科普看台丨鸟飞虫鸣 草木知时——物候取景象形
发布时间:
2025-06-02 05:32
花木因时而荣枯,飞鸟随候而南北,候虫知寒而冬眠,草木知春而萌生。正在四时交替的变化中,天然界悄悄书写着属于本人的“工做表”。动物的抽芽、开花、成果、落叶,动物的迁移、繁衍、冬眠等,这些随时令而变的生命节拍,被称为“物候”——它是天然的言语,是天气的注脚,更是一部无需文字的“景象形象日志”。
这种现象正在海龟建巢行为上特别较着。每年4月底至5月,土耳其里维埃拉的金色海滩城市送来数百只来自地中海的蠵龟。做为极端濒危,蠵龟将一年一度的建巢产卵歇息地选定于此。蠵龟的卵正在沙中孵化,凡是需要60至70天。风趣的是,它们儿女的性别现实上取决于温度——温暖前提下孵化出的蠵龟大多为雌性,而寒冷前提下则会孵化出更多的雄性。跟着全球天气变暖,它们每年前往固定建巢地址的时间越来越早,以确保正在温度较低的前提下孵化,从而连结性别比例的均衡和提高孵化成功率。这种提前建巢的行为是海龟对天气变化的一种顺应性反映。
气候变于上,人物应于下矣。”全球天气变化布景下,研究做物物候期对天气变化的响应,对指点农业出产同样具有主要意义。
密歇根州立大学文理学院生态学系传授兼系从任Diane M。 Debinski研究了帝王蝶的寄从动物——乳草的物候变化,以此探究乳草的物候变化能否取蝴蝶的变化同时发生。研究成果表白,乳草开花时间越来越长,帝王蝶成年后正在野外逗留的时间也越来越长,其价格可能就是虫豸会更长时间地接触捕食者或寄生虫,或者构成生态学家所说的“发育圈套”。例如,卵可能产得太晚,以致于无法发育成成虫,或者成虫可能正在前提不适合秋季迁移时从蛹中出来。
当今,跟着天气变化及其影响的日益加剧,全球变暖对动物物候的影响也惹起了科研人员的普遍关心。人们发觉,很多候鸟和虫豸的迁移时间因天气变化而提前或推迟,一些动物的繁衍时间因温度升高而提前,天气变暖还可能导致冬眠动物提前复苏。
正在河南省郑州市等18个地市的农业景象形象不雅测坐里,18套物候从动不雅测系统曾经扶植完毕,其可实现农田生态系统、湿地生态系统和丛林生态系统的物候从动不雅测,精准捕获并记实冬小麦、夏玉米等次要农做物的生育历程、形态特征以及田间要素变化。
正在湖北,按照湖北省景象形象办事核心武汉大学樱花花期预告,本年武汉大学樱花于3月13日至14日前后连续,3月20日前后进入最佳抚玩期。值得一提的是,武汉大学樱花不雅测数据记实始于1947年,这也是国内比力少有的长序列物候不雅测材料。不雅测记实显示,2004年取2021年,武汉2月气温冲破积年新高,武汉大学的樱花正在2月提前绽放。而1969年因严冬持续,始花期则推迟至4月4日。
正在东北黑土区,省市景象形象局结合省景象形象科学研究所等单元对1993年至2022年间,三江平原春季物候期(第一场春雨、河道解冻、蒲公英抽芽等)和秋季物候期(蒲公英枯黄、旱柳落叶、初雪和封江等)的呈现日期进行比力,发觉天气变化导致物候期全体呈耽误趋向,且农户会根据其对温度、降水以及物候变化的,选择种植较丰登的品种。(刘丹)。
