Soms is het een kwestie van de juiste gids vinden om te komen waar je heen wilt.

Vier teams van onderzoekers, onder leiding van ecologen van Harvard Forest, zochten deze zomer naar een stukje oude bomen diep in de bossen van West-Pennsylvania als onderdeel van een project om te bestuderen hoe klimaatveranderingen bomen door de eeuwen heen beïnvloedden. Een van de wetenschappers was ze 40 jaar eerder tegengekomen, maar ze leken verdwenen. Net toen de groep op het punt stond het op te geven en verder te gaan, kwamen ze iemand tegen die hen een waardevolle aanwijzing gaf.

"Toen hij uit zijn jeep sprong om ons te begroeten, stonden we op het punt een ander bos in te duiken dat minstens driekwart of een mijl verwijderd was", zegt Neil Pederson, senior ecoloog en co-manager van het Tree Ring Lab bij het Harvard-bos. De bestuurder van de jeep, een forse man met pluizig, zilverkleurig haar, tipte ze naar een groepje slordig ogende oostelijke hemlocks. Enkele uren later:"We hadden ze eindelijk gevonden", zei Pederson.

De zoektocht van die dag maakte deel uit van het ambitieuze project van het lab om de oudste bomen in het noordoosten te vinden en te ontkernen. Door de kleur en grootte van hun ringen te bestuderen, krijgen wetenschappers een kijkje in het verleden, waardoor ze kunnen zien hoe bomen en bossen reageerden op extreme klimaatgebeurtenissen, zoals droogtes of late voorjaarsvorst in het verleden. Vervolgens gebruiken ze die gegevens om de ontwikkeling van deze bossen op lange termijn in kaart te brengen en de toekomstige impact op hun gezondheid te modelleren door klimaatgerelateerde weersomstandigheden, die erger worden naarmate de planeet warmer wordt.

"Grootschalige bosverstoringen kunnen het soort extreme klimaatgebeurtenissen vertegenwoordigen waarvan we verwachten dat ze zullen toenemen met de klimaatverandering, dus meer inzicht in hun frequentie in het verleden zou kunnen helpen om te informeren hoe ver dingen van de basislijn af gaan", zei Laura Gayle Smith , een onderzoeksassistent bij het Harvard Forest, die werkt als lid van het Tree Ring Lab. "Het algemene raamwerk voor gematigde bossen is dat ze in principe in evenwicht zijn over grote schalen en enigszins klimaatonafhankelijk zijn. Kleine verstoringen treden op op het niveau van individuele boom tot stand, maar over het algemeen blijft de samenstelling zeer stabiel gedurende lange tijdsperioden — eeuwen tot millennia."

Ongeveer tien jaar geleden toonden Pederson en David Orwig, een senior bosecoloog en co-manager van het Tree Ring Lab, aan dat dit niet altijd het geval is. Ze presenteerden bewijs dat droogtes en strenge voorjaarsvorst van 250 jaar geleden verschillende bossen over honderden kilometers in het zuidoosten troffen. De verstoringen hebben sommige bomen abrupt gedood, maar de groei van andere versneld.

"Deze studie zal ons hopelijk meer inzicht geven in die relatie tussen klimaatgebeurtenissen en bosverstoring, zodat we de bosrespons onder verschillende klimaatscenario's beter kunnen voorspellen," zei Gayle Smith.

Daarvoor zoekt het lab begeleiding bij boomringen. De ringen, die een beetje lijken op de concentrische cirkels op een dartbord, geven de leeftijd van een boom aan en geven hints van wat hij heeft doorstaan. Hoe groter het aantal jaarringen, hoe ouder de boom. Lichtgekleurde exemplaren vertegenwoordigen jaren van extreme kou. Flinterdun hout duidt op droge omstandigheden en belemmerde boomgroei.

"We gebruiken boomkernen om te extraheren wat ik de neiging had om de herinnering aan de boom te noemen," zei Pederson. "Als er droogte komt, als er een orkaan aankomt, als er brand uitbreekt, of een ijsstorm of insecten, kunnen bomen niet rennen en zich verstoppen zoals wij of andere dieren dat kunnen. Ze nemen deze gebeurtenissen, dit tijdsmisbruik, en ze worden opgenomen in hun ringen, en we kunnen die informatie extraheren en over alles leren."

De eerste stap naar deze wetenschap, dendrochronologie genaamd, is het verkrijgen van monsters van de ringen. Voor onderzoekers betekent dat vaak rijden over onverharde wegen, wandelen onder kilometers groen en hellingen op en af.

