物候学

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物候学英语:phenology 源于希腊文:phainomai(φαινομαι-显示、见现))为研究气候生态事件(特指生物的某现象)互相时间关系之学问。[1]。这门科学主要关心生物事件之变化在年循环里出现的日期。例如:《夏小正》里提及的“正月启蛰,雁北乡”、“七月秀雚苇,狸子造肆”等。 在生态学科学文献里,这个辞也被普遍应用在其他较短时段的生物现象,例如季节性的物候:某物种开始发生于四月,于九月死亡(消失)。

由于生物生长的现象常常受到温度的影响,且敏感,因此温度造成物候变化成为一个观察历史气候记录的重要指标,尤其是气候变迁及全球暖化的研究议题。例如:欧洲已借由过去500年来的葡萄产量,建立一垂直温度纪录。[2] [3]在无法利用精确仪器实际量测全球暖化的现象时,物候学的研究提供了一个精准的记录。

古代的记录

早自农业时代起,物候事件的观察便已指出自然历的各种进程。许多古文明里各式的谚语俚语都会指示做某事的时间。例如礼记月令: “仲春行秋令,则其国大水,寒气总至,寇戎来征。行冬令,则阳气不胜,麦乃不熟,民多相掠。行夏令,则国乃大旱,暖气早来,虫螟为害。” 相对来说,从上述的例子,以今日的标准来看此类的观察有时并不那么精准,但它提供了前人观察记录与其他的各种可能性,并可利用于未来的验证。相关的谚语请参阅二十四节气

现代的记录

马山家的记录 (1950年以前)

较现代的物候记录肇基于1736年的罗伯 马山(Robert Marsham)。

罗伯 马山是一个富有的地主,从 1736年开始,他便开始有系统地记录了其位于Stratton Strawless (英格兰东部的诺福克郡内) 所谓 “春天的标志”。他采取的形式是记录事件第一次出现的日期,如开花,花蕾绽放,昆虫的出现或飞行。同一家人,经过空前的一段长时间,记录了相同的事件所留下记录,最终是在1958年由于玛丽 马山的死亡而作结。这样的观察与记录能反应出相关的长期气候。这些数据显示的日期具有相当大的变化,但大致符合其气候是为暖冬或者寒冬。在1850年和1950年之间的一个长期气候暖化的趋势亦被记录了下来,同时,马山所记录的橡木展新叶的日期趋于较早。[4]

1950年以后

由尚康伯斯 (Jean Combes)在塞里(Surrey)所收集到的资料显示:记录中橡木发叶的越来越早,反应出1960年以后的气候变暖的速度正加快中。过去 250年来,橡木叶片的第一次萌发,似乎已经提前了8天左右,相当于气候在同一时期里暖化了1.5 ° C。

直到19世纪末,动植物的出现及发生之记录成为全国性(英国)的消遣活动。在1891年1948年间,一个由英国皇家气象学会(RMS)所组织的物候记录之计划阔及整个英伦三岛。高达 600个观察员提交了平均有数百笔的各个不同年份的资料。

在此期间,有11个主要植物物候持续记录了58年 (1891至1948年);另外在1929年至1948年间,有14笔为期20年的物候记录。

每年RMS季刊都刊登经整理资料(由上述的民众/观察员所记录),名为《物候报告》(The Phenological Reports)。这58年之间的资料由杰弗瑞总整理 (Jeffree, 1960)[5] 。针对夏季开花植物而言,早了21天;而春季开花的植物则晚了34天。总共25个种类极受温度的影响,显示:物候的事件之提早显然与气候暖化有关[6]

机载感测器

通常情况下,植被指数的构成是由衰减的反射太阳光能源(为1%至30%的入射光线)经由红光(Red)和近红光(NIR)的减加比例来扩增,谓之常态化差值植生指标(NDVI)公式:

解析失败 (带SVG或PNG备选的MathML(建议用于现代的浏览器和辅助工具):从服务器“https://api.formulasearchengine.com/v1/”返回无效的响应(“Math extension cannot connect to Restbase.”):): {\displaystyle \mathrm{NDVI}={\mathrm{NIR}-\mathrm{Red} \over \mathrm{NIR}+\mathrm{Red}}}

参见

注释

  1. ^ Molles, M. C. Jr. Ecology: concepts and applications, 3rd. p. 318.. New York: McGraw-Hill. 2005. Phenology is the study of the relationship between the climate and the timing of ecological events. 
  2. ^ Meier, Nicole. Grape Harvest Records as a Proxy for Swiss April to August Temperature Reconstructions (PDF). Diplomarbeit der Philosophisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Bern (Thesis of Philosophy and science faculty of the University of Bern) (伯尔尼大学). 2007 [2007-12-25]. Phenological grape harvest observations in Switzerland over the last 500 years have been used as a proxy indicator for reconstructing past temperature variability. 
  3. ^ Meier, N.; Rutishauser, T.; Luterbacher, J.; Pfister, C.; Wanner, H. Grape Harvest Dates as a proxy for Swiss April to August Temperature Reconstructions back to AD 1480. Geophysical Research Letters. 2007, 34: L20705. doi:10.1029/2007GL031381. Phenological grape harvest observations in Switzerland over the last 500 years have been used as a proxy indicator for reconstructing past temperature variability. 
  4. ^ Sparks, T.H. & Carey, P.D. (1995) The responses of species to climate over two centuries: an analysis of the Marsham phenological record, 1736-1947. Journal of Ecology 83, 321-329
  5. ^ Jeffree, E.P. (1960) Some long-term means from the Phenological reports (1891-1948) of the Royal Meteorological Society. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 86, 95-103
  6. ^ Sparks T.H., Jeffree E.P., Jeffree C.E. (2000) An examination of the relationship between flowering times and temperature at the national scale using long-term phenological records from the UK. International Journal of Biometeorology 44, 82-87

外部链接