气候变化和枫糖浆:生产者观察,观念,知识,和适应策略

1。介绍

全球变化是影响森林和农业系统对生产者和消费者的影响。气候的变化、市场和政策与全球变化有可能影响森林和农业系统的可行性。例如,全球气温上升在过去的60年,加上更大的可变性和更多的极端天气条件,如干旱和洪水,影响许多农作物的产量和地理分布范围(Raza et al ., 2019;Leisner, 2020)。气候变化和相关非生物压力进一步构成挑战森林和农业系统通过对产品质量的影响(艾哈迈德et al ., 2014,2019年;艾哈迈德Stepp, 2016)。最终,气候对森林和农业系统的影响可以威胁农民生计以及利益收到收获产品(艾哈迈德et al ., 2014)。

糖枫(宏碁蔗糖)和红枫(答:石)树管理、种植和收获几个世纪以来在北美的sucrose-laden sap用于枫糖和枫糖浆的生产。北美土著居民,包括Ojibwe易洛魁人,和梅诺米尼人人民,枫糖浆用作甜味剂(托马斯和Silbernagel, 2003年;洛根,2014)。这个传统延续早期殖民者在北美由于进口蔗糖的高成本(帕金斯和van den Berg, 2009),逐渐成为一个重要的农业收入来源(Hinrichs 1995)。枫工业增长随着枫生产技术组成一个非常有价值的文化传统,旅游业的重要组成部分,收入来源(Hinrichs 1998)。枫糖浆在很大程度上是整个现存的生产范围的枫树,在加拿大魁北克省的省最普遍和美国的新英格兰地区,与生产也发生在美国中西部的部分地区和东南部。生产继续扩张相对较高的价格推动投资和技术进步,而此前un-utilized树并入生产。

枫糖浆行业提供永久和季节性收入成千上万的生产者和农场在北美。枫生产商包括大规模工业生产者代表大多数的生产以及成千上万的小规模生产者。几乎每年生产1750万加仑的糖浆,与加拿大生产1325万加仑和美国生产425万加仑(美国农业部NASS 2019;加拿大统计局,2020)。枫行业在美国估计价值超过1亿美元(美国农业部NASS 2019)。枫生产商很容易受到短暂的价格波动的复杂的枫糖浆产业的市场结构。脆弱性加剧,单个生产者集团(魁北克枫糖浆生产者联合会(FQMSP)],由大约80%的年度总产量(杜谢恩et al ., 2009)。在大多数地区,增加了枫生产、增长主要是由于增加(水龙头)和开发努力改进生产流程,而不是更好的环境条件,预计将下降在许多地方在北美枫范围(拉普et al ., 2019)。

枫糖浆生产复杂连接到天气和气候,包括最优变量足够的液流,质量和整体生产(批,1983;霍斯利et al ., 2002;惠特尼和Upmeyer, 2004;伯爵et al ., 2015;拉普et al ., 2019)。各种细胞和层内枫树工作保护树在寒冷的月份,当树进入休眠。多余的糖在夏季光合作用中创建存储在树的边材。木质部层(包括边材)是由木质部运输水分和养分的血管树的根的茎和叶。在枫树,木质部血管周围空气填充纤维枫树电路所独有的特点。低于冰点的温度存在时,纤维细胞内冰晶形成树来保护细胞免受伤害。当冰晶形成,细胞内的湿度降低,水分从附近的细胞和增厚的冰晶体。更大的冰晶引起纤维细胞内的气泡压缩。这导致负压吸入的树与大气压力和水从根部到树的细胞直到冻结(伯爵et al ., 2015)。如果这个事件是紧随其后的是零上条件,通常在白天,温暖的温度会融化的冰晶体纤维细胞允许气泡扩大和正压在树上来培养。扩大气泡、重力和渗透水(当流经膜达到平衡)部队sap回到树上,如果存在,一个出铁口或树皮伤口。继续冻融循环和快速转换之间的正面和负面的压力与大气压力使sap相关流或运行(帕金斯和van den Berg, 2009)。树中的每个步骤的冻融循环依赖于特定的天气和气候模式继续sap的流动。没有冻结温度反复变化,树上的压力最终等于树外的压力,停止sap的流动。

每年春天,sap从枫树提取maple-dominated森林树干的树,通过这一过程被称为“攻。“利用季节是上下文相关的,然而,sap通常运行在2月至4月期间,或者在白天温度(华氏)高30年代到40多岁,一夜之间气温低于冰点(DNRC 2023)。Sap的糖含量决定了糖浆的数量和质量,可以从给定的Sap。环境和管理环境可以导致枫糖浆的质量变化通过一个广泛的专业代谢物,矿物质,和酚类化合物最终确定风味,营养,和健康枫糖浆的属性。酚类化合物也被归因于发挥防御作用枫树与氧化应激相关的气候变化和土壤营养(霍斯利et al ., 2002)和相关的特征风味和质量枫糖浆(帕金斯和van den Berg, 2009)。

使用历史趋势模型长期气候变化的场景,拉普et al . (2019)发现枫sap产量和质量基于sap糖含量是容易受到气候变化,具体变化依赖于地理位置(拉普et al ., 2019)。具体来说,枫树液糖含量下降了0.1°白利每增加1°C,之前的五月-十月平均温度。减少糖分转化成更多的sap需要生产一加仑的糖浆。然而,这并不是统一整个枫和基于地理位置的变化范围。拉普et al . (2019)预计,sap组季节中点1月前和sap糖含量会下降0.7°白利糖枫范围2100年投入使用。增加可变性和减少收益率在南部附近的液流更有可能范围的糖枫虽然增加了液流更有可能在北方范围。具体来说,地点预计枫树液流的最大数量预计将向北400公里,目前从附近的第43 48平行平行,到2100年。