多年来,我国物候不雅测以人工不雅测为从,为实现物候从动不雅测,中国景象形象局景象形象探测核心通过坐网工程,正在河南、新疆等地成立物候从动不雅测系统。不雅测系统针对做物或天然下垫面,操纵物候相机、三维激光点云、三维激光扫描、多光谱、土壤温湿度廓线种传感器,基于物联网智能、图像处置、光谱反射、深度进修和三维激光丈量等手艺,实现对动物和动物物候期、动物发展特征参数、动物心理动态和景象形象参数等要素的客不雅、从动、高频次、定量化不雅测。该系统用于农做物、木本动物、草本动物、候鸟、虫豸、两栖动物的物候不雅测。目前,从动不雅测系统已成为24小时正在线的“物候尖兵”。
物候不雅测的奇特价值正在于其“活体仪器”的特征。保守不雅测次要依赖人工记实,存正在时空局限性。跟着景象形象监测手艺的成长,做物物候不雅测方式有了更多可能性。“田间试验、统计阐发、模子模仿以及遥感反演等,是现代做物物候不雅测的常见方式。”郑诗然说,“不雅测材料能间接正在现实农业出产中,使用于预测农田病虫害、阐发做物引种等。”例如,蝗虫一般会正在干旱天气下多量量孵化,因而若遇持续高温气候,农业出产需针对性做好防止。
取动物物候研究比拟,动物物候研究的难度更高,相关研究也更为无限。一方面,天气变暖简直会让动物和动物的勾当时间发生变化,但两者的变化却不必然同步,极有可能呈现“早起的鸟儿没虫吃”,早呈现的虫子也可能吃不到本人本来食物的环境。另一方面,当天气变化到必然程度时,动动物群落的丰硕度将发生布局性变化,一旦某一的数量俄然激增或锐减,原有的食物链均衡将被打破,以至对整个生态系统的不变性城市形成性冲击。(张雄伟黄诗棋)!
打开我国现存最早的稼穑历书《夏小正》——正月“启蛰,雁北乡”等现象指点农人批改耕具取春耕翻耕;三月“摄桑,祈麦实”提醒逃肥保墒的机会;蒲月“良蜩鸣,乃瓜”则联系关系瓜果类做物办理。《诗经·豳风·七月》则以“四月秀葽,蒲月鸣蜩”的初夏气象,起周代黍稷播种、麦类收割的时序。
春风拂过省市的物候不雅测园,枝头上山桃花的蓓蕾正跟着气温攀升逐步舒展。正在这片种植着106种动物的园区里,农业景象形象手艺人员每天城市准时记实它们的发展轨迹——从芽苞膨大到落叶凋谢,从第一朵花绽放至最初一枚果实成熟。这些看似通俗的天然现象,正正在为解读天气变化的“生态暗码”,而破解暗码的过程,就是物候不雅测的科学实践。
尝鼎一,一絮识春。正在物候中读懂天然的节拍,既是对陈旧聪慧的回应,也是迈向将来的通途。天气变化的轨迹,正悄悄藏于每一朵花的绽放时辰,每一次叶的飘落之中。(王婉)。
物候不雅测做为天气多圈层生态景象形象不雅测系统的主要构成部门,不只是生态景象形象营业取科研的基石,更是保障我国生态文明扶植国度计谋成功实施的主要支持。”吴东丽如是说。(唐淼邓天宏陈争)!
