Доцент Университета штата Монтана по устойчивым продовольственным системам, проводившая исследования по всему миру, обратила свое внимание на кленовый сироп.
Некоторые фермеры в Соединенных Штатах и Канаде заметили, что количество и качество их кленового сиропа меняется в зависимости от изменчивости климата, сказала Селена Ахмед из Департамента здравоохранения и человеческого развития МГУ в Колледже образования, здравоохранения и человека. Разработка. Ахмед возглавляет группу исследователей, изучающих эти наблюдения.
По словам Ахмеда, некоторые производители говорят, что в теплые годы они видят меньше светлых сиропов, исторически классифицируемых как «причудливый сорт», и больше темных и янтарных сиропов. В то же время, производители начинают собирать свои клены раньше в течение года из-за сокодвижения, вызванного зимними оттепелями, но также отмечают более раннее завершение сезона сбора клена с потеплением весны. Холодные ночи и теплые дни запускают сокодвижение, а слишком много тепла приводит к окончанию сезона с распустившимися кленовыми деревьями, из-за которых кленовый сироп становится более неприятным. В результате, по словам Ахмеда, некоторые производители опасаются, что они в конечном итоге потеряют деньги, потому что более легкие сиропы, которые когда-то считались лучшими сортами, пользовались наибольшим спросом по лучшим ценам. С изменением состава изменяется и количество сока, необходимого для производства кленового сиропа. Ахмед отметил, что производство кленового сиропа стоит миллионы долларов.
Содержание сахара в соке определяет количество сиропа, которое может быть получено из данного количества сока, сказал Ахмед, в то время как соединения, защищающие от вторичных метаболитов, влияют на вкус, питательный профиль и полезные свойства сиропа. Признано, что соединения вторичного метаболита играют защитную роль в растениях и увеличиваются при стрессе окружающей среды, включая рост вредителей и более экстремальные погодные условия. Однако, по ее словам, связь этих факторов с изменчивостью окружающей среды плохо изучена.
Чтобы узнать больше о взаимосвязи между качеством сока и факторами окружающей среды, Ахмед стала соруководителем междисциплинарного многолетнего исследования в рамках международного консорциума ACERNet, в ходе которого она и ее сотрудники исследовали кленовые леса. и сахарные кусты Северной Америки от южного ареала клена в Вирджинии до его северного ареала в Квебеке и от восточного ареала клена в Новой Англии до его западного ареала в Индиане. В число сотрудников ACERNet входят Райан Хьюиш из Колледжа Университета Вирджинии в Уайзе; Дэвид Лутц из Дартмутского колледжа; Джошуа Рэпп и Кристина Стинсон из Массачусетского университета в Амхерсте; Тони Линн Морелли из Северо-восточного центра изучения климата Министерства внутренних дел; и Борис Дюфур из Университета Квебека в Шикутими.
Команда ACERNet тесно сотрудничает со студентами бакалавриата в сборе образцов клена с начала сокодвижения до его окончания, обычно с февраля по апрель.
«Начало и конец сезона посадки клена сильно различаются из года в год», - сказал Лутц, лесной эколог. «Некоторые производители используют пылесосы, чтобы смягчить ежедневную изменчивость, но они всегда полагаются на бригады, которые подрезают деревья в начале сезона. Ранние сезоны являются сложными для производителей, которым приходится внезапно адаптироваться к меняющимся условиям подсочки. Наша исследовательская группа из студенты бакалавриата готовы собирать деньги заранее, но коммерческие производители не всегда могут позволить себе такую роскошь».
Команда измеряет сокодвижение и содержание сахара в течение всего сезона сбора урожая и по всему ареалу клена. Затем они отправляют образцы сока в совместную Лабораторию пищевых продуктов и здоровья Ахмеда в МГУ для анализа химического состава, определяющего качество кленового сока, а также содержание сахара..
Ахмед уделяет особое внимание классу фенольных соединений, защищающих от вторичных метаболитов, которые влияют на вкус сока и полезные для здоровья свойства. Сиропы более светлого цвета имеют более низкую концентрацию фенолов, чем сиропы более темного цвета. По словам Ахмеда, более высокие температуры связаны с кленовым сиропом с более высоким содержанием фенолов.
Ахмед и ее сотрудники также взаимодействуют с производителями клена посредством интервью и семинаров, чтобы выяснить, что производители сиропа наблюдали на своих сахарных кустах в течение своей жизни. По словам Ахмеда, на сегодняшний день в исследовании приняли участие более 100 производителей, в том числе члены общин коренных американцев.
Ахмед сказала, что она и ее сотрудники заинтересованы в том, чтобы узнать, что производители клена испытывают и замечают. Затем они будут сравнивать эти наблюдения со своими полевыми и лабораторными результатами в отношении влияния изменчивости климата на поток и качество сока, сказал Ахмед. Исследователи также хотят узнать, как производители клена рассчитывают справиться с социальными, экономическими и экологическими изменениями, влияющими на их деятельность.
