Diep in het hart van Posey Hollow, op het terrein van het Smithsonian Conservation Biology Institute in Front Royal, Virginia - voorbij de rechte, stevige hickories en een knoestige, 250 jaar oude zwarte gom, de oudste boom in een bos dat helder was - gesneden voor de landbouw in koloniale tijden - een gegalvaniseerde stalen toren stijgt 170 voet in de lucht. Toen de bouw eind juli werd voltooid, werd het de hoogste structuur voor minstens een uur rijden in elke richting. Wanneer wetenschappers volgende maand een reeks instrumenten op de toren installeren, wordt het omliggende bos een van de meest bestudeerde ter wereld.
De toren is een van de 60 die in de Verenigde Staten wordt gebouwd als onderdeel van het National Ecological Observatory Network (NEON), een enorm monitoringproject, gesponsord door de National Science Foundation, dat de pols van het milieu in de natie zal nemen. Gedurende 30 jaar vanaf 2017, wanneer het netwerk moet worden voltooid, zullen de torens continu temperatuur, kooldioxide-concentratie, vocht en vele andere variabelen meten in 20 verschillende soorten ecosystemen. Posey Hollow is representatief voor een oostelijk bos van de tweede groei, er is vrijwel geen oud bos in de oostelijke Verenigde Staten. Een andere toren zal worden geïnstalleerd in een Smithsonian onderzoekscentrum aan de kust van de Chesapeake Bay, om een ecosysteem van de Mid-Atlantische kust te veroveren. Op elke NEON-locatie zullen onderzoekers ook de bodemgesteldheid volgen en insecten, vogels, planten en kleine dieren verzamelen. Ongeveer een keer per jaar vliegen vliegtuigen die laserapparatuur dragen over de bossen om digitale scans met hoge resolutie van de boomkap te maken, zodat wetenschappers de dichtheid en groei ervan kunnen volgen. Het NEON-project zal ook gegevens van 46 waterplekken bevatten om een vollediger beeld van ons landelijke ecosysteem te schetsen. “Ecologie gaat grootschalig. Als je wilt begrijpen hoe de omgeving werkt, moet je veel monsters nemen en zoveel mogelijk variabelen invoeren, ”zegt Bill McShea, een Smithsonian natuurecoloog. "Maar tot nu toe heeft niemand iets zo uitgebreid als dit geprobeerd."
Het Conservation Biology Institute is opgericht om onderzoek te doen naar bedreigde dieren, en het is nog steeds de thuisbasis van wezens zoals cheeta's, rode panda's en gazellen. Maar in de afgelopen vijf jaar hebben onderzoekers een vergrootglas meegenomen naar een 63 hectare groot gedeelte van Posey Hollow om een bos beter te begrijpen dat groeit zonder de druk van oprukkende ontwikkeling. "Elke boom hier met een diameter van meer dan een centimeter die we in kaart hebben gebracht, gemeten en geïdentificeerd, " vertelde McShea me begin juni terwijl we het bos in wandelden om te zien waar de toren zou worden gebouwd. Dat komt neer op 41.031 bomen van 65 soorten.
De wetenschappers zeggen dat de gegevens verzameld door de toreninstrumenten nieuw licht zullen werpen op de cruciale rol die bossen spelen in de grotere omgeving. "Ik ben het meest enthousiast over een sensor die continu de uitwisseling van koolstofdioxide en waterdamp tussen het bos en de atmosfeer meet", zegt Kristina Teixeira, een bos-ecoloog aan het instituut. "Hieruit kun je de totale hoeveelheid koolstofdioxide halen die door het bos wordt opgenomen op een dagelijkse of jaarlijkse tijdschaal." Door de snelheid van kooldioxide-absorptie te vergelijken met de onderzochte boomgroei, kunnen wetenschappers berekenen hoe effectief bossen zijn zoals deze, verminderen de uitstoot van broeikasgassen - een steeds belangrijker punt naarmate het klimaat verandert. Andere gegevens zullen onderzoekers helpen modelleren hoe bossen worden beïnvloed door droogte, stijgende temperaturen en andere factoren, en kunnen hen helpen bepalen hoe bepaalde inheemse bomen, zoals die oude zwarte kauwgom, invasieve soorten kunnen weerstaan.
Een van de meest innovatieve aspecten van NEON heeft echter minder te maken met het verzamelen van informatie dan met het verspreiden ervan: de gegevens zullen in realtime openbaar worden gemaakt via internet, dus iedereen met een aandeel in de voortdurende veranderingen in onze omgeving zal de kans krijgen om ze te volgen. Zoals Teixeira zegt: "Iedereen met een goed idee kan gewoon naar binnen gaan en zijn hypothese testen."
