浙江省自然物候时空统计分析

李 静，王秀珍，2

（1.新疆农业大学草业与环境科学学院，新疆乌鲁木齐 830052；2.杭州师范大学遥感与地球科学研究院，浙江杭州 311121）

浙江省自然物候时空统计分析

李 静1，王秀珍1，2

（1.新疆农业大学草业与环境科学学院，新疆乌鲁木齐 830052；2.杭州师范大学遥感与地球科学研究院，浙江杭州 311121）

根据1980～2007年浙江自然物候观测资料，分别对浙江省15个地区编写自然历，统计分析了全省植物、动物和水文气象物候期的空间变化特点以及物候现象的年际变化，得到浙江省自然物候期的一般特征：木本植物（柳树）的各物候期均提早约2d；草本植物（车前草）的生育期有明显延长趋势，延长约5d；昆虫（蚱蝉）的活动期有明显缩短的趋势，缩短约5d；两栖动物（青蛙）的活动期有明显的延长，延长约6d；严寒开始现象有明显推迟约1.5d；终霜和终雪现象也有一定的提早趋势，提早约0.5d.

物候观测；自然历；统计分析；浙江省

物候观测的主要对象是复杂多样的生物，观测者记录其周边的植物、动物及其环境条件（气候、水文、土壤条件）变化的重要指标，其目的是为了认识自然季节现象变化的规律，揭示生物活动的季节性和时间性［1－2］.因为指标物候现象是气候、环境等诸多因素互相作用的综合结果，它不但反映了当时当地的气候状况，同时也是过去一段时间内各种因素如温度、光照、降水、湿度、土壤等各要素的积累效应［2］，同时物候期变化也能很好地反映气候的年际变化和地区间的差异，比用各种仪器测量的结果都要精确灵活的多，既简单、直观、可靠，也更有实际意义.物候观测在农林生产中有着独特的作用，它可用于推算局地气象要素，划分适宜生产区域，制作农林气象预报，验证新品种引种条件，编制自然历预告农时，监测污染和净化环境［3］，可应用于旅游业、观光或休闲农业提供最佳时节等各个方面.另外，物候资料在病虫害防治上也具有指导意义，有些物候现象，总是和病虫发生期同时出现，因此物候资料还可以准确地预报病虫害的出现期，并为及时防治提供科学依据.已有许多学者从物候记录的杨柳绿、桃花开、燕始来等资料中，解读气候对动植物的影响［4］，了解当时的天气和过去一段时期内天气的积累.

由于自然物候常常具有一定的时间性和地方性，在研究气候变化时，物候资料就成了气候变化研究所需的一个典型时空数据［5］，特别是长时间序列的物候资料对研究区域气候变化、揭示区域环境变化具有重要的指导意义.

该文利用1980－2007年浙江省140多份的自然物候观测报表数据，了解每年植物的生长荣枯和动物来往与出没，得出浙江省自然物候的统计结果，以求初步了解浙江自然物候特征.

1 自然物候观测站点和观测内容

根据全国1980年自然物候观测网的统一布局，浙江省较系统地开始物候观测，1980年只有4个自然物候观测站，当年观测项目中，木本12种，草本4种，候鸟1种；昆虫2种，两栖类2种.到1981年，自然物候观测站新增了4个，观测种类有所增加，木本30种、草本2种、动物5种.观测站和观测种类逐年增加，至2007年，固定有13个自然物候观测站，其中除鄞县、萧山等个别站外，其它站点有近10a的观测记录.至2007年底，观测项目中，木本植物共52种，以垂柳、水杉、悬铃木、桂花等较多.草本植物共10种，以车前和芦苇较多.动物共8种，其中候鸟4种：麻雀、家燕、豆燕和布谷鸟；昆虫2种：蚱蝉和蟋蟀；两栖类2种：青蛙和蟾蜍.

浙江主要观测站有：慈溪市、湖州市、嘉兴市、江山、金华、丽水、临安、龙泉、龙游、宁海、平阳、绍兴、台州市椒江区、仙居县、萧山县15个物候观测站点，各站点地理信息及观测年份见表1.