与森林有关的农业系统依赖于多年生树种,如枫糖浆生产,面临独特的并发症有关他们对气候变化的适应性与农业系统的年度作物,因为他们不容易移植。因此,与森林有关的农业系统要求管理决策,考虑长期资源活力(价格和Wetzstein, 1999年;Feinerman提苏尔,2014)。此外,与森林有关的农业系统是引人注目的碳封存(来保护他们的积极贡献何塞,2009)。虽然存在一个广泛的研究关于全球变化对年度作物的影响,研究缺乏基于树的多年生作物,尽管他们对气候变化的脆弱性(罗贝尔和现场,2011年;罗贝尔et al ., 2011)。

考虑到系统的弹性取决于环境以及资源管理决策(沃克et al ., 2006),优化管理与森林有关的农业系统需要了解社会和生态方面。以前的工作亮点,有巨大的多样性在自然资源管理的社会维度(诺瓦克和卡博特,2004年)。尽管生产商可以减少气候影响他们的生产系统通过气候适应实践,为了适应发生,生产商必须首先了解气候变化(麦迪森,2007)和影响物种在他们的系统,包括森林,农产品的产量和质量。

本文提出了一个案例研究的感知和响应枫糖浆生产商在美国气候变化。枫与森林有关的农业系统提供了一个引人注目的个案,研究气候变化的影响,因为其文化重要性作为一个本地非木材森林资源在北美与区域身份以及森林生态系统服务的地区。我们的研究解决以下研究问题:“枫生产商的观察,认知、知识和适应气候变化战略及其影响枫糖浆产量,和哪些因素影响这些态度?“这项研究的最终目标是理解潜在的适应气候变化的枫糖浆生产商在全球变化的背景下对通知加强枫的弹性系统的解决方案。

2。材料和方法

我们进行了两个半结构化的调查与制片人的枫糖浆在美国。第一个调查重点检查对生产商有关气候变化及其影响的看法枫系统。第二个调查重点检查枫生产者应对气候和气候适应场景中为了更好地理解潜在的资源管理决策。此外,我们进行了两个焦点小组研讨会进一步理解障碍和适应气候变化的机会对于枫系统。这两个部落附属社区成员举行了焦点小组,包括后续关键线人采访。

这篇文章的作者承认是至关重要的,包括原住民的声音对于考虑到他们的历史和今天的传统自然资源管理与土地,包括枫糖浆的收获。合著者之一是乌龟山群齐佩瓦族和公民的后代的白色地球带Ojibwe原汁原味附属社区成员和辅助连接。她长大水蛭湖泊群Ojibwe预订,并在美国本土研究,深入了解种族间的关系,印第安人的历史。

半结构化的调查工具和焦点小组提示是设计和实现基于之前的研究生产者的认知和应对气候变化默茨et al ., 2011;艾哈迈德et al ., 2014;Grimberg et al ., 2018)以及结果初步采访枫生产商在美国东北部。研究团队领导的发展调查和焦点小组提示有培训在文化人类学中,印第安人的研究中,人类植物学、环境科学、植物科学、生态学、森林管理和气候科学。此外,研究小组的五名成员前攻枫糖浆的经验研究。

综述了两个调查工具的有效性基于一个枫生产者利益相关者和专家小组在森林管理领域,人类植物学和气候。修正了从涉众与领域专家在接收反馈。调查管理在线调查猴子使用平台。参与者被发送调查各种枫生产者组织社群的社区成员利用枫树。两项调查都分发给超过500枫生产商。

管理调查和焦点小组研讨会之前,批准人类受试者参加本研究机构审查委员会(IRB)获得的蒙大拿州立大学和马萨诸塞大学阿默斯特。事先知情同意收集所有的调查参与者遵循IRB前调查。调查结果都是匿名的,没有收集与每个调查关联惟一标识符。入选标准参加半结构化的调查中,参与者必须有了枫糖浆在美国一生中超过1年。

共有106人完成了第一个调查对气候变化及其影响的看法枫系统。共有98名参与者完成了第二次调查气候适应场景。参与者完成了大部分的每个调查收到了礼品卡作为一个表示感谢的小礼物分享他们的观点,知识,经验,和时间。20多个部落利益相关者参与部落焦点小组和后续关键线人采访。共有50个利益相关者参与的第二个焦点小组枫生产者和森林经理。特定的工具和方法论的细节最终调查焦点小组研讨会概括如下。

2.1。生产商调查对枫对气候变化和影响

第一个调查管理(补充调查1)是为了引出枫生产商气候变化的看法。这个调查是由38个问题分为三个部分:(1)背景,(2)对气候事件的看法,和(3)对环境影响枫Sap和糖浆。

调查引发了人口统计信息的背景部分生产商包括年攻枫树,数量了,枫销售收入的贡献,和利用和处理方法。气候事件引发的部分认知观念的变化在特定天气模式和糖枫利用季节在生产者的一生如积雪的变化、温度、降雨量、攻丝的季节,时间开始和结束日期的开发季节,枫树和发芽时间。最终的调查部分包括问题集中在理解感知有关环境因素如何影响枫sap和糖浆的质量包括变量(例如土壤质量、斜率,降雪和降雨,积雪时间,树密度,遭受虫害,气压、高度,空气污染,和温度。

2.2。生产者应对气候调查情况

第二个调查管理(补充调查2)是为了引出枫生产者应对气候适应场景。创建这个调查后分析上面的第一个详细调查的基础上,发现和新兴问题。这个调查是由13个问题包括两个部分:背景(1)和(2)场景(与气候有关,利用季节,树健康和社会经济因素)。

