O que 30 anos de estudo da floresta da Nova Inglaterra revelam sobre as cores das folhas mutáveis

Com os pescoços arqueados para trás, John O’Keefe e Greta VanScoy observam os galhos superiores de uma árvore de eucalipto no meio de Massachusetts. Ao redor deles, bolotas caem no chão da floresta enquanto as folhas farfalham com o vento de meados de setembro. Esse sussurro convida ao tipo de pensamento abstrato que tantas vezes acompanha os passeios na floresta. Mas as mentes de O’Keefe e VanScoy permanecem fundamentadas no concreto – em números – enquanto olham para o céu, para a copa das árvores.

“Já passou dos 50”, observa O’Keefe.

“Isto é mais de 50 anos”, diz VanScoy. “Não sei se são 70.”

“Eu estava pensando em 65.”

“Sessenta e cinco é perfeito.”

Isto é, 65 por cento – a estimativa deles sobre a coloração das folhas desta árvore, um choque de vermelho-alaranjado em uma área que, apenas no segundo dia de outono, ainda é quase toda verde.

VanScoy anota o número em uma folha presa a uma prancheta laranja. Ao lado dele, como fará com as dezenas de outras árvores nesta grade, ela também anota a observação deles quanto à queda das folhas da árvore – eles se fixam em 7% – antes de continuar com O’Keefe para examinar um carvalho vermelho, um carvalho vermelho. espécies dominantes nesta floresta, e mais bordos, bétulas, gomas e freixos.

Por mais de três décadas, O’Keefe estudou as mesmas árvores ao longo deste circuito de três quilômetros e meio. Seu estudo, o “Fenologia de espécies lenhosas na floresta de Harvard”, acompanhou a brotação, o desenvolvimento, a coloração e a queda das folhas desde a primavera de 1990, contando apenas com sua própria observação para coletar dados todas as semanas durante a primavera e o outono.

“Praticamente não há medição”, diz ele. “É tudo adivinhação.”

Numa era de pesquisas com drones e leituras de câmeras de lapso de tempo sobre o crescimento da floresta, o estudo do couro do sapato perdurou como uma visão rara e vital de longo prazo de como os fenômenos biológicos sazonais mudam ao longo do tempo. O projeto ajudou outros cientistas a reconhecer que o ramo interdisciplinar da ciência conhecido como fenologia—ou o estudo de eventos naturais recorrentes—pode iluminar os efeitos das alterações climáticas, inspirando uma rede de investigadores em todo o país.

“O tipo de coisas que John fez chamou a atenção de pessoas como eu e de outras pessoas nos Estados Unidos”, diz Mark D. Schwartz, fundador do Rede Nacional de Fenologia dos EUA que pretende imitar a pesquisa de O’Keefe no Centro-Oeste.

O fenoclimatologista da Universidade de Wisconsin-Milwaukee reconhece que os estudos a pé não conseguem cobrir tanto terreno, ou tantas espécies, como os satélites ou outras formas de detecção remota. E O’Keefe diz que alguns cientistas ainda podem descartar o seu estudo subjetivo como “história natural”. Mas outros reconhecem que ele manteve as variáveis ​​mais importantes – as árvores e o coletor de dados – quase inteiramente estáticas ao longo de seus muitos anos de manutenção de registros.

“John é um instrumento incrivelmente bem calibrado”, diz Andrew Richardson, ecologista da Northern Arizona University que trabalhou com O’Keefe enquanto estava na Universidade de Harvard. “É realmente sua habilidade e diligência que fazem do disco o que ele é.”

Mas agora a VanScoy fará essa calibração. No início deste ano, O’Keefe entregou as tarefas de coleta de dados ao meticuloso pesquisador e educador da Harvard Forest. VanScoy entende que está substituindo alguém que essencialmente se tornou o controle de um experimento natural. Durante a primavera e o outono, ela recebe bem o olhar de O’Keefe enquanto faz observações, tentando ver a floresta como ele a vê.

“Ele é o bar”, disse VanScoy no início da caminhada de estudo de fenologia naquela tarde de setembro.

O’Keefe, por sua vez, oferece garantias sobre como, com o tempo, as observações se tornam mais consistentes e as lições da “verdade básica” – as medições físicas que muitas vezes complementam os dados de fotos aéreas – começam a se revelar.

“Tenho um doutoramento em ecologia florestal, mas aprendi muito mais apenas fazendo observações minuciosas de plantas individuais e percorrendo o mesmo trilho durante anos”, diz ele. “É aí que você realmente aprende.”

A rota começa próximo a um pasto na Floresta de Harvard, um paraíso de pesquisa estabelecido em 1907 pela Universidade de Harvard. A pouco mais de uma hora de carro a oeste de Cambridge, na cidade silvestre de Petersham, a propriedade de 4.000 acres abriga até 100 projetos de pesquisa ao mesmo tempo, com cientistas examinando tudo, desde troca de carbono para biodiversidade para formigas pois aproveitam o Wi-Fi na floresta e outras vantagens infraestruturais. A floresta é uma das mais estudadas do mundo.

Em 1988, mesmo ano em que a Floresta de Harvard se tornou um Pesquisa Ecológica de Longo Prazo local, O’Keefe chegou a Petersham recém-saído de um programa de doutorado em ecologia florestal na Universidade de Massachusetts Amherst. Na pós-graduação, ele ajudou um orientador a montar um estudo fenológico de árvores decíduas e sentiu-se compelido a desenvolver o seu próprio para ajudá-lo a “sair de casa”. Escolhendo um local que pudesse visitar regularmente, ele começou a monitorar 33 espécies de árvores e arbustos na floresta de Harvard na primavera de 1990, tirando horas de almoço prolongadas (e mais algumas) para concluir o trabalho.

