东北师范大学自然博物馆暨吉林省自然博物馆英文版/English

大自然的语言—物候

提起“物候”这个名词,也许大家不是十分了解。但是大家都见过大自然中许多有节律的自然现象。比如一年中植物的四季变化,候鸟的飞来离去,江河的结冻和融冰等。同时物候应用的事例在生活中也是每个人都接触过,甚至是耳熟能详的。例如妇孺皆知的“九九歌”就称得上是一首物候歌:“一九二九不出手,三九四九冰上走;五九六九河边看柳,七九河开,八九雁来;九九加一九,耕牛遍地走。”其中的“不出手”、“冰上走”、“河边看柳”、“河开”、“雁来”等都是典型的物候现象。所谓数九,就是从冬至算起,每九天为一九,这首歌正是用物候现象来表征我国黄河中下游地区冬季和早春的物候季节节奏和农事的情况。“耕牛遍地走”则预示春耕的开始。

 

  1. 物候的定义和应用
    1. 物候的定义:受环境(气候、水文、土壤)影响而出现的以年为周期的自然现象,就是物候。
    2. 候所包括的自然现象:
    3. (1)各种植物的发芽、展叶、开花、落叶等现象。
      (2)候鸟、昆虫以及其他动物的飞来、离去、初鸣、终鸣等现象。
      (3)水文气象现象,如初霜、终霜、初雪、终雪、结冰、融冰等现象。
    1. 物候的分类:

根据生物的种类可分为植物物候和动物物候。

动物物候又可分为鸟类物候、昆虫物候等。

农作物的生长期称为作物物候。

    1. 物候的应用:

农时预报:

黑龙江省小兴安岭西南坡的襄河农场,大豆的播种以落叶松叶芽开放作为适播期指标。同时将蒲公英的始花期作为大豆地使用灭生性除草剂的指标。

养蜂放牧:

养蜂可根据多年观测资料中,蜜源植物如刺槐、椴树、紫云英花期物候规律有效确定放蜂路线,保证产蜜量。

放牧中的应用主要是保障牧场损害最少而牲畜受益最多而合理确定放牧和停牧时间。 其中禾本科牧草为主的牧场以植株开始抽茎为开始放牧期; 豆科牧草为主的牧场以腋芽发生时为开始放牧期; 莎草科为主的牧场以植株分蘖停止或叶片长到成熟大小时为开始放牧期。

 

  1. 物候学的产生和发展

物候学的产生和发展与人类社会的进步息息相关,人类社会由原始社会到奴隶社会,再发展到封建社会,资本主义社会。随着社会的进步,生产水平的逐步提高,由最初靠采集野果和渔猎为生,发展到养畜种地,进入农牧时代。为适时播种,收获掌握放牧渔猎的季节,人们在生产和实践中逐步认识到,植物的生长荣枯、动物的来去休眠等,与气候的年周期变化以及各种农事活动有着一定的联系,并将其掌握的规律用于生产。

我国自古以来以农立国,为掌握农时而编制的物候历,不仅是世界上利用物候知识最早的国家,而且目前的物候学水平在世界上也是名列前茅的。如我国西周初期的《夏小正》,反映的就是当时淮河、长江下游沿海一带的物候情况。其中有这样一段关于正月的物候现象描写:“启蛰,雁北乡,雉震响,鱼陟负冰,囿有见韭,田鼠出,獭祭鱼,鹰则为鸠,柳秭,梅杏杝桃则华,缇缟,鸡桴粥。”
我国现代物候学发展的推动者是竺可桢老前辈,不仅在物候学领域,他一生在气象学、气候学、地理学、自然科学史等方面的造诣也都很高。我国现代物候学的每一项成就都是和他的努力分不开的,著有《物候学》、《中国五千年气候变迁的初步研究》等物候学专著和文章,在《物候学》著作中,结合我国实际,系统介绍了物候学的基本原理和基本定律,以及利用物候预告农时的具体方法。他也是我国现代物候观测网的倡导者和组织者,1961年由中国科学院地理研究所主持建立的全国物候观测网,目前仍然在各地开展观测工作。

国外的物候学研究中,雅典人在两千多年前研究出一年中的物候农历;十八世纪中叶,林奈在瑞典曾经组织了由18个观测点组成的观测网,可惜只维持了三年。

美国从十九世纪后半期开始,逐步建立起物候观测网。二十世纪初,霍普金司提出物候学定律:“在其他因素相同的条件下,北美温带内,每向北移动纬度1度,向东移动经度5度,或上升约122米,植物发育期在春天和初夏将各延期4天;在秋天相反,即向北1度,向东5度,向上122米都要提早4天。”

霍普金司物候学定律,对于人们认识物候分布规律和提出物候分布模式,无疑起到了推动作用。但是,经我国研究物候现象的学者们发现,它并不完全适用于我国。

目前,欧洲已建立了“国际物候观测网”现在有20个国家参加,中国也是参加国之一。

 

