Een assistent-professor duurzame voedselsystemen van de Montana State University die over de hele wereld onderzoek heeft gedaan, richt haar aandacht op ahornsiroop.

Sommige boeren in de Verenigde Staten en Canada hebben gemerkt dat de kwantiteit en kwaliteit van hun ahornsiroop verandert met de klimaatvariabiliteit, zei Selena Ahmed van MSU's Department of Health and Human Development in het College of Education, Gezondheid en menselijke ontwikkeling. Ahmed leidt een team van onderzoekers die deze waarnemingen onderzoeken.

Volgens Achmed, sommige producenten zeggen dat ze minder lichtgekleurde siropen zien die historisch geclassificeerd zijn als "fancy grade" en meer donkere en amberkleurige siropen tijdens warme jaren. Tegelijkertijd, producenten beginnen hun esdoorns eerder in het jaar te tappen vanwege de sapstroom die wordt veroorzaakt door de winterdooi, maar ook het ervaren van een eerder einde van het esdoorntapseizoen met een opwarmende lente. Koude nachten en warme dagen zorgen voor sapstroom, en te veel warmte maakt een einde aan het seizoen met ontluikende esdoorns die zorgen voor meer onsmakelijke ahornsiroop. Als resultaat, Achmed zei, sommige producenten vrezen dat ze uiteindelijk geld zullen verliezen omdat lichtere siropen - die ooit als de hoogste kwaliteiten werden beschouwd - vroeger de meeste vraag waren met de beste prijzen. Met verschuivingen in samenstelling, de hoeveelheid sap die nodig is om ahornsiroop te maken, verschuift ook. Ahornsiroop is een industrie die miljoenen dollars waard is, Achmed merkte op.

Het suikergehalte van het sap bepaalt de hoeveelheid siroop die kan worden geproduceerd uit een bepaalde hoeveelheid sap, Achmed zei, terwijl secundaire metabolietafweerstoffen bijdragen aan de smaak, voedingsprofiel en gezondheidskenmerken van de siroop. Het is bekend dat secundaire metabolietverbindingen een verdedigingsrol spelen in planten en toenemen bij omgevingsstress, waaronder meer plagen en extremer weer. Echter, ze zei dat de relatie tussen deze factoren en omgevingsvariabiliteit slecht bekend is.

Voor meer informatie over de relatie tussen sapkwaliteit en omgevingsfactoren, Ahmed leidt een interdisciplinair, meerjarige studie als onderdeel van het internationale consortium ACERNet dat haar en haar medewerkers heeft meegenomen door het bereik van esdoornbossen en suikerstruiken van Noord-Amerika, van het zuidelijke deel van de esdoorn in Virginia tot het noordelijke bereik in Quebec, en van het oostelijke bereik van esdoorn in New England tot in de buurt van het westelijke bereik in Indiana. ACERNet-medewerkers zijn onder meer Ryan Huish van The University of Virginia's College at Wise; David Lutz van Dartmouth College; Joshua Rapp en Kristina Stinson van de Universiteit van Massachusetts Amherst; Toni Lynn Morelli van het Department of Interior Northeast Climate Science Center; en Boris Dufour van de Universiteit van Quebec in Chicoutimi.

Het ACERNet-team werkt nauw samen met niet-gegradueerde studenten aan het verzamelen van esdoornmonsters vanaf het begin van de sapstroom tot het einde, meestal van februari tot april.

"Het begin en het einde van het esdoornseizoen variëren nogal van jaar tot jaar, " zei Lutz, een bosecoloog. "Sommige producenten gebruiken stofzuigers om de dagelijkse variabiliteit te verminderen, maar ze vertrouwen altijd op bemanningen om bomen aan het begin van het seizoen te tikken. De vroege seizoenen zijn een uitdaging voor producenten die zich plotseling moeten aanpassen aan veranderende tapomstandigheden. Onze onderzoeksploeg van niet-gegradueerde studenten staat klaar om van tevoren te verzamelen, maar commerciële producenten hebben niet altijd deze luxe."

