物候學(;源於,意為顯示、見現)為研究氣候與生態事件(特指生物的某現象)互相時間關係之學問。物候既可指生物的周期性现象(如植物的发芽、开花、结实,候鸟的迁徙,某些动物的冬眠等)与季节气候的关系。也指自然界的非生物变化(如初霜、解冻等)与季节气候的关系。這門科學主要關心生物事件之變化在年循環裡出現的日期。例如:《夏小正》裡提及的「正月啟蟄,雁北鄉」、「七月秀雚葦,狸子造肆」等。在生態學科學文獻裡,這個辭也普遍應用在其他較短時段的生物現象,例如季節性的物候:某物種開始發生於4四月,於9月死亡(消失)。
由於生物生長的現象常常受到溫度的影響,且敏感,因此溫度造成物候變化成為一個觀察歷史氣候記錄的重要指標,尤其是氣候變遷及全球暖化的研究議題。例如:歐洲已藉由過去500年來的葡萄產量,建立一垂直溫度紀錄。
在無法利用精確儀器實際量測全球暖化的現象時,物候學的研究提供了一個精準的記錄。
古代的記錄
物候的利用在大约四千年前中国黃河流域的夏朝已經發展出來,並被整理成夏小正經文,以环境改变出現时期對應由地球繞日的10個月份的年曆構成物候的基礎。之後秦國、漢國持續延用夏小正的样式發展出一年12個月份的物候,也就是漢人社會習慣常用的農曆。
早自農業時代起,物候事件的觀察便已指出自然曆的各種進程。許多古文明裡各式的諺語俚語都會指示做某事的時間。例如禮記月令: 「仲春行秋令,則其國大水,寒氣總至,寇戎來征。行冬令,則陽氣不勝,麥乃不熟,民多相掠。行夏令,則國乃大旱,暖氣早來,蟲螟為害。」
相對來說,從上述的例子,以今日的標準來看此類的觀察有時並不那麼精準,但它提供了前人觀察記錄與其他的各種可能性,並可利用於未來的驗証。相關的諺語請參閱二十四節氣。
現代的記錄
馬山家的記錄(1950年以前)
較現代的物候記錄肇基於1736年的羅伯 馬山(Robert Marsham)。
羅伯 馬山是一個富有的地主,從 1736年開始,他便開始有系統地記錄了其位於Stratton Strawless (英格蘭東部的诺福克郡內) 所謂 “春天的標誌”。他採取的形式是記錄事件第一次出現的日期,如開花,花蕾綻放,昆虫的出現或飛行。同一家人,經過空前的一段長時間,記錄了相同的事件所留下記錄,最終是在1958年由於瑪麗 馬山的死亡而作結。這樣的觀察與記錄能反應出相關的長期氣候。這些數據顯示的日期具有相當大的變化,但大致符合其氣候是為暖冬或者寒冬。在1850年和1950年之間的一個長期氣候暖化的趨勢亦被記錄了下來,同時,馬山所記錄的橡木展新葉的日期趨於較早。
1950年以後
由尚康伯斯(Jean Combes)在塞里(Surrey)所收集到的資料顯示:記錄中橡木發葉的越來越早,反應出1960年以後的氣候變暖的速度正加快中。過去 250年來,橡木葉片的第一次萌發,似乎已經提前了8天左右,相當於氣候在同一時期裡暖化了1.5 ° C。
直到19世紀末,動植物的出現及發生之記錄成為英國全國性的消遣活動。在1891年和1948年間,一個由英國皇家氣象學會(RMS)所組織的物候記錄之計劃闊及整個英倫三島。高達 600個觀察員提交了平均有數百筆的各個不同年份的資料。
在此期間,有11個主要植物物候持續記錄了58年(1891至1948年);另外在1929年至1948年間,有14筆為期20年的物候記錄。
每年RMS季刊都刊登經整理資料(由上述的民眾/觀察員所記錄),名為《物候報告》(The Phenological Reports)。這58年之間的資料由傑弗瑞總整理 (Jeffree, 1960) 。針對夏季開花植物而言,早了21天;而春季開花的植物則晚了34天。總共25個種類極受溫度的影響,顯示:物候的事件之提早顯然與氣候暖化有關。
機載感測器
通常情况下,植被指數的構成是由衰減的反射太陽光能源(為1%至30%的入射光線)經由紅光(Red)和近紅光(NIR)的減加比例來擴增,謂之常態化差值植生指標(NDVI)公式:
: \mathrm{NDVI}={\mathrm{NIR}-\mathrm{Red} \over \mathrm{NIR}+\mathrm{Red}}
參見
*節氣
*夏小正
*禮記月令
*英國皇家氣象學會
註釋
外部連結
*[http://www.budburst.org/ Project Budburst] Citizen Science for Plant Phenology in the USA
*[http://www.usanpn.org USA National Phenology Network] Citizen science and research network observations on phenology in the USA
*[http://www.outdoors.org/conservation/mountainwatch/index.cfm AMC's Mountain Watch] Citizen science and phenology monitoring in the Appalachian mountains
*[https://web.archive.org/web/20160128234355/http://www.naturescalendar.org.uk/ UK Nature's Calendar] UK Phenology network.
*[http://www.biology.ie/ Nature's Calendar Ireland] Spring Watch & Autumn Watch.
*[https://web.archive.org/web/20040504141637/http://www.naturewatch.ca/english/ Naturewatch: A Canadian Phenology project].
*[http://www.springalive.net Spring Alive Project] Phenological survey on birds for children.
*[https://web.archive.org/web/20090530123513/http://mojpopek.org/ Moj Popek] Citizen Science for Plant Phenology in Slovenia.
*[http://www.obs-saisons.fr Observatoire des Saisons] French Phenology network.
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