Om de bomen te boren, gebruiken de onderzoekers voornamelijk incrementele boormachines, gereedschappen die eruitzien als een kruising tussen een boor en een schroef. Ze moeten handmatig door de schors en in de kern worden gedraaid. Terwijl het naar buiten draait, haalt het reepjes ter grootte van een potlood uit de boomring.

"De boor wordt veel moeilijker om te draaien als je in de boom boort, en soms zal hij vast komen te zitten op de weg naar buiten, dus je moet je lichaamsgewicht gebruiken om achteruit te trekken tijdens het draaien," zei Gayle Smith. "Ik vertel mensen altijd dat het een training voor het hele lichaam is, tussen het wandelen naar de locaties en het uitboren van bomen. Je handen kunnen er echt van gaan scheuren."

Het uitboren laat een wond in de boom achter, maar verwondt deze niet dodelijk. Het hele proces duurt tussen de twee en drie uur. Naast het nemen van monsters, noteren wetenschappers visuele markeringen op de bomen en bakenen ze een perceel af met een straal van 20 meter.

De onderzoekers zijn van plan om tussen de 2.500 en 3.500 bomen te kappen in 35 bossen. Het veldwerk maakt deel uit van een vierjarig project dat wordt gefinancierd door de National Science Foundation en begon deze zomer met bezoeken aan 15 bossen. Tot nu toe heeft de groep naar bossen in Pennsylvania, New York, Maine en New Jersey gereisd. De groep zal uiteindelijk 600 jaar aan gegevens over boomgroei verzamelen.

Veldwerk beginnen voor een droomproject:het bestuderen van de langetermijnontwikkeling, synchroniciteit en ecologisch geheugen in oerbossen van de Noordoostelijke VS Eerste dagen in de zuidelijke Adirondacks pic.twitter.com/OiZ2qrNxqf

— Neil Pederson (@YellowBuckeye) 18 mei 2022

De onderzoekers trekken eropuit in volledige wandeluitrusting en rugzakken gevuld met benodigdheden. De booruitrusting voegt ongeveer 40 pond toe.

"Een keer kwam ik op een woensdag terug van een reis, maar ik had het gevoel dat mijn lichaam pas zondag arriveerde," zei Pederson.

Lableden, waaronder ook twee zomerse onderzoeksassistenten, noemen het project een droom en een eer voor een natuurliefhebber.

Als ze in het veld zijn, raken de wetenschappers gewend aan weidse uitzichten op landschappen, rotsformaties en zonsondergangen. Ze zien dieren in het wild en doen soms rare dingen. In juni zag het team bijvoorbeeld een zwarte rattenslang een dikke suikeresdoorn beklimmen in Ricketts Glen, Pennsylvania.

Het bos is ook een nederige plek om te werken, vooral voor experts die weten hoe het eruit moet zien.

"Each forest we visited had lost or was in the process of losing an overstory tree species due to an introduced disease or insect," Orwig said. "A few forests lost two species and one was in the process of losing a third. So even these forests, which have been the least directly disturbed by humans over the last few centuries, are being indirectly impacted in a big way."

Harvard's Tree Ring Lab sits inside a repurposed garage on the edge of the Harvard Forest in Petersham, Massachusetts. Collections of the extracted wood slivers fill stacks of boxes while larger tree stumps that show the full rings are piled in corners. The lab has a pleasant woody, earthy smell.

The samples are painstakingly made smooth with a belt sander, then by hand sanding. "It's a long process sometimes, particularly for species where the ring boundaries aren't very apparent," Gayle Smith said. "We have to get them sanded down to the point that we can see the cellular structure."

The samples then go under a high-powered microscope, which digitizes the data.

The ancient eastern hemlocks that took them hours to find, for example, showed that the two oldest trees traced to 1490. They all lived through the 1500s and 1600s—two periods with severe, prolonged drought. The trees survived the so-called 16th century megadrought, which affected an area that extended from portions of Mexico to much of the continental U.S., including Boston. It likely slowed the growth of these trees, which were smaller than most. The trees also showed signs from the Year Without a Summer in 1816 when a massive volcanic eruption in Indonesia triggered unusually cold, wet conditions across Europe and North America.

"I feel very lucky to be on this project as we get to visit, sample, and learn from centuries-old trees," said Orwig. "These forests are truly magical places. … There is a sense of awe I get knowing that the forests we are investigating have been there for hundreds of years and are now revealing clues to past climate, disturbance, and environment." + Verder verkennen

Monocultures or mixed species? New research shows how different forests cope with drought

Dit verhaal is gepubliceerd met dank aan de Harvard Gazette, de officiële krant van Harvard University. Ga voor meer universiteitsnieuws naar Harvard.edu.