什么是物候学?
环境对动植物生长发育的影响是一个极其复杂的过程。而仪器只能记录当时环境条件的某些个别因素,而物候则是过去和现在各种环境因素的综合反映。因此,物候可以作为环境因子的指标,也可以用来评价环境因子对动植物的整体影响。
中国最早的物候记录见于公元前1000年的《诗经·游风·七月》。后来的、夏的《吕氏春秋》、《淮南子·施泽训》和《札记》等。每月记录一次年度物候日历。《易周树世训解》将一年分为七十二期,每五天记录一次物候,成为一部比较完善的物候历。北魏时附在历书上。
西汉时期著名的农学著作《毕升之书》记载,栽培时期是由物候决定的,例如“杏初旺,宜耕轻土弱土;看杏花归农。”到了南宋末年,浙江金华人吕祖谦记载了南宋惜春七、八年(1180,1181)金华的物候,包括腊梅、桃、李、杏、紫荆花、海棠、兰、杏。
明代李时珍《本草纲目》所载近2000种药物,植物物候资料丰富。本书第四十八卷和第四十九卷记述了候鸟杜鹃和布谷鸟的地理分布、鸣唱、音节和出现时间,是对鸟类物候的准确记录。19世纪中叶,太平天国发行天历,其中萌芽月令是一种利用物候来指导农业时间的月历。
在欧洲,古希腊的雅典人已经编制了农业物候日历。从1736到20世纪40年代,英国人马祥的后代对27种植物、候鸟和昆虫进行了长期的观察和记录。这是欧洲最长的物候记录。18世纪中期,瑞典植物学家林奈写了《植物学哲学》一书,概述了物候学的任务,物候的观测和分析方法,组织了一个18点的观测网。他是欧洲物候学的主要倡导者之一。
在德国,植物学家霍夫曼自20世纪90年代以来建立了一个物候观测网络。他在中欧选择了34种植物作为物候观察的对象,亲自观察了40年。后来换成了他的学生Ine。在美国,森林昆虫学家霍普金斯在1918年提出了北美温带地区物候现象的陆地空间分布的生物气候规律。
在中国,现代物候学研究的奠基人是竺可桢。他在1934年建立的物候观测网,是中国现代物候观测的开端。在他的带领下,1962年建立了全国范围的物候观测网络,进行系统的物候研究。为统一物候观测标准,1979出版了《中国物候观测方法》,并逐年编制出版《中国动植物物候观测年报》。并撰写了《自然的语言》一文,已收入人教版初二语文书(精读课文)。
自20世纪50年代以来,由于各国物候观测网络的扩大,物候资料变得更加丰富。而且由于遥感技术和电子计算机的应用,物候学的研究在规律的探索和应用上有了很大的发展。
物候学的基本研究方法是平行观测,即同时观测生物物候和气象因子的变化来研究它们之间的关系。主要是定点观察生物物候的年变化;按照统一的观测方法组织物候观测网,同时观测物候现象;在短时间内(3 ~ 5天),利用汽车等交通工具,在小范围内进行物候观测;通过地球资源卫星照片分析作物和植被的物候变化;通过实验研究了物候受气候等因素影响的生理机制。
虽然各种生物物候现象的发生日期每年都随着气候条件的变化而变化,但如果不受同一气候区局地小气候的影响,其顺序每年保持不变。在不同的气候区域,由于生物物种和气候条件的组合发生变化,物候现象的顺序也会发生变化。物候现象的顺序是编制自然历法和预测农时的基础。
由于气候分布的地带性和非地带性,物候具有随经纬度和高度而转移的特点。比如霍普金斯在1918中提出的生物气候定律:在其他因素相同的条件下,纬度每北移1,经度每东移5,或上升约122米,植物的阶段性发育在春季和初夏会推迟4天;夏末秋初,提前四天,以此类推。
物候研究已成为生态系统分析和管理的一个方面,在物候区划、作物合理配置、山区垂直分布带土地合理利用、环境污染防治和三废利用等方面正在开展大量的物候研究工作。除了对物候学的宏观研究外,还对植物器官的内部形态变化进行了观察和研究。在气象条件对物候影响的研究中,利用人工气候室进行了试验研究,建立了气象条件与物候变化的数学模型。