No início, os repórteres de jornais procuraram saber quando O’Keefe pensava que as folhas atingiriam o pico de cor durante o famoso festival da Nova Inglaterra. folhagem de outono temporada. Mas poucos perguntaram por que essa data mudava a cada ano.

“Aquilo que não foi realmente prestado atenção, ou de interesse [to them]foi todo o efeito das mudanças climáticas sobre ele”, lembra O’Keefe enquanto ele e VanScoy caminham entre uma fileira de bordos e bétulas.

Isso mudou no final da década de 1990, à medida que o interesse da mídia e dos acadêmicos aumentou. UM estudar em 1997, por pesquisadores da Universidade de Montana, por exemplo, usou suas observações visuais para ajudar a modelar a duração das estações de cultivo no continente americano em meio à variabilidade climática.

Após a virada do século, enquanto outros baixavam e citavam seu trabalho, O’Keefe foi coautor de estudos sobre o presença de antocianinas, ou pigmentos vermelhos, em árvores da floresta de Harvard; no tendência das espécies do sub-bosque de desenvolver folhas mais cedo para acessar a luz solar; e no aumento da absorção líquida de carbono pela floresta em meio ao aquecimento.

O’Keefe e outros pesquisadores de Harvard também se concentraram na interseção entre mudanças climáticas e previsão de folhagem. Em 2014, eles usaram suas observações de oito espécies produtoras de antocianina para completar o que um cientista da Appalachian State University considerou “a primeira análise científica dos impactos do clima no momento e na duração da cor do outono, pelo menos para as árvores que ficam vermelhas no outono.” O estudo, publicado em PLOS Umdescobriram que a quantidade de cor do outono – calculada pela duração e pelo número de folhas vermelhas, e não pelo seu brilho – aumentaria para a maioria das espécies até 2099, sob condições projetadas pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas. Ainda assim, os investigadores identificaram uma variação significativa entre as espécies: a cereja preta, o bordo vermelho e o freixo branco tendem a atingir o pico de coloração mais cedo, enquanto os carvalhos e os bordos açucareiros brilham mais tarde.

Richardson foi coautor desse estudo e colaborador frequente de O’Keefe, embora tenha sido pioneiro em um método mais moderno de pesquisa fenológica. Em 2008, o investigador principal do Rede PhenoCam instalou uma câmera digital de lapso de tempo em uma torre de estação de medição ambiental em Harvard Forest, tornando-o um dos primeiros locais a hospedar tecnologia que agora captura ciclos de vida de plantas em mais de 700 locais ao redor do mundo. Cada câmera envia uma imagem ao vivo a cada 30 minutos, do nascer ao pôr do sol, para um servidor na Northern Arizona University, onde os pesquisadores atualizam os dados de vegetação obtidos das imagens e publicam as fotos online. Em essência, ele permite que os pesquisadores monitorem à distância a mudança de cor no outono e o surgimento dos botões na primavera.

“A fenologia é uma espécie de ciência da era vitoriana. É realmente focado na história natural dos organismos, e você pode imaginar pessoas como Henry David Thoreau saindo e olhando as folhas em suas florestas e fazendo copiosas anotações fenológicas”, diz Richardson, “e acho que com PhenoCam nós meio que trazemos isso Ciência vitoriana no século 21.”

O que não quer dizer que ele esteja desconsiderando o trabalho local de O’Keefe. “Quando você olha para as datas de início e fim da temporada que estimamos a partir das imagens da PhenoCam e compara com as datas de John”, diz Richardson, “a correlação entre as duas é incrivelmente forte”.

Na trilha, O’Keefe e VanScoy são casualmente meticulosos. Uma regra, por exemplo, é que os ramos sem botões não sejam contabilizados quando os pesquisadores estimam a proporção de queda de folhas; apenas aqueles com botões levam em consideração em seus julgamentos as porcentagens que deliberam sobre árvore após árvore após árvore.

Mas eles não falam em termos puramente científicos. Ao longo do caminho, deleitam-se com a abundância de uvas Concord, o fio dos riachos, o aroma dos cogumelos viscosos e o crocante de uma boa estação de bolota.

“Os dados são muito interessantes”, diz VanScoy, “mas provavelmente uma das coisas mais interessantes sobre isso é tudo o que você escreve na margem”.

Ela está curiosa para ver como as pragas e patógenos não nativos mudarão a floresta nos próximos anos. Os adelgídeos peludos da cicuta e as brocas do freixo esmeralda já alteraram a sua paisagem, observa ela enquanto examinam as últimas árvores em torno do Museu Fisher da Floresta de Harvard. “Vai parecer diferente”, diz VanScoy. “Não acho que demorará muito para que pareça diferente.”

O’Keefe, por sua vez, há muito tempo levantou a hipótese de que veria sinais de uma primavera anterior e um outono posterior na floresta de Harvard ao longo do tempo, como foi descoberto em outros lugares de um planeta em aquecimento. Mas embora o outono tenha mudado mais tarde em Petersham, a primavera não mudou muito. “Para mim, isso é realmente mais interessante e informativo, porque você tem que fazer a próxima pergunta, que é: ‘Por quê?’ E você tem que cavar um pouco mais fundo.”

Ou caminhe, por assim dizer, um pouco mais. Agora é a vez de outra pessoa.