相关的背景调查的内容包括基本的人口统计信息。调查部分场景包括问题基于生产者是否会改变特定方面的枫木生产根据不同气候、攻丝的季节,树的健康和社会经济情况在10年的时间。具体来说,问题是为了了解生产者会或不会改变管理实践枫生产关于枫站管理,sap收获实践,枫树液处理和枫糖浆营销。

天气气候场景提出了关注更多的变量模式和更频繁的极端天气事件以及气候变暖的冬天和春天。利用季节场景集中在利用季节的持续时间减少,降低sap数量和降低sap的质量。树健康场景专注于更高的患病率害虫枫站,和向北转移最适合开发枫的地理区域。社会经济情况关注消费者需求的增加枫糖浆生长在一个环境可持续的方式(如有机认证和/或分散站),金融政策激励等有机认证枫生产补贴,枫糖浆和更高的价格。

2.3。焦点小组访谈部落利益相关者

为了更好地引起土著人的声音,一个焦点小组研讨会是由部族间的粮食峰会在红湖在明尼苏达州红湖与部落的利益相关者。随着焦点小组在峰会上,10采访关键线人完成。部落的参与者包括教师、科学家、教授、当地社区成员,企业主和环境保护者。此外,生产者应对气候调查场景被送到49部落接触。问题的焦点小组和关键线人采访原汁原味附属参与者集中在应对天气的变化,观察从一季到下一季,以及sap的质量。在峰会之后,部落参与者联系,感谢分享他们的知识和经验。

具体问题请与部落成员在焦点小组包括:(1)你曾经不得不改变你的管理/开发实践由于天气?(2)你认为枫树生长在某些领域更受到极端天气的影响?(3)你注意到流/数量/质量变化在枫树糖浆吗?(4)你注意到如果一些树木产生不同于其他树木(例如,老树产生不同于年轻的树)(5)你认为有行动需要促进枫的卫生资源在未来?如果是这样,他们是什么?(6)你担心、希望或中性糖渍和枫糖浆产量的未来呢?(7)你的历史和经验生产或消费枫糖浆吗?

2.4。焦点小组访谈生产者和森林经理

我们进行了一个焦点小组研讨会在森林生态系统监测与50个利益相关者合作(FEMC)会议。焦点小组参与者包括部落成员,枫生产商,森林,森林服务代表,和研究人员。参与者被分成三个小组根据他们的关系:生产商;森林经理和森林服务代表;和研究人员。他们被要求回答以下三个提示:(1)你看到什么变化在糖枫站和枫糖浆可能与气候变化有关的吗?(2)相关或糖枫糖浆生产管理、应对气候变化你在做什么?和(3)什么是你最关心的有关糖枫木和枫糖渍?

2.5。数据分析

调查结果是列表的频率。此外,人民币统计软件(12.0版SAS研究所Inc .卡里,数控、美国)被用来进行应变分析理解生产者的地理区域之间的关系和他们的反应。使用定性分析的方法确定Saldana (2015),开放式的反应被编码找到普遍的主题(现年2015)。

3所示。结果

3.1。生产者对枫对气候变化和影响

共有106名参与者完成这个调查;不同调查的样本大小不同的问题并不是所有参与者应对每一个问题(调查问题补充调查1)。

大多数接受调查的生产商来自新英格兰(53%)或中部(44%)地区,一些生产商从阿巴拉契亚地区(3%)。具体地说,从美国生产商的纽约(34%),马萨诸塞州(17%),佛蒙特州(15%),新罕布什尔州(14%)、宾夕法尼亚(11%)、缅因州(6%),和维吉尼亚州(3%)。生产商不同范围的年龄和经验利用大多数50岁以上的受访者(64%)(图1一个)和超过三分之一的30年以上背景经验利用糖枫树的一生(38%)(图1 b)。

几乎一半的生产商/有父母(46%)和祖父母了枫树的(47%)(图1 c, D)。大多数受访者主要学会了利用来自家人,朋友,和邻居(79%)(图1 e)。生产商,他们共享价值生产枫糖浆为多个原因的最普遍的原因是:有机会在户外,参与活动与家人和朋友,家庭传统,享受这个过程,获得收入。

关于枫系统生产商的属性管理,几乎一半的生产商利用枫树在海拔500至1500英尺(49%)、小规模与1000水龙头或更少(48%),和收获1001至10000加仑(31%)或10001和50000加仑的sap(32%)每年(图2)。超过三分之一的受访者(41%)利用sap从物种除了糖枫来自新英格兰的比例最高(48%)。红枫(答:石)是第二个最常见的利用物种(轻78%的生产者物种除了糖枫)。其他物种了,受访者包括黑色枫(答:初步)、银枫(答:saccharinum),挪威槭(答:platanoides)和桦木(桦木属spp)。

最普遍的模式收集受访者的油管(83%)。收获后,超过一半的生产商说他们只使用蒸发(62%)为sap加工成糖浆,其余从反渗透和蒸发(图3)。木材(71%)是主要的能源来源sap加工成糖浆生产商调查(图3)。

大多数生产商出售他们的枫商业(78%);一些生产商(12%)报告枫销售作为主要的收入来源(图4 a, B)。几乎一半报道枫生产销售占0 - 5%的收入(51%)与枫生成最小的销售收入(49%)(图4 c, D)。枫的主要出口产品销售是直接销售,如通过个人商店(60%)、家人和朋友(55%)、枫节日(20%),和农场站(20%)。几乎三分之一的生产商依赖于销售通过中间人(28%)。生产者出售一系列枫产品包括枫糖浆(100%)、枫糖(54%)、和枫sap(9%),以及一系列的其他专业枫坚果、蜜饯等产品风味饮料,和枫霜。绝大多数的受访者(86%)共享,枫产品是当地旅游信息的一部分。

