物候學

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物候學英語:phenology 源於希臘文:phainomai(φαινομαι-顯示、見現))為研究氣候生態事件(特指生物的某現象)互相時間關係之學問。[1]。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,這個辭也被普遍應用在其他較短時段的生物現象,例如季節性的物候:某物種開始發生於四月,於九月死亡(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。[2] [3]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[编辑]

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[编辑]

馬山家的記錄 (1950年以前)[编辑]

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。[4]

1950年以後[编辑]

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全國性(英國)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)[5] 。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[6]

機載感測器[编辑]

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[编辑]

註釋[编辑]

  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. 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

外部鏈結[编辑]