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。^[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

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：

\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

^ 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.
^ 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.
^ 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.
^ 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
^ 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
^ 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，存於網際網路檔案館） Citizen Science for Plant Phenology in the USA
USA National Phenology Network （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Citizen science and research network observations on phenology in the USA
AMC's Mountain Watch （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 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，存於網際網路檔案館） Spring Watch & Autumn Watch.
Naturewatch: A Canadian Phenology project.
Spring Alive Project （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Phenological survey on birds for children.
Moj Popek Citizen Science for Plant Phenology in Slovenia.
Observatoire des Saisons （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） French Phenology network.

[Molles-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.

[Meier2007a-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.

[Meier2007b-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.

[Sparks_&_Carey-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

[Jeffree1960-5] 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

[Sparks2000-6] 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

[1]