大多数生产商回应说,他们没有意识到营养和健康的范围枫糖浆的属性。枫糖浆的最普遍的营养和健康属性被生产商矿物质和抗氧化剂含量(31%)和枫是一个替代糖(20%)。超过一半的受访者认为,高质量的枫是基于它的味道(58%)和一些还感知,浅色是高质量的枫糖浆的关键特征(25%)。少数受访者认为高质量的枫糖浆是基于密度、无杂质、介质的颜色,和会议枫木行业的高质量生产标准。

绝大多数的受访者认为枫糖利用每年赛季开始前(76%),无论生产者所在地理区域。此外,几乎一半的生产商认为枫糖利用赛季结束前(46%)和糖枫树每年初露头角的早些时候(53%)(图5)。进一步,大约一半的生产商报告他们认为更多的变化在白天温度(51%)和夜间温度(45%)在开发季节,和总数量的时候每个年级的糖浆生产(45%)。大约三分之一的受访生产商报告更多的糖利用季节变化持续时间(33%),或1月解冻的天数是相同的(45%)在他们的一生中(图6)。

大约一半的生产商认为有增加以下气候变量的变异性在过去的十年里,积雪(48%)、温度(50%),和合适的液流条件(51%)(图7)。比较这些变量基于生产者发现显著差异的地理区域对积雪的看法(p< 0.0019)和温度(p< 0.005)。附近多数生产商感知的变量保持不变在过去的十年是风(45%)和降雨(45%)(图7)。没有发现显著差异的基础上对降雨和风的认知的基础上的区域。生产商整体分裂他们对降雪,地上的积雪时间,风暴和没有发现显著差异就反应基于生产者的地理区域。总的来说,没有环境变量,大多数生产者发现在过去十年中增加或减少。

大多数生产商(89%)报告说,他们经历了气候对枫糖浆生产的负面影响。生产商报告他们没有经验的气候在枫糖浆生产的负面影响主要来自麻萨诸塞州。调查了生产商的最普遍因素感知枫生产的负面影响是气候变暖。

许多受访者都注意到枫树液质量的变化每年根据气候和环境因素。超过一半的生产商认为以下环境因素影响枫糖浆的质量:室外环境温度(89%),寒冷的夜晚和温暖的白天的交替(83%),遭受虫害在过去的秋季(70%),地上的积雪时间(69%),树的大小皇冠(68%),降雨量(66%),土壤类型和质量(64%)、雪量下降(59%)、树的年龄(58%)、树密度(56%),气压(52%)(表1)。这些变量的比较发现显著差异基于地理位置的树顶(生产者为变量的p< 0.05)大流行的生产商的阿巴拉契亚山脉和大西洋沿岸中部地区感知树冠枫树液质量影响的大小。

不到一半的生产者认为以下变量影响枫糖浆的质量:方面面临的斜率(47%)、高(45%),风的方向(44%)、空气污染(44%),1月的天数解冻(37%),和陡度的斜率(20%)(表1)。唯一的环境变量,生产商感知影响枫sap质量有显著差异基于地理区域的生产商是天的一月解冻(p< 0.04)与所有生产商从阿巴拉契亚地区感知的日子一月解冻枫树液质量的影响而生产商从东北和中部地区分裂他们的看法。

总的来说,接受调查的生产者分歧关于他们对于未来的枫系统。而40%的参与者感到担心,39%觉得对未来充满希望,其余觉得中性或有“其他”的观念。显著差异被发现基于调查的年龄生产商对于未来的看法;大多数生产商50岁以上担心未来,而多数30岁至49岁之间的年轻制片人希望(p< 0.04)关于枫系统的未来。未来的枫的态度的比较系统没有发现显著差异的普遍存在的特定看法基于生产者的地理区域,年生产者了枫的数量,在生产系统中,阀门的数量数量的年度sap丰收,枫的生计和贡献。

大部分生产商已经适应他们的收获实践对气候的影响,包括真空管道和阀门和不同规模的龙头和管长度。大约三分之一的生产商(29%)没有改变他们的枫树液收集或处理实践对枫树液由于环境变化的影响。然而,除了开发实践,很少生产商对气候的影响枫生产与枫树站管理的变化。那些已经实现的变化枫站实现了稀疏的树木来支持个人健康的枫树。

3.2。生产者对气候的响应情况

共有98名参与者完成了这个调查,样本大小的变化对不同调查问题并非所有参与者应对每一个问题(调查问题补充调查2)。受访者来自中西部地区(49%),新英格兰(39%)、阿巴拉契亚(7%),和大西洋中部地区(4%)。生产商在他们的经验范围攻枫树为sap刚刚超过三分之一攻是0到9年(36%),其次是30年或以上(31%),10 - 19年(24%),和20至29年(9%;图8)。绝大多数的受访者小农枫生产商有近四分之三收集1000或更少的sap水龙头(74%),紧随其后的是那些从1001年和5000年之间收集sap水龙头(22%),和那些收集超过5000个龙头的sap (4%)。的受访者收集糖浆从1000年或更少的水龙头,一半以上收集从200年或更少的水龙头(61%)和收集从201年到1000年一半(39%)。

生产商在他们的反应不同假设的气候情况(详细表2),他们是否会改变枫站管理,sap收获实践,枫树液处理和枫糖浆营销。大部分的参与者说他们不会改变站管理、枫树液处理、枫木产品或营销,但会改变他们的收获实践应对场景1(多变量天气模式和更频繁的极端天气事件),场景2(温暖的冬天和春天),和场景3(减少利用季节)。结果没有显著的不同地理位置的基础上的生产者(阿巴拉契亚中部、中西部和新英格兰)除了场景1对多变量天气模式和更频繁的极端天气事件,和枫糖浆营销(p= 0.0411)。

