物候學

物候學（英語：phenology 源於希臘文：phainomai(φαινομαι-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^[1]。物候既可指生物的周期性現象（如植物的發芽、開花、結實，候鳥的遷徙，某些動物的冬眠等）與季節氣候的關係。也指自然界的非生物變化（如初霜、解凍等）與季節氣候的關係。這門科學主要關心生物事件之變化在年循環裏出現的日期。例如：《夏小正》裏提及的「正月啟蟄，雁北鄉」、「七月秀雚葦，狸子造肆」等。在生態學科學文獻裏，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。^{[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

物候的利用在大約四千年前中國黃河流域的夏朝已經發展出來，並被整理成夏小正經文，以環境改變出現時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樣式發展出一年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。許多古文明裏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 (英格蘭東部的諾福克郡內) 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，昆蟲的出現或飛行。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

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裏暖化了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

通常情況下，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：

${\displaystyle \mathrm {NDVI} ={\mathrm {NIR} -\mathrm {Red} \over \mathrm {NIR} +\mathrm {Red} }}$

參見

• 節氣
• 夏小正
• 禮記月令
• 英國皇家氣象學會（英語：Royal Meteorological Society）

註釋

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) (伯爾尼大學). 2007 [2007-12-25]. （原始內容 (PDF)存檔於2008-12-17）. 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 [2010-04-23]. doi:10.1029/2007GL031381. （原始內容存檔於2012-09-29）. Phenological grape harvest observations in Switzerland over the last 500 years have been used as a proxy indicator for reconstructing past temperature variability. 引文使用過時參數coauthors (幫助)
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

外部連結

• Project Budburst （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Citizen Science for Plant Phenology in the USA
• USA National Phenology Network （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Citizen science and research network observations on phenology in the USA
• AMC's Mountain Watch （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Citizen science and phenology monitoring in the Appalachian mountains
• UK Nature's Calendar UK Phenology network.
• Nature's Calendar Ireland （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Spring Watch & Autumn Watch.
• Naturewatch: A Canadian Phenology project.
• Spring Alive Project （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Phenological survey on birds for children.
• Moj Popek Citizen Science for Plant Phenology in Slovenia.
• Observatoire des Saisons （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） French Phenology network.