每年十月,在我成长于马萨诸塞州的时期,我的父母都会查看秋叶报告,决定我们要开车去哪里看五彩缤纷的叶子。他们现在依然如此。在新英格兰地区,“赏叶”(leaf peeping)——正如其名——是一项价值数十亿美元的产业,每年秋叶季都有数百万人前往该地区旅游。
在缅因州的阿卡迪亚国家公园,自20世纪90年代初以来,九月和十月的游客人数翻了一番还多。游客们预订赏叶游船、巴士旅行和住宿套餐,所有这些都安排在传统上较为可预测的秋叶季。
但地球的气候正在变化。一个大问题是气候变化的影响将如何影响秋叶的出现时间、持续时间和鲜艳度,从而影响旅游季。
汇总各类数据
要理清气候、秋叶和阿卡迪亚国家公园游客数量之间的关系——这是我研究的目标——需要各种数据,包括气象观测、公园游客调查,以及对每年秋叶何时开始、达到高峰和结束的了解。
作为一名环境科学家,我研究植被物候变化——即开花、展叶或秋叶的开始和持续时间等生物事件的时间变化——的主要方法之一是利用卫星数据。每天,数十颗卫星绕地球运行,收集从地表覆盖、天气到海面温度、地下水以及大气化学成分等各个方面的数据。
这些数据对于区分环境变化至关重要。科学家们已经利用地表覆盖和植被的卫星数据表明,随着全球气温升高,树木开花的时间越来越早,越来越早。
但是,就像所有技术一样,越往过去追溯,数据的质量就越低。更糟糕的是,2000年之前根本没有阿卡迪亚国家公园的可靠卫星数据。因此,我的团队需要发挥创意。
季节性景象背后的科学
生物学家们目前已知的是:随着夏转秋,白天变短,气温降低,这些都是树木停止光合作用并产生使叶子变绿的叶绿素的信号。一旦绿色叶绿素消失,叶子中在整个夏天都被叶绿素掩盖的橙色和黄色类胡萝卜素色素就有机会大放异彩。
在某些树木中,凉爽的天气会引发一种叫做花青素的化学物质的产生,这种化学物质有助于树木将养分从叶子中抽回到树干和根部。花青素是红枫和狗木等树木呈现出绚丽的红色和紫色叶子的原因。
虽然每棵树都不同,但研究发现,春季展叶提前、气温升高和秋季干燥与秋叶季延迟有关。炎热的夏天和湿润的秋天可能导致秋叶季缩短。此外,大气中的氮浓度——人类释放到大气中的速度比自然界快——会影响枫树的鲜红程度。
过去一个世纪,美国东北部变得更暖,更湿。这些气候变化如何影响了阿卡迪亚国家公园秋叶的出现时间、鲜艳度和持续时间?游客又是否因此改变了他们游览公园的方式和时间?
在新的地方寻找旧的秋叶记录
为了回答这个问题,我的团队正在使用阿卡迪亚国家公园的历史温度和降水数据。然而,我们缺少的是关于过去几十年秋叶何时开始和达到高峰的信息。
大多数物候学的历史记录,例如亨利·戴维·梭罗的记录,都集中在春季。历史上的秋叶记录却很难找到。
我和我的同事们正在挖掘国家公园的报告和旧报纸,比如这篇1893年10月12日发表在《巴尔港时报》(Bar Harbor Times)上的文章,该报纸是阿卡迪亚国家公园当地的报纸。
“今年,迪瑟特岛(Mount Desert Island)的秋叶比以往任何时候都更加绚丽。山丘上燃起了深红和金黄的火焰,爬满葡萄藤的茅屋闪耀着虹彩般的光泽。但唉,这只不过是病入膏肓者的面色。几周之后,冬天的白色面纱就会覆盖所有的秋日美景。”
但这些记录稀疏而零散。
我们发现了一个自1975年以来的连续秋叶记录,尽管它并不集中在阿卡迪亚地区。新罕布什尔州糖山(Sugar Hill)的Polly's Pancake Parlor自20世纪70年代中期以来一直在收集秋叶开始和高峰的数据。有趣的是,他们的数据显示,自1975年以来,秋叶的开始时间提前了,但秋叶的高峰期却推迟了。
也许我们正在寻找的自拍就在你手中
正是因为缺乏数据,我们需要公民科学家来帮助我们填补空白。
有了像Nature's Notebook、iNaturalist、BudBurst和eBird这样的应用程序和项目,任何人都可以比以往任何时候都更容易地分享他们对周围世界的观察。科学家们最近一直在浏览Twitter、Flickr和Instagram等社交媒体网站,以获取数据,用于估算公园游客数量、绘制帝王蝶和雪鸮的观测点,以及了解人们如何评价不同的景观。
收集去过阿卡迪亚的游客的照片,有助于我们验证已有的卫星数据。我的团队能够确保我们在卫星图像中看到的内容确实代表着公园地面上发生的情况。我们非常感谢今年到访过阿卡迪亚的游客们提供的所有照片。我们收到了很多照片,确切地说是907张,这些都是来自手机相机普及后的时代。
然而,这并不能让我们回到连续卫星数据出现之前的时期。我们需要赏叶爱好者们更深入地挖掘他们的个人相册,帮助我们弄清楚2000年之前的秋叶时间。
那些更早期的照片——来自一个需要将胶卷从相机中取出并送到冲印店的古老时代——事实证明更难找到。到目前为止,我们只有两个2010年之前的数据点,一个来自1987年,一个来自1981年。
我们正在寻求您的帮助。我们知道,有你在20世纪70年代穿着喇叭裤站在阿卡迪亚的乔丹池(Jordan Pond)前拍摄的那些尴尬的家庭照片。我们想要它们。如果你有任何在秋季拍摄的公园里的旧度假照片,请扫描并发送给我们。
了解气候变化、秋叶和公园游客数量之间的关系,对于公园管理、迪瑟特岛及其周边城镇的当地经济,以及我们这些热爱秋季游览阿卡迪亚的人来说,都具有重要意义。所以,为了科学而赏叶吧。
Stephanie Spera是里士满大学气候变化与遥感专业的助理教授。
这个故事最初刊登在The Conversation。