生产商共享一系列管理实践站在应对气候场景包括树冠层变薄、种植密度的调整,以及在树木覆盖。收获实践的变化包括收获时间的变化,类型的水龙头放线路,并使用的钻攻丝。sap的变化处理措施包括使用一个蒸发器,反渗透,使用木材作为燃料。营销实践的变化包括增加市场营销和广告或营销的时机。

生产商提出了场景4和5 (表2)与树有关卫生和经济增长,以及他们是否会改变枫站管理,sap收获实践,枫树液处理和枫糖浆营销。场景4和5的高患病率和害虫合适的地理范围北转移,大多数参与者说他们不会改变收获实践,枫枫sap加工、销售产品(表3)。大多数的参与者说他们会改变站管理场景4(害虫),但不太确定场景5(北部的转变)。枫之间的结果没有显著的不同生产区域的阿巴拉契亚中部、中西部和新英格兰除了场景4和枫站管理(p= 0.0342)。

生产商共享一系列实践在应对他们可能改变害虫患病率的增加向北或地理区域的转变最适合枫糖浆产量。枫站管理实践的变化包括害虫和疾病的最佳管理实践后,向北和枫搬迁系统高纬度地区和更高的海拔。变化在sap收获实践包括选择性收获少避免强调树木或利用如收获只供个人使用,减少的大小枫操作,增加阀门的数量,利用更多的树木。sap处理实践的变化包括覆盖和过滤sap,处理sap更保护环境,使用新的方法和技术来适应。枫糖浆营销实践的变化包括改变营销等营销信息不同特征的枫木产品。

生产商是利用场景6和7表2)相关sap和糖浆产量和质量查询他们是否会改变枫站管理,sap收获实践,枫树液处理和枫糖浆营销。场景6和7关于sap数量和质量下降,大多数参与者说他们不会改变枫枫的sap加工、销售产品(表3)。进一步,大多数参与者说他们会改变收获实践场景6虽然少数参与者报告他们会改变收获实践场景7。最后,对于站管理,有更大的不确定性对修改场景6和场景7。枫之间的结果没有显著的不同生产区域的阿巴拉契亚中部、中西部和新英格兰的轻微异常场景7 (sap质量下降)和枫糖浆营销(p= 0.0499)。

生产商共享一系列实践他们可能改变反应的持续时间减少开发季节,sap数量、质量和sap。枫站管理实践的变化包括稀释枫站,提高枫站的一般健康通过增强土壤有机质如使用受精和覆盖、病虫害综合管理,利用不同的枫树品种,种植更多的树,树品种,多元化和整体实施最佳管理实践。sap收获实践的变化包括调整时机等收获的收获前,re-tapping,或攻丝,只要天气允许,减少或停止操作,开发或寻找更多树木利用,利用可用的收割技术,开发更多的树木,并增加龙头。sap处理实践中处理的变化更快,更快,或者在小批量和本赛季早些时候,沸腾的小批量,花更多的时间处理,使用新方法或改变加工设备,加工高白利糖度值,处理速度和改变或尝试处理方法。枫糖浆的营销实践的变化包括销售增值枫产品,提高价格或出售在较小的容器,停止出售枫产品,只生产枫产品为家庭/个人使用,增加营销努力,调整枫木产品的价格、销售黑暗糖浆在本赛季结束后产生。

生产商与场景提出了8、9和10 (表2)相关的社会经济条件来确定他们会改变枫站管理,sap收获实践,枫树液处理和枫糖浆营销。场景8(更多消费者需求),场景9(财政政策激励),和场景10(枫糖浆的更高的价格),大多数的参与者说他们不会改变收获实践,枫枫sap加工、销售产品(表3)。站管理有一个更大的普遍的不确定性对所有三种情况进行更改。结果没有显著的不同地理区域的基础上生产商之一。

生产商共享一系列实践他们可能会改变消费者对可持续性的需求,价格补贴,和更高的枫树。枫站管理实践的变化包括成为有机认证或扩大操作;枫站和生产规模增加,有机食品认证;添加更多的工人和投资回枫站。变化在sap收获实践包括投资设备,开发更多的树木,保持高真空阀门。sap处理实践的变化包括反渗透、购买更多的sap,投资于技术和更好的设备。枫糖浆的营销实践的变化包括添加标签的属性枫产品(生态、社会、营养和健康),销售不同数量的糖浆,专注于增值产品和营销,调整价格的枫糖浆,改变标签和品牌,把更多的资源用在广告。

3.3。焦点小组研讨会与部落的利益相关者

发现焦点小组访谈从奥内达加人部落利益相关者,帕塔瓦米语,Anishinaabe,奥奈达市,Ojibwe, Meskwaki社区(位于纽约,密歇根州,明尼苏达州,威斯康辛州和爱荷华州)强调生产枫糖浆的传统角色的文化遗产以及感谢土地这个礼物。面试结果证明原住民社区长期以来观察到的气候变化。一个部落被采访者共享一个故事从早于殖民时代的口头传统,并且他还列举了具体的重大气候事件与枫sap收获。

部落成员我们与传递他们的信仰系统主要管理策略在处理气候影响糖枫树。当涉及到生命和一切精神包括树木、动物、和水道,所有部落参与者分享他们认为这些人有他们自己的声音,自己做决定的能力。重要的是要注意,这个世界观不是一种人格化西方文化通常认为是无生命的物体。相反,这种世界观是一种观察,尊重,和学习其他类型的人。谈到糖枫树,帕塔瓦米语部落成员来自密歇根说部落利益相关者在密歇根认识到通过他们的糖枫糖浆的礼物仪式每年冬天举行。众多参与者的焦点小组访谈谈到文化重要性的枫糖浆和惯例的传统开发方法。部落成员强调只使用所提供的价值的土地。