正在动物物候从动不雅测手艺中,动物的声音识别可谓亮点。通过安插正在郊外的声音传感器,系统能够获取野外天然中各类原始声波数据消息,基于深度进修手艺,从动识别出蛙鸣、蟋蟀叫、布谷鸟叫等环节物候特征,为物候不雅测供给从动化方式和手艺。
我国自古以农立国,农业出产和气候天气关系慎密。《吕氏春秋·审时》中提出“凡农之道,厚(候)之为宝”,即强调农业出产的诀窍,正在于控制好农时。
现在,物候不雅测正在景象形象办事中饰演着举脚轻沉的感化。“我们次要不雅测动物物候期,好比北方地域落叶动物从芽膨大到展叶、开花、成果、干枯,每一个环节都和温度、光照亲近相关。”省市生态取农业景象形象核心高级工程师雷庆更引见,“日平均气暖和大于0℃积温是判断花期的主要景象形象目标,通过逃踪一段时间的每日平均气温累计值并连系将来的格点气候预告,就能较精确地预告花期,特别对旅逛景区、农业种植区都有主要意义。”?。
通过研究发觉,云南柳莺正在分歧地域有分歧的‘方言’,这对动物声音识别构成挑和。”吴东丽引见,“为应对这一难题,能够通过建立区域高质量声音样本,锻炼监测坐所正在地的识别模子。”别的,分布特征也是前进履物智能识此外主要根据之一。操纵中国科学院生物地图,能够将分布做为模子参数之一,能无效提拔动物声音物候监测精确率。以上手艺,不只能监测动物迁移期变化,还能通过鸟鸣虫啼的迟早,判断春季回暖的快慢,为天气研究供给。
正在历法和不雅测手艺尚不发财的古代社会,先平易近们正在草木荣枯、冰霜消凝的天然节律中,捕获天气变化特征,指点稼穑勾当“应时宜”的物候学问便应运而生。
正在市景象形象局物候不雅测园的一角,一台物候相机正正在从动拍摄。这台设备操纵延时摄影手艺,按照的分歧物候期利用分歧频次记实着动物的物候形态变化。“以前人工不雅测一天最多察看1至2次,现正在能够实现分钟级监测,数据愈加精准。”雷庆更暗示。降水、日照时数等景象形象要素的变化极为,是最曲不雅的‘生态器’。通过动物物候不雅测,可认为研究动物发育过程对天气前提的响应供给的数据支撑;为制做和发布花期预告以及杨柳飞絮预告等供给科学根据,满脚市平易近逛园赏花和外出踏青的需求,推进旅逛等财产的成长。”雷庆更引见。
动物物候现象反映了生物对天气前提的顺应机制,研究这些现象有帮于理解分布纪律及生态系统的不变性。”云南省昆明市农业景象形象试验坐副高级工程师杨柯暗示。目前正在我国,多地景象形象部分曾经开展了多年的动物物候不雅测。正在山东青岛,城阳区景象形象局结合野活泼动物协会配合开展候鸟物候不雅测,堆集相关数据和材料,为湿地、关心野活泼动物资本、开展越冬候鸟投食救护工做供给相关景象形象保障办事;云南省昆明市农业景象形象试验坐也启动了对红嘴鸥的物候不雅测工做,为滇池及生物多样性、研究天气变化对候鸟迁移的影响、提高昆明生态旅逛程度供给科学手艺支持。
赵县素有“中国雪梨之乡”的佳誉,每年,来此赏雪梨花的旅客都川流不息。据市景象形象局天气监测和物候不雅测材料阐发,本年岁首年月到3月23日,赵县平均气温2。6℃,比客岁同期偏高1。0℃,取常年同期比拟偏高1。6℃;日照时数为581。1小时,较常年偏多34。7%。较好的温、光前提,加速了果树的发展速度,使得梨树现蕾时间较客岁提前了5天。“物候不雅测是花期预告的主要根本,此外,做好物候不雅测对城市绿化、新品种引进以及生态旅逛等方面也有很大意义。”雷庆更说。
中国景象形象局景象形象探测核心系统室副从任、中国景象形象局首席专家吴东丽注释,发声器官差别取遗传进化要素决定分歧动物的声音具有性,因而动物声音监测是动物物候监测的主要手段。物候从动不雅测系统次要监测动物的首鸣日期取终鸣日期,通过该系统,能够捕获到谷雨时节布谷鸟的啼鸣、并通过深度进修算法区分分歧的“声音指纹”。目前,系统已能识别16种国度沉点监测物候和484种常见鸟类,精确率别离达到80%和60%。