表1 浙江省自然物候观测站一览表Tab.1 Phonological observation stations in Zhejiang province

物候观测项目和观测内容［3］有以下3个方面.

1.1 植物

木本植物有：白玉兰、柏、板栗、臭椿、杜仲、枫香树、柑桔、广玉兰、桂花、合欢、胡柚、槐树、梨树、楝树、柳树、木槿、女贞、泡桐、枇杷、葡萄、桑树、山楂、石榴、柿、水杉、桃树、乌栖、梧桐、橲树、杏树、悬铃木、杨树、银杏、油茶、油桐、玉兰、榆树、枣树、紫荆、紫薇等木本植物.木本植物观测内容包括：花芽膨大期、叶芽膨大期、芽膨大期、芽开放期、花芽开放期、展叶始期、展叶盛期、花蕾序出现期、开花始期、开花盛期、开花末期、二次开花期、果种成熟期、果种脱落始期、果种脱落末期、叶变色始变、叶变色全变、落叶始期、落叶末期.

草本植物有：蓖麻、车前、凤仙花、狗尾草、鸡冠花、芦苇、马蔺、马尼拉、蒲公英、野菊花共10种.草本植物观察记录的项目有萌芽期、展叶始期、展叶盛期、开花始期、开花盛期、开花末期、果种成熟始期、果种全熟期、果种脱落期、黄枯始期、黄枯普遍、黄枯末期.

1.2 动物

观测的动物有：布谷鸟、蟾蜍、豆雁、家燕、麻雀、蛙、蚱蝉.动物物候观察项目主要是始鸣期或始见期，即一年中第一次听见动物鸣叫或第一次见到该动物的时间，终鸣期或终见期，即一年中最后一次听见该动物鸣叫或最后一次看见该动物活动的时间.

1.3 气象水文现象

气象、水文现象观测项目主要是终霜期和初霜期；终雪期和初雪期；雪开始融化和雪完全融化；初次积雪；初雷、终雷；闪电初见、闪电终见；虹初见、虹终见；严寒始期；土表解冻始、土表冻结始；塘湖解冻始、塘湖全解冻；塘湖冻结始、塘湖全冻结；河开始冻结；河完全冻结.

2 编自然历

自然历是根据自然界季节变更，植物、动物所出现的各种物候现象编制而成的专门日历.物候观测资料记录了自然界季节变化出现的各种动植物的物候现象，把这些资料汇总整理，编写自然历.自然历的编写对植物遥感解译［6］、植被遥感最佳时相选择［7］及相关影响因子研究［8］都具有重要意义.

2.1 物候资料选择原则

为了使编写的自然历更具现实使用价值，在物候资料的选择上应具备以下基本原则：1）选择对季节变化有代表性的、受环境影响大、自然生长的木本草本植物；2）植物发育期，花期最引人注目.开花始期观测比较准确，尤以花期短的物候为好；3）两种物候现象之间间隔日数，宜短不宜长；4）至少要有5a以上的物候资料，当然年限越长，价值越大.

2.2 编自然历

由于受地理位置、局地小气候、生物种类等因素的影响，一般自然历只适用于研究区一个地方，因此，必须将研究区的地理地形和地理位置标明，还要指出编制自然物候历的物候资料所产生的具体观测年度区间［4］.以浙江省嘉兴市为例编写自然历，限于篇幅只摘录了浙江省嘉兴市自然历的部分内容（如表2）.

表2 1981～2007年嘉兴市自然历Tab.2 Natural calendar of Jiaxing city in 1981～2007

3 主要植物的物候期统计分析

1980－2007年浙江省各物候观测站点对木本、草本植物物候观测数据进行整理，统计各物候期多年的平均日期和最早、最晚日期.

3.1 柳树物候的时空变化

木本植物以柳树为例，以多年平均值按时间顺序展开分析其物候发生的特点.

