Um Wälder zu retten, verbinden Forscher Bäume mit Twitter

Im Juli 2018 ging eine hundertjährige Roteiche auf Twitter live. Das Konto @awitnesstree, twittert aus dem Harvard Forest in Petersham, Massachusetts, und stellt sich in seiner Biografie vor:

„Mehr als ein Jahrhundert lang Zeuge des Lebens als Baum in einer sich verändernden Umgebung. Ansichten sind meine eigenen – irgendwie (von Wissenschaftlern und Kommunikatoren bei HF übersetzte Daten).“

Alle paar Tage aktualisiert der Baum seine 9.118 Follower. Am 24. Februar 2020 hieß es: „Die letzten 2 Tage waren für Februar extrem heiß. Wann wird diese Hitzewelle enden?“

Am Tag zuvor hatte es noch mehr geklagt:

2019 hat es nur noch geregnet und geschneit. Insgesamt war es das 8. nasseste Jahr, das ich hier im Harvard Forest erlebt habe. Wir alle brauchen Wasser, aber wenn es zu viel ist, fällt es mir schwerer, Sauerstoff zu bekommen und einen stabilen Halt im Boden zu halten.

– Ein Zeugenbaum (@awitnesstree) 2. Februar 2020

Jetzt, nach einer Pause aufgrund von COVID-bezogenen Herausforderungen, geht der Zeugenbaum wieder online.

Die Nachrichten des Baumes basieren auf Daten von einer Reihe von Sensoren an und um seinen Stamm, wobei ein Echtzeit-Ansatz zur Baumüberwachung verwendet wird, der durch das Inspirations- und Schwesterprojekt von Witness Tree Pionierarbeit geleistet wurde TreeWatch.net. Unter der Leitung der Universität Gent hat TreeWatch.net seine erste Tweeting-Baum im Jahr 2016 und überwacht derzeit Sensordaten von 21 Bäumen in Belgien, Deutschland, Indien, den Niederlanden und Großbritannien.

Zu den Sensoren des Harvard Witness Tree gehören ein in seinen Stamm eingebettetes Band zur Verfolgung des Wasserflusses, ein federbelasteter Stift, der gegen seine Rinde drückt, um Schrumpfung und Schwellung zu überwachen, und eine Kamera zur Erfassung des Blattwachstums. Kontinuierliche Datenströme dieser Sensoren sagen uns, wie der Baum von Veränderungen in seiner unmittelbaren Umgebung betroffen ist. Diese Technologie steckt noch in den Kinderschuhen, aber es zeigt sich außergewöhnliches Versprechen.

Durch die Analyse von Daten von Witness Tree und TreeWatch.net, wir haben es schon gelernt Diese Trockenheit kann dazu führen, dass sich die Spaltöffnungen eines Baumes – die Öffnungen an der Unterseite der Blätter – schließen. Die geschlossenen Spaltöffnungen blockieren die Wasseraufnahme und stören das Baumwachstum. Häufigere Dürren können daher zu einer geringeren Kohlenstoffaufnahme durch Bäume und Wälder führen.

Zukünftige Studien weisen sogar darauf hin, dass einzelne Bäume unterschiedlich auf dieselben Hitzewellen reagieren und dass der Wassertransport in Bäumen sofort auf das Vorhandensein einer Sonnenfinsternis reagieren kann. Wenn die Sonne vom Mond verdeckt wird, schließen sich die Spaltöffnungen wie in der Nacht, wodurch die Wasseraufnahme sofort reduziert wird.

Während wir die eingehenden Daten von Witness Tree und TreeWatch.net weiter auswerten, werden wir sicherlich noch mehr darüber erfahren, wie Bäume ihre Umgebung beeinflussen – und von ihr beeinflusst werden.

Wissenschaftskommunikation

Die Roteiche im Harvard Forest ist zusammen mit ihren asiatischen und europäischen Cousins ​​bei TreeWatch.net in erster Linie eine reichhaltige Quelle wissenschaftlicher Daten. Aber gleichzeitig machen diese Daten, wenn sie von maßgeschneiderten Algorithmen in Tweets umgewandelt werden, den Zeugenbaum zu einer Plattform für die Forschung zur Wissenschaftskommunikation.

Hinter den Kulissen analysiert ein Computerprogramm die eingehenden Zahlen von den Sensoren von Witness Tree: Vergleicht mit vorprogrammierten Schwellenwerten für normale Aktivität, sucht nach abrupten Änderungen und erstellt Zusammenfassungen.