春燕衔泥,夏蝉鸣柳,秋收稻浪,冬藏。千百年来,六合以无尽的体例展示着生命的节律。勤奋聪慧的中国人,正在漫长的时间长河中,经无数实践发觉了物候纪律,晓得物候是大天然最细密的计时器,知其取动物、动物、农业以及景象形象慎密相连。人们很早就通过动动物的发展、发育、勾当纪律以及非生物的变化等现象,察看景象形象的变化,规划人们的出产糊口。本期筹谋将带您深切探索物候取景象形象之间那些奇奥的关系,感触感染大天然的奇异魅力。让我们一路倾听天然的言语,更好地认识和操纵天然纪律,取大天然协调共生。
有研究表白,四声杜鹃的迁移取其前期日照时数存正在显著联系关系。当7月日照时数处于年度高位时,四声杜鹃可能将此时的长日照视为“繁衍期残剩时间无限”的信号,从而提前竣事鸣唱并预备进行迁移。
此外,变化也会影响种群主要事务的物候。以帝王蝶为例,每年,它们从和美国北部地域出发,进行一次长达数千公里的迁移,最终飞往墨西哥中部的特定丛林地域越冬。
物候,是表征天气及其变化的器,阐发物候变化对于顺应天气、应对变化以及指点出产糊口具有主要意义。早正在农耕文明之初,中国先平易近就通过察看动动物的物候变化来控制季候节律,为渔猎、农耕供给时间参照。不只如斯,前人更将这种察看聪慧凝结于“二十四节气”之中,又进一步将每个节气细分为“三候”,二十四节气共有“七十二候”,使节令不只有时间刻度,更有生命意象。譬如“小满三候”:一候苦菜秀,二候靡草死,三候麦秋至。几句短语,便勾勒出从初夏草木发展到麦类成熟的时令画卷。
“节气物候将复杂的天气变化、笼统的时间概念为活泼可感的糊口现象,使节气既具天然之美,又有文化。”湖北省景象形象办事核心工程师谭静暗示,“而物候本身,恰是动动物对景象形象分析反映的天然展示,极具区域性取时间性,是我们认识和监测天气变化的主要窗口。”。
竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知”,苏东坡《惠崇春江老景》诗中这一名句,就是对动物物候的写照。正在大天然中,那些受气候天气前提的影响而呈现的以一年为周期的天然现象,都属于物候现象。对于动物来说,如候鸟、虫豸及其他两栖类动物的迁移、始鸣、终鸣、冬眠等是其物候的次要表示。
郑诗然引见,气温升高促使做物播种期、开花期等春季物候期提前、秋季物候期推迟。近年来,自治区次要农业区温度较着升高,东部地域发展季降水量削减、部降水量添加,玉米物候期耽误了10天至20天;春小麦和大豆则加速了发育历程,表示为全生育期缩短;马铃薯表示为可收期遍及延迟。此外,农做植布局也发生了响应变化,如玉米、马铃薯种植面积扩大,且玉米种植界线向北延长。
榆钱黄,种谷忙”“知了叫,割早稻;知了飞,堆草堆”……正在持久的农业出产实践中,大量相关物候的农谚,既通俗易懂,又极具指点价值。“像我们常说的‘柳毛开花,点豆种瓜’就是指正在柳絮纷飞时,地温适宜,标记着这是春播豆类、瓜类的适播期。”自治区生态取农业景象形象核心工程师郑诗然引见。正在一些地域,野菊花盛放是冬小麦播种的信号,枣树抽芽则对应棉花播种期,构成“枣抽芽,种棉花”的农谚。现代科学研究表白,枣树萌芽期取5厘米地温“不变通过”(“不变通过”即持续3天5厘米地温都不低于14℃)的时间根基吻合,恰是棉花播种的最佳机会。
然而,天气变化不只表示为温度的变化,动物物候也不单只受温度的影响。例如,日照同样对动物物候发生主要影响。太阳光是地球上一切生命的能量源泉,光的波长、强度、持续时间能够影响动物的发展发育。大大都候鸟通过日夜长短(即光周期)的变化来调控迁移行为,春季日照耽误会触发北迁,秋季日照缩短则促使其南迁。
这一预测能力,正正在让春天的“花事”愈加精准。正在很多城市,市平易近曾经习惯通过景象形象部分发布的“花期预告”放置赏花行程。而对果农而言,花期预告更是春耕办理的主要参考。
持久记实显示,正在天气变化的大布景下,武汉大学樱花的始花期呈现较着提前趋向,自20世纪60年代中后期起变更幅度显著增大。进入21世纪后,始花期平均提前至3月上旬,并趋于不变。
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