  1. 物候观测的具体工作方法

(一)观测地点及观测对象的选择

1、观测地点的选定

长远性:不能轻易改变。

代表性:代表典型的地形、土壤、植被,尽可能平坦开阔。

2、观测对象的选定

选择常见的、自然生长的动植物。

3、对所选动植物应该详细鉴定

古今和中外对比的种类必须选择。如桃、杏和紫丁香、刺槐。

(二)观测项目及各物候期出现的特征

木本植物

芽膨大开始期:标准是芽鳞片生长,出现淡绿条纹。

芽开放期:芽鳞裂开,顶端出现绿色。

展叶期:包括展叶始期和展叶盛期。

花蕾或花序出现期:叶腋或花芽中开始出现花蕾花序。

开花期:包括开花始期、开花盛期和开花末期。

果熟期:包括果实或种子成熟期,脱落始期和脱落末期。

秋季叶变色期:包括开始变色期和完全变色期。

落叶期:包括落叶始期和落叶末期。

草本植物:应选40株以上,10%达到某发育期时为始期,50%为盛期。

?A、萌动期:包括地下芽出土和地面芽变绿。

B、展叶期:

C、开花期:包括花蕾或花序出现期,开花始期、盛期、末期及二次开花期。

D、果实或种子成熟期:包括始熟期、全熟期、脱落期、种子散布期。

E、黄枯期:包括开始黄枯期、普遍黄枯期、完全黄枯期。

动物:长春市区为6—7种,观测其春季始见日期,秋季离去日期;春夏季始鸣日期,秋季终鸣日期。种类有:金腰燕、家燕、布谷鸟、蜜蜂、蟋蟀、蛙、白钩蛱蝶。

水文气象现象:

霜:包括秋冬初霜日期、春季终霜日期。

雪:包括冬季初雪日期、春季终雪日期。

严寒开始期:即阴暗处开始结冰日期。

土壤表面冻结日期:

水面结冰日期:

河上薄冰出现日期:

河流封冻日期:

土壤表面解冻日期:

水面春季解冻日期:包括开始解冻和完全解冻。

雷声:春季初闻雷日期、秋季最后闻雷日期。

虹:一年中初次看见虹和最后看见虹的日期。

 

2003至今物候观测总结和比较

南湖开始解冻与榆树花芽膨大

榆树的花芽褐色扁球形,它膨大的指标就是从芽鳞的边缘开始长出白毛。根据2003~2008六年中的观测数据比较,发现南湖开始解冻与榆树花芽膨大之间有相关性。因为二者发生的时间很相近,或者榆树花芽膨大的出现比南湖开始解冻稍后。因此可以说榆树是长春市区春季芽膨大最早的树木之一。

牡丹与芍药的始花期比较

牡丹和芍药是长春市中心街道花园—牡丹园中的主要观赏花卉,一年一度的牡丹花会吸引了成千上万的市民前来参观。根据这些年牡丹和芍药的花期物候观测记录,对确定牡丹花会的开始和结束时间,具有实际意义。

    1. 蔷薇科木本植物果熟期的比较

同种植物不同年份果熟期的比较,可以了解不同年份光照天数的差异,同时还可以了解到当年春季低温的影响。如图表所示,2006年由于遇到春季低温天气,使许多树木的始花期延后,从而导致该年的果实成熟期也延后于往年。

    1. 木本植物落叶期比较

木本植物的落叶期主要受秋季气温影响,秋季(主要为9、10月和11月初)温度偏高,特别是再雨水适度,则植物的落叶期就会明显延后,反之,落叶期就要提前。如图表所示,2006年秋季气温比往年同期高,因此,植物的落叶期明显比其他年份延后。

    1. 灾害性天气及植物的异常变化

灾害性天气春季主要表现为沙尘天气,如2006年3月10日、2007年3月24日和31日出现的沙尘暴。夏季主要表现为暴雨、大型雹灾,甚至出现龙卷风灾害等,如2006年6月25日下午出现的冰雹灾害,冰雹直径达2厘米;2007年7月6日和8月1日的两次大暴雨,造成工农大路一带交通堵塞达几个小时。更有甚者,2007年8月8日晚上20点40分左右,伊通县伊通镇和大孤山镇发生暴雨和龙卷风灾害,1227间民房损坏倒塌,2人死亡100多人受伤,受灾人口达512户,1576人,大面积农田和水利设施被损毁。冬季主要表现为暴雪天气,如2007年3月4日下了一整天厚达15厘米的大暴雪,是2003~2007年中最大的一次降雪。
植物的异常变化首先表现在植物外侵种类增多。如牛膝菊原本是分布在辽宁的野生菊科杂草,吉林省很少发现。可是大约从上个世纪的九十年代,却开始在长春市区大量出现。这里可能有气温逐渐变暖,植物种类北移的情况。同时,这些年在南湖的观测中,还发现大量成片生长的三裂叶豚草。

植物的另一个异常变化,就是许多植物的二次开花现象增加。所谓二次开花,就是本来在春夏季节开花的植物在春夏季开完花后,却在同年的秋季又一次开花的现象。以2003年为例,有紫丁香等10种植物二次开花,是1986年(4种)的2倍还多。据《守望都市》报道,2006年9月15日汽车厂住宅区大片李树二次开花,《新文化报》报道,2007年10月28日文化广场附近许多梨树出现二次开花现象。另外,2007年4月末开始,南湖水中眼子菜科水生植物菹草大量繁殖,造成水面阻塞。为保证游人能在水面划船,南湖动用了大量人力进行清除。

 

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