Het team meet de sapstroom en het suikergehalte tijdens het tapseizoen en over het hele esdoornbereik. Vervolgens sturen ze sapmonsters naar Ahmed's samenwerkende Food and Health Lab bij MSU om de chemische samenstelling te analyseren die de kwaliteit van esdoornsap bepaalt, samen met het suikergehalte.

Ahmed is vooral gefocust op de fenolische klasse van secundaire metabolietafweerstoffen die de sapsmaak en gezondheidskenmerken beïnvloeden. Lichter gekleurde siropen hebben lagere fenolconcentraties dan de donkerdere siropen. Hogere temperaturen zijn gekoppeld aan ahornsiroop met hogere niveaus van fenolen, zei Achmed.

Ahmed en haar medewerkers gaan ook in gesprek met esdoornproducenten door middel van interviews en workshops om erachter te komen wat siroopproducenten tijdens hun leven in hun suikerstruiken hebben waargenomen. Meer dan 100 telers, inclusief leden van Indiaanse gemeenschappen, tot nu toe aan het onderzoek hebben deelgenomen, zei Achmed.

Ahmed zei dat zij en haar medewerkers geïnteresseerd zijn in wat esdoornproducenten ervaren en opmerken. Vervolgens zullen ze die waarnemingen vergelijken met hun veld- en laboratoriumresultaten met betrekking tot de effecten van klimaatvariabiliteit op sapstroom en kwaliteit, zei Achmed. De onderzoekers willen ook leren hoe esdoornproducenten verwachten om te gaan met de sociale, economische en ecologische veranderingen die van invloed zijn op hun activiteiten.

"Verder tikken van ahornsiroop, en het doorgeven van de bijbehorende traditionele ecologische kennis, is belangrijk voor de voedselsoevereiniteit van inheemse Amerikaanse gemeenschappen, " zei Herfst Brunelle, een Indiaanse onderzoeksmedewerker aan het project.

De onderzoekers verzamelen ook informatie over weerpatronen en andere sociaal-ecologische omstandigheden die esdoorns aantasten, zei Rap, een plantenecoloog. Het team koppelt hun sociale, ecologische en fytochemische gegevens met klimaatgegevens om modellen te ontwikkelen die de toekomst van de productie van ahornsiroop voorspellen.

"Het is belangrijk om te weten wat er in de toekomst zal gebeuren, zodat telers kunnen omgaan met de situatie en risico's kunnen beheersen, ' zei Morelli.

"Er zijn meerdere potentiële effecten van klimaat- en marktvariabiliteit op de productie van ahornsiroop, " zei Dufour, een ecoloog uit Quebec. "Deze omvatten de beschikbaarheid en gezondheid van esdoorns, de timing en duur van het tapseizoen, sapstroom en kwaliteit, consumentendynamiek en het levensonderhoud van producenten."

Voorlopige schattingen geven aan dat het sap tot twee weken eerder begint te lopen dan een eeuw geleden, zei Stinson. Het ACERNet-team verwacht dat noordelijke staten zoals Vermont en New Hampshire tot ver in de toekomst siroop zullen blijven produceren, en dat het zuidelijke verspreidingsgebied het meest kwetsbaar is, waar de sapstroom het meest variabel is van jaar tot jaar.

"We merken dat bosbouwers en producenten zich zorgen maken over de gezondheid van esdoorns, in het bijzonder de effecten van zure regen en uitbraken van plagen. Dergelijke abiotische en biotische stressoren die in wisselwerking staan ​​​​met klimaatvariabiliteit hebben waarschijnlijk invloed op de productie van esdoorns, afhankelijk van waar je bent en hoe je je suikerstruik beheert."

Huish zei dat hij de productie van ahornsiroop nog lang ziet doorgaan in de zuidelijke Appalachen.