所有部落参与者继续使用传统方法收获枫sap以及现代材料。部落参与者报告使用漆树分支、金属阀门、手摇钻、sap和铝水龙头。金属桶、咖啡罐,和袋子是用来收集sap喷涌的水龙头。部落成员使用“报告大的金属锅“金属鼓,开放的平面板和锅,和火处理sap成糖浆。一个帕塔瓦米语部落成员来自密歇根报道使用反渗透机超过2000英亩,800水龙头。

总的来说,部落成员从不同的地区正在经历和注意天气和气候的变化在枫利用季节。在爱荷华州,Meskwaki代表发现“有更少的雪…“明尼苏达州东北部,Anishinaabe部落成员注意到冬天持续时间虽然有“几乎没有雪”。这个部落成员也注意到冬季明显”少风比前几年”。在明尼苏达州红湖,它是指出,当“恶劣天气(枫sap)停止运行”。在密歇根,帕塔瓦米语成员很难预测sap的季节。正如一个帕塔瓦米语成员说:“…天气更不稳定和不一致的在当天气开始温暖。所有这一切使它很难预测sap的季节。注意到人们过早开发吗”。不仅有部落参与者注意到变化在冬季,但是他们也认识到夏季的变化。奥内达加人的成员国家在纽约说极端热浪和一些降雨,他们经历了去年夏天。

当被问及明确观察的气候变化及其影响枫sap和糖浆质量,部落成员共享,关键观察他们已经看到零星的季节,更短的季节。”打开和关闭“季节,sap在春天开始运行之后。例如,一个从纽约奥内达加人民族部落成员表示,最新的枫收获季节(2016)是最短的赛季到目前为止,他们只能够收集sap大约1 - 2周。Meskwaki代表本赛季从爱荷华州还报告说,“真的超早期和短!”,他们收集了来自密歇根的几乎没有sap。帕塔瓦米语部落成员说:“过去的两个赛季短…三年前,本赛季持续了2 +个月;现在的季节越来越短来自明尼苏达州的。”一个Anishinaabe部落成员说,“本赛季开始早,[有]小数量的sap。[原文如此]…sap正在运行”。总的来说,部落参与者指出,气候变化是导致健康下降的糖枫树和利用季节的变化涉及到更多的零星的季节。

除了观测的气候模式,重要的是要指出部落居民观察多个环境指标会受到气候变化的影响,如一个赛季的开始。Anishinaabe和奥内达加人成员表示,他们等待第一个雷和唱歌等环境指标的具体鸟类的马克枫利用季节。来自威斯康辛州奥奈达市/ Ojibwe部落成员看到更丰富的昆虫在过去开发季节,特别是飞蛾,木材虱子和蚊子——其中许多冻结在sap中被发现。

大多数部落利益相关者采访不测量的质量和糖含量的sap水龙头。的采访,两个部落成员测试他们的sap和知识对其质量的变化与气候变化。Anishinaabe成员水龙头在明尼苏达州北部和中南部明尼苏达州发现糖浆从最新的收获季节糖含量高于往年。帕塔瓦米语成员从枪密西根湖的帕塔瓦米语测试他们的糖浆质量和发现他们的产品更符合更高的质量。这个部落成员也报道有一个糖含量低于前几年。

靠山的附属参与者强调自然将管理本身对于气候解决方案。参与者分享他们选择接受的情绪自然给了他们与大自然和寻找工作。响应由原汁原味附属生产商强调知识共享多个适应策略,关注长期生态管理的森林。他们分享他们的社区包括其他文化意义,sap-producing物种在其实践来适应气候变化的挑战。

从帕塔瓦米语表示,他们利用其他成员树树建立更多的人际关系。他们进一步练习使用不同药物作为sap被视为药用礼物。其他物种被挖掘包括椴木(椴树属美国)、黄桦树、硬木和其他种类的枫树。

许多部落成员担心当被问及使用技术作为解决方案利用枫树在气候变化的背景下。大部分的部落成员,参加焦点小组指出,一个人应该只收获他们需要和自然将提供所需的资源。例如,一个Anishinaabe部落成员总结了部落问题如下:“原文如此]担心人们的行为像使用油管,泵和技术比传统方式不同…贪婪是一种精神。“人们总是担心“有多少“他们得到树什么时候”总是给予足够的。”

3.4。焦点小组访谈生产者和森林经理

焦点小组参与者在FEMC焦点小组一致认为,糖枫树和生产者由于气候变化面临严重威胁。流行的气候观测包括温暖的冬天和春天的季节,天气多变,更多的极端天气事件。特定的极端天气事件的破坏性枫焦点小组参与者指出的人群包括:虚假的泉水,冰雪风暴,风,火灾,洪水,干旱。特定的挑战和解决方案所提出的焦点小组参与者中概述表4。

普遍的挑战,与温暖的冬季和春季季节包括缺乏积雪,森林害虫,夏季干旱,枫木苗再生问题。挑战被天气参与者更多的变量包括增加森林害虫和过早地结束了枫利用季节。挑战,有更多的极端天气事件包括多个结果破坏枫收获包括损害树木和攻丝系统,“芽味道”枫糖浆质量和更多的微生物枫水龙头,减少枫糖浆的质量。

影响枫糖浆质量所指出的参与者在温暖的冬天和春天的季节包括减少枫树液质量包括用更少的糖。这些影响枫质量与更少的叶子皇冠的枫树和土壤浸出从水土流失和不同林分化妆。特别,参与者指出,土壤浸出和水土流失导致土壤少钙和镁为枫树从植物健康。多变量天气被参与者增加真菌和细菌传播在开发系统中,导致减少了枫糖浆的质量。枫糖浆在早期季节收获与高质量较轻的颜色和较低的微生物污染物在水龙头。糖浆从sap收获后在温暖期与深色的糖浆的低质量和微生物活性高。