2月中旬，浙江省丽水市、龙游县和绍兴市地区柳树最早开始展叶，随后近15d左右，全省各地逐渐进入柳树展叶始期，慈溪地区最晚出现展叶始期，一般在3月中下旬，而此时丽水市、龙游县和绍兴市地区的柳树多数已进入展叶盛期，慈溪一般要到4月中旬进入展叶盛期，为全省最晚的地区.3月初，柳树开花始期最早在龙游、丽水、金华和台州椒江地区发生，至3月底，柳树开花遍及浙江大部分地区，但是江山在4月中下旬才出现开花始期，慈溪则在5月初才进入开花始期.3月上旬，柳树开花盛期最早在金华和龙游地区出现，在4月初，浙江大部分地区普遍进入开花盛期，4月底，最晚在江山市发生；3月底和4月初浙江大部进入开花末期，5月中旬最晚在江山市和龙泉市地区发生（如图1/a）.

3月底和4月初，柳树的种子成熟期最早发生在丽水、龙游、嘉兴和台州椒江地区，最晚5月初发生在江山市地区；种子脱落期几乎和成熟期同步进行.9月底，柳树落叶始期最早发生在江山市地区，11月中旬，萧山、湖州和绍兴地区普遍进入落叶始期，12月底，最晚发生在龙泉和丽水地区；落叶末期最早发生在12月中旬的萧山、宁海、江山和湖州地区，最晚在1月下旬绍兴地区发生（如图1/b）.至此，柳树的展叶、开花、种子成熟和落叶完成了1a的轮回.柳树展叶最早和最晚的地区相差20d左右；开花盛期相差60d左右；种子成熟期相差40d左右；落叶末期早晚相差45d左右.

在年际变化上，以台州市椒江区观测到的1999－2007年间柳树的展叶始期和叶变色始期两个关键物候期为例（如图2）.研究表明：柳树的生命周期较长，达11个月（330d）之久，展叶始期和叶变色始期都有提前的趋势，叶变色始期在9a间提前趋势明显，而展叶始期虽然也有提早的趋势，但显著性水平并不高（如表3）.从图2中也不难发现2005年总体趋势有所异常，展叶始期明显推后，而叶变色始期却明显提前，致使当年柳树生命期偏短，究其原因是2005年气候异常，冻害、雪灾和台风、暴雨等极端天气气候事件频发，年平均气温虽为正距平，但月季变化较大，1～3月、12月较常年偏低0.4～1.4℃，这对自然物候产生了明显的影响.

表3 柳树和车前草物候期年际变化相关性Tab.3 The interannual variation correlation of willow and plantain phenophase

3.2 车前草物候的时空变化

车前草作为浙江省较为常见的草本植物，然而对它观测较多的站点仅限于湖州市、宁海县和丽水市.车前草作为展叶较早的草本植物之一，2月中旬最早出现在宁海县和湖州市地区，最晚3月中旬出现在丽水地区，各地区车前草展叶从始期到盛期间隔一周时间左右；3月底，车前草进入开花始期出现在丽水市地区，最晚4月中旬出现在宁海县地区，各地区开花盛期比开花始期要晚一周时间，各地区开花末期要比开花盛期晚一至两周时间；4月底，车前草种子成熟期始期最早发生在宁海地区，最晚发生在5月中旬的丽水地区，种子成熟末期与始期时间间隔约15d；9月初，车前草黄枯始期发生在宁海县，11月底，最晚发生在湖州地区，到12月底，车前草黄枯期结束.至此车前草的展叶、开花、果种成熟和黄枯全部完成（由于仅有3个站点数据，故在此不用分布图来详细表示）.车前草展叶最早和最晚的地区相差30d左右；开花盛期相差15d左右；种子成熟期相差15d左右；而枯黄期则相差90d左右.

以宁海县1999年至2007年对车前草开花始期和黄枯始期两个关键物候期为例来研究其年际变化，结果表明：车前草的活动期有11个月（330d）（如图3），车前草的黄枯始期具有明显的推迟趋势，而开花始期仅有微度推迟，表明从总体上看车前草的活动期有延长趋势（如表3）.值得注意的是2007年两个物候期的变化情况，开花始期明显提前，黄枯期普遍明显推后，这与当年冬末春初气温偏高有关，2～3月气温分别比常年偏高4.5℃和2.8℃，其中2月上旬和3月下旬分别比常年偏高5.4℃和5.5℃.