"Jazeker, tientallen jaren misschien zelfs eeuwen, " zei hij. Het bereik van esdoorns kan naar het noorden gaan bij stijgende temperaturen, maar dit is een uiterst langzaam proces dat waarschijnlijk vele eeuwen zal duren om gevoeld te worden, hij voegde toe.

Ondertussen, het ACERNet-team voorspelt dat er waarschijnlijk genoeg bomen zullen zijn om aan te boren, tenzij een invasieve plaag zoals de Aziatische boktor de bomen doodt.

"Echter, er kunnen enkele bedreigingen zijn voor de zuidelijke bevolkingsgroepen die het succesvol aftappen op de zeer lange termijn in gevaar kunnen brengen, " zei Huish. "Er zijn enkele klimaatprojectiemodellen die suggereren dat suikeresdoorn in de toekomst misschien niet zo veel de voorkeur geeft aan het klimaat in onze nek van het bos. En bepaalde invasieve soorten en ziekten kunnen een sterkere negatieve invloed hebben op de zuidelijke suikeresdoorns dan onze meer noordelijke populaties, verergerd door klimaatverandering.

"De leden van de gemeenschap hier voelen ook de frustraties van toenemende onvoorspelbaarheid van het weer, en esdoorn tikken is voor een goede doorstroming erg weersafhankelijk, "Vervolgde Huish. "Het lijkt erop dat esdoorns door de jaren heen steeds vroeger in het seizoen zijn getapt. Velen beginnen nu te tikken in december of januari. Voor sommige producenten kan het een gok worden. Een aanpassingsstrategie is om andere soorten esdoorn aan te boren die mogelijk veerkrachtiger blijken te zijn."

Ahmed zei dat de studie van ahornsiroop, zoals een paar van haar andere onderzoeksprojecten, werd aangewakkerd door een gesprek met telers over de onderwerpen die hen het meest bezighouden.

In 2012, ze had een ontmoeting met twee boeren van in de negentig - Albert en Jean Conklin uit Vermont - over hun ervaring met landbouw. Ahmed deelde informatie over haar onderzoek naar de effecten van klimaatvariabiliteit op thee in China. Als reactie op het leren over Ahmeds werk met theeboeren, de Conklins deelden dat ze iets soortgelijks met esdoorn ervoeren. Gedurende hun leven, ze zagen minder van de lichtgekleurde siroop uit hun suikerstruik waar ze het meest de voorkeur aan gaven, ze zei.

"Ahornsiroop is een iconisch niet-hout bosproduct gekoppeld aan regionale identiteit, " zei Ahmed. "Ik was buitengewoon geïnteresseerd in het bestuderen van de effecten van omgevingsfactoren op ahornsiroop na mijn ontmoeting met Albert en Jean Conklin."

Dat interview leidde tot gesprekken met andere telers en de eerste van vele aanbiedingen om hun ahornsiroop te proeven. Niet lang daarna, Ahmed werkte samen met andere wetenschappers die geïnteresseerd waren in dezelfde vragen met esdoorn.

De studie van ahornsiroop gaat nu zijn derde jaar in. Het INBRE-programma van Montana en het ministerie van Volksgezondheid en Menselijke Ontwikkeling van MSU hebben de eerste twee jaar financiering verstrekt. Het Northeast Climate Science Center van het ministerie van Binnenlandse Zaken financiert de komende twee jaar van het onderzoek.

In de toekomst, Ahmed en haar medewerkers zijn van plan om een ​​burgerwetenschapscomponent voor hun studie te ontwikkelen. Ze hopen middelbare scholieren en middelbare scholieren te betrekken bij het verzamelen van sapgegevens en, in het proces, motiveer de volgende generatie wetenschappers met vragen uit de echte wereld.

Ahmed heeft onderzoek gedaan naar een breed scala aan onderwerpen op het gebied van ecologische, culturele en gezondheidsaspecten van voedselsystemen over de hele wereld. Naast de ahornsiroopstudie, ze doet andere studies met betrekking tot landbouw, voeding en gezondheid in Montana, nationaal en globaal.