参与者指出许多适应策略以应对气候变化。这些策略变化的基础上,具体的气候挑战。站管理实践所指出的参与者包括施肥、生产基地的搬迁,多元化maple-dominated森林树种的物种包括其他sap利用红色的枫树等以及其他树种如灰树(Fraxinusspp)。由参与者收获实践指出气候适应战略包括改变阀门的类型和数量,利用在今年早些时候,定期消毒水龙头喷出,使用一次性水龙头,创建小龙头孔和真空油管。Sap处理实践所指出的参与者作为气候变化的气候适应战略包括使用一个蒸发器,纳滤,反渗透。营销实践指出通过参与者作为适应气候变化策略包括使用产品认证和标签计划,如有机认证。

焦点小组参与者建立共识,负责资源管理器包括森林和枫生产商适应战略管理的枫系统应对气候变化及其影响。此外,参与者强调需要更多的研究气候变化对枫的直接和间接影响系统以及潜在的适应和实现可持续发展的实践。

至于想象枫糖渍理想情况下应该是什么样子的在本世纪末,参与者描述健康的树木在不同森林生态系统功能。作为这一愿景的一部分,枫糖浆将继续作为一个东北部和中西部的许多森林生态系统服务和中部。此外,焦点小组参与者指出,不同角度的人联系,向共同的目标共同努力提高枫系统的完整性。

4所示。讨论

本研究提供的证据表明,气候变化及其影响枫系统被观察到枫糖浆生产商在美国。枫生产商进一步从forest-agricultural气候适应战略的知识系统通过采集枫sap,枫树液加工成糖浆,和营销实践。虽然大多数接受调查的扩展枫生产商实现了技术解决方案,以应对气候变化,原汁原味附属枫生产商的调查主要集中在实现长期生态管理的森林,而不是技术解决方案。鉴于枫糖浆的依赖生产者的健康糖枫树和红色的枫树的生计和文化传统,适应变化,枫生产可能需要在未来气候变化和市场。本土森林管理已经练习了几千年在北美;可持续森林管理的一个例子可以从梅诺米尼人选择系统(Kern et al ., 2017)。总的来说,发现各级强调合作的重要性和多样化和维度枫系统的长期弹性。

观察枫生产商关于气候变化是一致的证据表明气候变化模式在美国整个范围的枫树林。观察和了解气候变化是一个关键因素实现适应气候变化的措施。先前的研究表明,为了适应气候变化发生时,生产商必须首先了解气候变化(麦迪森,2007在他们的系统)和影响物种。本研究的结果表明,生产商一般知识的影响气候变化的枫糖浆产量和质量,同时呼吁进一步的研究更精确地测量这些影响和响应向更有效的气候适应战略解决方案。

生产商指出,枫质量减少的时候,他们通常不知道这些机制的细节。研究生物分子组成的枫树液对气候变化和各种气候适应实践发展的信息以证据为基础的解决方案来保护枫树质量。的研究才能确定最佳管理实践对枫糖浆产量和质量,可以(成反比关系艾哈迈德et al ., 2014)。

研究参与者意识到多个适应策略以应对气候变化的长期生存能力枫系统。生产商共享知识的多个适应策略以应对气候情况调查包括:(1)站管理实践包括sap物种的多样化了,植树种植树苗,树冠层变薄,修改的种植密度,周围覆盖树,和石灰肥料的应用;(2)收获实践包括转变时间的收获(攻),不利用几年保持树健康,类型的水龙头放线路,使用钻攻丝;(3)sap处理实践与集成技术包括使用一个蒸发器,反渗透,并使用木材做燃料;和(4)营销实践包括增加广告,寻找新的市场,创新的产品,营销不同特点的枫木产品,有机食品认证等投资产品标签计划。

虽然枫生产者的知识范围广泛的气候适应战略从森林管理到营销的产品,大多数扩展生产者参与本研究主要集中在实现直接的技术解决方案涉及收获和加工实践sap收益最大化和利润真空油管和反渗透等机器。科技进步的枫木生产使用真空压力采集技术特别是改变枫茎内压力梯度的大小增加液流(威尔默特,2007)。扩展相对较少生产商指出积极落实枫站等多样化的变化物种组成的森林和稀疏的树木枫站支持个别树木的健康。

实施密集枫sap收获和加工实践中提取最大sap收益率从枫资源的背景下,气候变化导致了枫糖浆的生产特别是增加在美国在过去的二十年里(适应气候变化科学中心,2015年)。枫收获进一步强化的增加推动了价格上涨的市场机会与战略控制的总供给在加拿大FQMSP通过配额系统(法雷尔和证据,2012年)以及技术进步。增加枫产量的进一步扩张在美国当前条件下是可行的,只有一小部分树木,可以用于枫糖浆的生产(法雷尔,2009,2013年)。北美枫木行业的扩张通常发生在大生产商的形式投资于新的生产领域。然而,目前尚不清楚如何快速价格变化可能会停止这种扩张甚至迫使生产者的市场。因此,重要的是了解影响枫生产者决策变量。

与短期技术解决方案专注于枫sap和利润最大化通过密集的收获和加工实践实现的扩展参与者,参与这项研究的靠山的附属生产商集中在实现长期的土地管理实践对枫系统应对气候变化的影响。气候适应战略指出部落生产商涉及森林资源管理不仅适应策略,但也有助于减缓气候变化。这些长期的解决方案是符合本土信仰和习俗周围的土地,包括口头传统传承的知识关于气候变化和自然资源。如图所示的采访中共享知识传递的关键线人在气候变化问题上从1800年代末,土著人民的声音可以增加历史知识可能不是可以通过物理记录。

