была эта базовая линия, насколько крута кривая в плане того, как вид смещается, насколько он чувствителен и чего нам ожидать».
Бэттл отметила, что использование гражданских и общественных учёных как тогда, так и сейчас позволило собрать гораздо больше точек данных на большой географической территории, чем это было бы возможно только с обученными учёными.
Обнаружение исторического набора данных было чем-то из самых смелых мечтаний Бэттл — и всё началось с книги по естественной истории.
Ежегодно примерно с 1826 по 1863 год академии отчитывались о своих наблюдениях в Совет регентов штата Нью-Йорк, который затем обобщал их в своём годовом отчёте. Часть ранних данных попала в том серии «Естественная история Нью-Йорка». В 2014 году Конрад Виспо, энтузиаст естественной истории и эколог дикой природы, собравший коллекцию томов за эти годы, наткнулся на данные и начал следить по следам отчётов регентов.
«Я начал копаться в этом, думая: "О, здесь есть что-то интересное", не осознавая, сколько там наблюдений», — сказал он.
Виспо вместе с коллегами из программы Hawthorne Valley Farmscape Ecology Program начал оцифровывать набор данных с целью сделать его доступным для общественности.
Затем он связался с Бэттл, чья некоммерческая организация Community Greenways Collaborative управляет проектом New York Phenology Project, чтобы объединить усилия в изучении того, как исторический набор данных может быть сопоставлен с более современными записями для исследований. Проект New York Phenology Project, начатый Бэттл в 2012 году, привлекает добровольцев-гражданских учёных для сбора данных о сроках сезонных изменений у растений и опылителей почти так же, как это делали академии.
«Эта статья — свидетельство того, что люди, занимающиеся гражданской наукой прямо сейчас, не могут знать полный охват своих усилий», — сказала Анна Дуон, координатор культурных исследований и взаимодействия в Hawthorne Valley Farmscape Ecology Program. «Те люди в 1800-х годах, которые выходили, смотрели на эти яблоневые цветы и добросовестно записывали, не имели ни малейшего представления, что у нас появится новая актуальность, связанная с изменением климата, и новая потребность в том, чтобы эти данные сравнивались с работой по сбору данных гражданской науки, которую мы собираем сейчас по фенологии».
Виспо сказал, что наборы данных и текущие проекты гражданской науки предлагают интересный способ заставить людей задуматься об изменении климата.
«Вы делаете то, что вовлекает людей в среду, которую вы пытаетесь побудить их спасти».