Für jedes wichtige Datenmerkmal, einschließlich des täglichen Wasserverbrauchs, der Saftflussdynamik, der Stammschrumpfung und des Stammwachstums, haben die Forscher von Harvard Forest dem Programm mehrere verschiedene vorgefertigte Nachrichtenvorlagen bereitgestellt. Das Programm wählt eine dieser Vorlagen aus, fügt die entsprechenden Daten ein und postet die fertige Nachricht wie mit der eigenen Stimme des Baumes auf Twitter.

Da die Botschaften nach dem Zufallsprinzip aus Vorlagen ausgewählt werden, können sie als Testfeld verwendet werden, um zu untersuchen, wie sich die Öffentlichkeit am liebsten mit verschiedenen Themen und Schreibstilen beschäftigt.

Vorläufige Ergebnisse deuten etwas überraschend darauf hin, dass sich die Anhänger des Zeugenbaums gleichermaßen mit datengesteuerten und erzählerischen Tweets beschäftigen. Das Hinzufügen von Multimedia – durch Bilder, Videos oder Datenvisualisierung – generiert mehr Antworten, Likes und Retweets. Alle Beiträge, die sich direkt auf den Klimawandel beziehen, scheinen die meiste Aufmerksamkeit auf sich zu ziehen.

Eichengallen sind im Moment überall auf dem Waldboden. Sie sind seltsamer als Fiktion! Sie beginnen, wenn Gallwespen Eier auf meine Knospen legen. Die Wespenlarven setzen Hormone frei, die meine Knospen entführen und mich anweisen, Kugeln anstelle von Blättern zu bilden. Die Kugeln schützen die wachsenden Larven. Hm!

– Ein Zeugenbaum (@awitnesstree) 28. Oktober 2019

Die Zukunft

Um Zugang zu noch mehr Daten zu erhalten, werden sowohl das Witness Tree-Projekt als auch TreeWatch.net erweitert. Der einzelne Zeugenbaum wird bald Teil eines Waldnetzwerks, das sich über städtische, vorstädtische und ländliche Gebiete erstreckt, um zu untersuchen, wie Bäume in verschiedenen Umgebungen funktionieren.

Künftige Zeugenbäume mit Feinstaubsensoren, die auf schlechte Luftqualität empfindlich reagieren, könnten dazu beitragen, das Bewusstsein für Umweltstressfaktoren zu schärfen, denen Menschen und Bäume gleichermaßen ausgesetzt sind.

Neue Bäume, die von TreeWatch.net überwacht werden, messen den Kohlenstoffverlust durch die Baumatmung und ebnen so den Weg für genauere Kohlenstoffbilanzierung. Indem wir unser Verständnis darüber festigen, wie Bäume zum Kohlenstoffkreislauf beitragen, werden wir in einer besseren Position sein, den Kohlenstoffausstoß weltweit zu reduzieren.

Langfristig wollen Witness Tree und TreeWatch.net zusammenarbeiten, um ein riesiges, internationales Netzwerk von Tweeting-Bäumen aufzubauen: mit anderen Worten: Internet der Bäume. Die Daten aus diesem „Internet“ werden unschätzbare Einblicke in das Wohlergehen unserer Waldökosysteme liefern – von der Erkennung früher Anzeichen von Dürre über die Verfolgung der Auswirkungen von Schädlingen und Krankheitserregern bis hin zur Vorhersage des Saftflusses für die Ahornsirupproduktion.

Da wir mehr darüber erfahren haben, wie Bäume mit den von ihnen visuell definierten Ökosystemen interagieren, wurden Bäume in neueren Forschungen und populären Schriften oft als soziale Kreaturen dargestellt. In gewisser Weise tragen Witness Tree und TreeWatch.net dieser Idee Rechnung, indem sie ihren Bäumen eine menschenähnliche Stimme verleihen. Sie verwenden die Personifizierung als Werkzeug, um effektiv mit einem breiten Publikum zu kommunizieren.

Aber es wäre kontraproduktiv diese Metapher zu ernst zu nehmen, denn die Stimme jedes Baumes ist tatsächlich eine Fiktion, die von automatisierten Nachrichten gespeist wird. Tatsächlich sprechen die Daten – und die Geschichte, die Daten erzählen, ist die brutal ehrliche Realität des Umweltwandels.

Tim Rademacher ist Postdoktorand an der Harvard Kennedy School; Grace Field ist Doktorandin in Geschichte und Wissenschaftsphilosophie an der University of Cambridge; und Kathy Steppe ist Professorin für angewandte Pflanzenökophysiologie an der Universität Gent.

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Hauptbild: Johannes Plenio