«Продолжение сбора кленового сиропа и передача связанных с ним традиционных экологических знаний важны для продовольственного суверенитета коренных американцев», - сказала Отэм Брунелль, научный сотрудник проекта из числа коренных американцев.
Исследователи также собирают информацию о погодных условиях и других социально-экологических условиях, влияющих на кленовые деревья, сказал Рапп, эколог растений. Команда объединит свои социальные, экологические и фитохимические данные с климатическими данными для разработки моделей, которые предсказывают будущее производства кленового сиропа.
«Важно знать, что произойдет в будущем, чтобы производители могли справиться с ситуацией и управлять рисками», - сказал Морелли.
«Существует множество потенциальных последствий изменения климата и рынка для производства кленового сиропа», - сказал Дюфур, эколог из Квебека. «К ним относятся доступность и здоровье кленовых деревьев, сроки и продолжительность сезона сбора сока, поток и качество сока, динамика потребления и средства к существованию производителей."
Предварительные оценки показывают, что сок начинает течь на две недели раньше, чем столетие назад, сказал Стинсон. Команда ACERNet ожидает, что северные штаты, такие как Вермонт и Нью-Гэмпшир, продолжат производство сиропа в далеком будущем, и что южный район является наиболее уязвимым, где поток сока наиболее изменчив из года в год.
"Мы обнаружили, что лесоводы и производители обеспокоены здоровьем кленовых деревьев, в частности последствиями кислотных дождей и вспышек вредителей. Такие абиотические и биотические стрессоры, взаимодействующие с изменчивостью климата, могут повлиять на производство клена в зависимости от где вы находитесь и как вы управляете своим сахарным кустом."
Хьюиш сказал, что производство кленового сиропа в южных Аппалачах будет продолжаться еще долгое время.
«Десятилетия точно, может быть, даже века», - сказал он. Он добавил, что диапазон кленовых деревьев может сместиться на север с повышением температуры, но это чрезвычайно медленный процесс, и, вероятно, потребуется много столетий, чтобы его ощутить.
Тем временем команда ACERNet предсказывает, что, скорее всего, будет много деревьев, которые можно использовать, если инвазивные вредители, такие как азиатский жук-усач, не уничтожат деревья.
«Однако могут существовать некоторые угрозы для южных популяций, которые могут поставить под угрозу успешный прослушивание в очень долгосрочной перспективе», - сказал Хьюиш. «Существуют некоторые модели прогнозирования климата, которые предполагают, что в будущем сахарный клен не будет так сильно предпочитать климат в нашей глуши. И некоторые инвазивные виды и болезни могут оказать более сильное негативное влияние на южные сахарные клены, чем на наши более северные популяции., усугубляется изменением климата.
«Члены сообщества здесь также испытывают разочарование из-за растущей непредсказуемости погоды, а сбор клена очень зависит от погоды для хорошего потока», - продолжил Хьюиш. «Кажется, что с годами клены собирают все раньше и раньше в сезон. Сейчас многие начинают сбор урожая в декабре или январе. Для некоторых производителей это может стать авантюрой. Одна из стратегий адаптации заключается в использовании других видов клена, которые могут оказаться более устойчивыми».
Ахмед сказала, что исследование кленового сиропа, как и некоторые другие ее исследовательские проекты, было вызвано разговором с производителями о проблемах, которые их больше всего волнуют.
В 2012 году она встречалась с двумя 90-летними фермерами - Альбертом и Джин Конклин из Вермонта - по поводу их опыта работы в сельском хозяйстве. Ахмед поделилась информацией о своих исследованиях влияния изменчивости климата на чай в Китае. Узнав о работе Ахмеда с чайными фермерами, Конклины поделились, что они столкнулись с чем-то подобным с кленом. По ее словам, за всю свою жизнь они видели меньше светлого сиропа из своего сахарного куста, который они больше всего предпочитали.
«Кленовый сироп - это культовый недревесный лесной продукт, связанный с региональной идентичностью», - сказал Ахмед. «Я был чрезвычайно заинтересован в изучении влияния факторов окружающей среды на кленовый сироп после встречи с Альбертом и Джин Конклин».
Это интервью привело к переговорам с другими производителями и первому из многих предложений попробовать их кленовый сироп. Вскоре после этого Ахмед объединился с другими учеными, интересующимися теми же вопросами, что и клен.
Исследование кленового сиропа продолжается уже третий год. Программа INBRE Монтаны и Департамент здравоохранения и человеческого развития МГУ предоставили финансирование на первые два года. Северо-восточный климатологический центр Министерства внутренних дел финансирует следующие два года исследований.
В будущем Ахмед и ее сотрудники планируют добавить в свое исследование компонент гражданской науки. Они надеются привлечь учащихся средних и старших классов к сбору исходных данных и в процессе мотивировать следующее поколение ученых реальными вопросами.
Ахмед провел исследования по широкому кругу тем, касающихся экологических, культурных и медицинских аспектов продовольственных систем по всему миру. В дополнение к изучению кленового сиропа она проводит другие исследования, связанные с сельским хозяйством, питанием и здоровьем в Монтане, на национальном и глобальном уровнях.