science >> Wetenschap >  >> Biologie

Kaarten uit de Eerste Wereldoorlog helpen de geschiedenis van kelpbossen in Pacific Northwest te volgen

Krediet:University of Chicago Medical Center

In de vroege jaren 1900, het Amerikaanse ministerie van Landbouw erkende een probleem. De Verenigde Staten waren sterk afhankelijk van kunstmest om gewassen te verbouwen en de snelgroeiende economie te ondersteunen, toch een cruciaal ingrediënt voor kunstmest:kalium, een mengsel van kalium en zouten - werd bijna uitsluitend in Duitsland gewonnen. Duitse mijnen leverden bijna de hele wereldvoorraad aan kalium, en in die tijd gebruikten de VS ongeveer een vijfde van hun productie, de helft van de export uit Duitsland.

"Het is duidelijk onwenselijk dat de Verenigde Staten afhankelijk zijn van een ander land voor hun bevoorrading, " schreef Frank Cameron, een officier "die verantwoordelijk is voor chemische, fysieke en kunstmest onderzoeken" voor de USDA, in een rapport uit 1915.

Op zoek naar manieren om deze afhankelijkheid te verlichten, de USDA heeft verschillende onderzoeken laten uitvoeren naar een alternatieve bron van potas:kelpbedden in de Pacific Northwest. De grote, winterhard zeewier is een natuurlijke bron van kalium, stikstof en zouten, en werd jarenlang als meststof gebruikt door indianen en kolonisten. Als kelp in voldoende grote hoeveelheden kon worden geoogst en verwerkt, het zou een levensvatbare bron van kalium kunnen zijn om de Duitse invoer te compenseren.

Dus, de USDA stuurde landmeters, waaronder George Rigg, een ecoloog van de Universiteit van Washington - om de kelpbedden langs de kust van Californië in kaart te brengen, Oregon, Washington en Alaska. Rigg vertrok in een jacht met een motor van 40 pk en bracht de kustlijn rond Puget Sound in 1911-12 in kaart. Meer dan 100 jaar later, wetenschappers van de Universiteit van Chicago gebruikten deze kaarten om historische veranderingen in de kelpbossen van de Pacific Northwest te volgen.

Zoals later bleek, de originele kaarten van de kelp-onderzoeken kwamen terecht bij de University of Chicago Library, waar Cathy Pfister, doctoraat, hoogleraar in de vakgroep ecologie en evolutie, ontdekte ze. Ze werkte samen met het conserveringspersoneel van de bibliotheek om de kaarten te digitaliseren, en vergeleek ze met moderne onderzoeken die de afgelopen 26 jaar zijn uitgevoerd door het Washington State Department of Natural Resources.

Wat ze vonden is een relatief zeldzaam positief verhaal als het gaat om ecologische studies in een tijd van versnellende klimaatverandering. De overvloed aan moderne kelpbedden langs de kust van Washington is de afgelopen eeuw constant gebleven ondanks een stijging van de zeewatertemperatuur met 0,72 graden Celsius. De weinige uitzonderingen zijn kelpbedden die het dichtst bij Puget Sound liggen, Seattle en Tacoma.

“Kelp is een robuuste en veerkrachtige structuur. Dat zie je aan de data, zolang ze toegang hebben tot een goede waterkwaliteit en golven er doorheen spoelen, dan houden ze vol, ' zei Pfister.

Pfister en haar team bestudeerden ook de concurrentie tussen kelpsoorten in het gebied. Hoewel de kelpbedden decennialang hardnekkig waren, hun populaties kunnen van jaar tot jaar sterk fluctueren. Er zijn twee dominante soorten - de jaarlijkse stierkelp en de meerjarige gigantische kelp - en ze fluctueerden op dezelfde manier, wat betekent dat als er een overvloedig was in een bepaald jaar, zo was de ander. En goede jaren, het blijkt, worden geassocieerd met koudere zeewatertemperaturen, een ongelukkige voorkeur voor kelp aangezien de oceaantemperaturen blijven stijgen.

Begrijpen hoe veranderingen in de oceaan kelp beïnvloeden, is belangrijk omdat ze een zogenaamde "basissoort zijn, " een cruciale bron van voedsel en leefgebied voor organismen.

"Kelp is een natuurlijke eigenschap die leefgebied genereert voor honderden, waarschijnlijk duizenden soorten vissen, ongewervelde dieren en microben, "Zei Pfister. "Ze zijn echt een locus voor biodiversiteit langs deze kusten, dus het is belangrijk om te begrijpen hoe ze reageren op klimaatverandering."

UChicago-ecoloog Cathy Pfister gebruikt kaarten die vóór de Eerste Wereldoorlog zijn geproduceerd, die een heel eigen geschiedenis hebben, om de groei van kelpbedden in de Pacific Northwest in de afgelopen eeuw te volgen. Krediet:Mat hout, UChicago

Terwijl het rapport van Cameron uit 1915 ingaat op de chemie van kaliumzouten, stikstof en kunstmest, het is vaag over wat de Amerikaanse regering precies wilde doen met een nieuwe op kelp gebaseerde bron van potas. Maar aangezien de wereldvoorraad aan potas afkomstig was van een steeds strijdlustiger Duits rijk vlak voor het uitbreken van de Eerste Wereldoorlog, je zou tussen de regels door kunnen lezen en kijken naar een andere industrie die rond dezelfde tijd in Californië opkwam. Deze outfits waren gericht op het oogsten van kelp en het extraheren van chemicaliën, een daarvan, kaliumnitraat of salpeter, is een belangrijk ingrediënt van buskruit.

uiteindelijk, kelp werd nooit een belangrijke bron van kalium voor de Amerikaanse landbouwindustrie. Na de oorlog, het oogsten van kelp voor stikstof werd veel duurder dan een nieuw commercieel proces dat door Fritz Haber in Duitsland was uitgevonden om stikstof uit de atmosfeer te halen. Ten behoeve van de vele soorten die van hen afhankelijk zijn, de kelpbedden (en de historische kaarten) blijven.