这项研究的作者强调的重要性,承认原住民的声音,历史,这些社区的土地主权之间的关系。此外,重要的是要把原住民的声音带进环境对话与不同的观点丰富这些谈话包括神圣的责任看护人的土地以及培养韧性和森林资源的管理。弹性是指一个系统的能力来吸收干扰和保留相同的结构和功能(沃克和盐,2006)。

弹性的方法来管理枫系统将解决这些系统内部的复杂关系以及多种因素之间的相互作用的气候变化等全球变化与市场的互动和政策的转变。关键弹性的特征包括多样化、连接、定位、主权、抵抗干扰的能力,反应能力,速度和灵活性,足智多谋,学习能力和适应能力木匠et al ., 2001;Tendall et al ., 2015)。这些属性枫系统集成到气候解决方案可能提高未来的结果。在设计弹性的解决方案,努力进一步需要构建个人、社会和情感利益相关者在应对全球变化的弹性以及他们的适应能力(Folke et al ., 2002)来实现解决方案。以下操作可以帮助促进枫的长期弹性系统的属性对全球变化:

•加强合作的社区参与和以证据为基础的解决方案:可能有助于创建一个社区参与计划的生产者之间的伙伴关系,研究人员和行业组织共同合作开发以证据为基础的管理计划和提高枫的弹性系统的政策建议。这些努力可能采取参与式的方法与交互的不同利益相关者的包容和支持枫系统包括从业人员、消费者和决策者。

•承认土著看管土地的方法:重要的是要认识到原住民之间的差异和他们管理的系统,包括主权原住民的土地,枫树,和食品系统。我们承认有很多课程学习与原住民的教育系统包括气候适应战略在全球变化的背景下,同时支持许多可持续发展的目标。许多原住民的食品系统本质上是可持续发展,促进环境、社会文化、可持续发展和人类健康维度与深连接荣誉责任照管,整体健康的概念,和实践的互惠和感激(二,1992;Kuhnlein Receveur, 1996;福特,2009;Kimmerer 2013;史密斯et al ., 2019;Chevaun 2022)。

•多样化和减缓气候变化的策略:提高枫的弹性系统各级需要多样化和维度。而不是只关注短期的技术解决方案来提取最大sap,关键是实现长期生态解决方案。其中最有前途的适应策略是那些还有助于减缓气候变化,例如实践,构建土壤有机质forest-agricultural系统而提高多样性包括物种组成和生态系统功能。

•未来的研究在气候影响枫生物分子组成:需要长期的研究来捕捉变化的气候影响枫糖浆的质量包括综合分析生物分子组成。鉴于枫系统的向北移的趋势与气候变化,研究在枫的地理范围和在不同海拔高度是必要的。还需要进一步的研究来研究如何适应气候变化战略对枫枫系统可以缓解气候影响质量。

•青年教育:重要的是为子孙后代和枫系统领导人意识到气候变化趋势及其影响forest-agricultural系统以及各种适应策略的有效性。课程开发和分布式的一部分为主要stem教育机会,中间,和高中生集成研究材料在气候变化和枫系统教育后代包括枫生产商,涉众,和消费者。

5。结论

全球变化是今天最紧迫的社会问题之一。加强管理的森林和农业系统缓解气候风险和生产者的能力建设是关键策略应对全球变化(联合国政府间气候变化专门委员会,2007)。作为一个文化相关的和高度美味forest-agricultural产品,气候影响枫系统对生态系统产生影响,枫生产者和消费者。这个案例研究强调,枫生产商已经观察到的气候变化的影响在枫系统,有知识的一系列气候适应战略,并实施一些适应策略。Community-engaged方法要求通知的设计以证据为基础的解决方案应对气候变化及其对枫的影响系统。学习不同的方法,如原住民的集成管理的枫树和其他forest-agricultural系统有可能我们在应对气候变化的主导方法转向方法更多的生态和文化的进步人类和地球生物的健康。总的来说,这项研究强调了加强合作的重要性,多样化,连接,和主权枫系统的各个层面和维度包括构建个人、社会和情感的弹性和适应能力的枫利益相关者为弹性。

数据可用性声明

原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。

道德声明

涉及人类受试者的研究回顾和批准的机构审查委员会(IRB)在蒙大拿州立大学和马萨诸塞大学阿默斯特。患者/参与者提供了他们的书面知情同意参与这项研究。

作者的贡献

SA、DL、小、RH BD, AB构思研究和开发的半结构化调查气候变化的看法。SA、DL、小、RH BD, AB, TM导致半结构化调查气候的发展情况。AB领导与部落利益攸关方的合作。TM和小领导规划FEMC焦点小组SA的订婚,DL, RH和AB。TW数据分析。SA、TW和AB领导起草的手稿。所有作者的文章和批准提交的版本。

资金

研究报告在这份出版物是由美国地质调查局东北适应气候变化科学中心、蒙大拿INBRE和CAIRHE项目由国家一般医学科学研究所的美国国立卫生研究院(NIH美国5 p20gm103474-14 P20GM104417),和国家科学基金会EPSCoR研究基础设施改善计划:轨道2奖数量:NSF RII轨道2伊选举委员会的1632810。

确认

我们感谢所有的枫树生产者参与本研究分享他们的知识,经验,技术,和时间。我们很荣幸向你学习。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

作者免责声明

内容是作者的责任,并不一定代表官方观点的美国地质调查局国家卫生研究院和美国国家科学基金会。这个描述的调查报告是蒙大拿州立大学研究人员的组织和实施,并不是美国地质调查局(U.S. Geological Survey)的代表。任何使用贸易、公司或产品名称仅用于描述,并不意味着美国政府支持的。

补充材料

本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/ffgc.2023.1092218/full补充材料

引用