图3 宁海县车前草开花始期与黄枯始期年际变化Fig.3 The interannual variation of beginning of flowering and leaf turning yellow of plantain in Ninghai County

4 主要动物的物候期统计分析

4.1 蚱蝉物候的时空变化

6月中旬，蚱蝉始见最早发生在龙游、萧山和嘉兴地区，7月中旬，最晚发生在宁海县地区.7月上旬，蚱蝉绝见最早发生在慈溪地区，最晚在10月上旬的嘉兴地区发生.6月中旬，蚱蝉始鸣最早发生在龙游、临安、丽水和嘉兴地区，6月底，最晚发生在湖州、金华和仙居县地区.8月上旬，蚱蝉终鸣最早发生在临安地区，最晚在9月中旬的嘉兴地区发生（如图4（a））.蚱蝉最早、最晚始见时间相差30d左右；绝见时间相差90d左右；始鸣时间相差15d左右；终鸣时间相差40d左右.

以龙游县2000－2007年间蚱蝉始鸣、终鸣物候期年际变化为例（如图5），蚱蝉的活动期一般可达4个月（120d），蚱蝉的终鸣期在8a的年际变化中，表现出明显往后推迟的趋势，始鸣期几乎没有变化（如表4）.

表4 蚱蝉和蛙物候期年际变化相关性Tab.4 The interannual variation correlation of black cicada and frog phenophase

4.2 蛙物候的时空变化

3月中旬，蛙始见最早发生在萧山和龙游地区，3月下旬，最晚发生在慈溪和台州市地区.9月上旬，蛙绝见最早发生在丽水地区，最晚11月中旬发生在绍兴和龙游地区.3月中旬，蛙始鸣最早发生在湖州、慈溪和绍兴地区，4月中旬，最晚发生在丽水地区.8月上旬，蛙终鸣最早发生在临安地区，11月中旬，最晚发生在绍兴地区（如图4（b））.蛙始见最早、最晚时间相差达到15d左右；绝见最早、最晚时间相差达到100d左右；始鸣最早、最晚时间相差达到30d左右；终鸣最早、最晚时间相差达到100d左右.

蛙的年际变化以绍兴市2000－2007年对蛙始鸣、终鸣物候期研究为例（如图6）.由于蛙的始见与始鸣、绝见和终鸣也基本一致的，故选用数据连续性较好的始鸣和终鸣物候数据来分析.蛙的始鸣期总体变化不大，但近年来提早趋势较明显，而终鸣期推迟较明显（如表4），由于始鸣的提早和终鸣的推迟，致使蛙的活动期有所延长.

图6 绍兴市蛙始鸣与终鸣年际变化Fig.6 The interannual variation of beginning and ending chirping of frog in Shaoxing City

5 气象现象的统计分析

5.1 严寒开始物候现象的时空变化

严寒开始指阴暗处水面开始结冰日期［5］，一般采用地面观测第一次结冰的日期.严寒最早在11月底开始于嘉兴地区，然后沿着杭州萧山区、龙游县、江山市一线向南扩展，继而沿金华市、仙居县、台州市一线向东部地区扩展，最后再向四周蔓延，到12月底严寒将基本覆盖全省各个地区，严寒最晚发生是在1月初的临安市地区.严寒发生的前后时间间隔一个月左右（如图7）.

以台州市椒江区严寒开始物候期为例，来分析气象现象的年际变化情况（如图8）.在1985－2007年间严寒开始期年际波动较大，最早发生在1989年的12月1日，最晚发生在2007年的12月31日，波幅达到30d.总体来看，浙江省严寒开始物候现象有推迟趋势（如表5），这一物候现象同时也是对全球变暖大背景的响应.

表5 台州市严寒开始期年际变化相关性Tab.5 The interannual variation correlation of the beginning of severe cold in Taizhou city

5.2 霜、雪、雷现象的空间变化

初霜多发生在11月下旬，最早于11月上旬在嘉兴地区发生，至12月初最晚发生平阳县等地区，前后时间间隔近一个月；终霜多发生在3月上旬，最早发生于2月下旬的丽水、龙泉地区，最晚发生在3月中旬的嘉兴、江山地区，空间上自南向北发展，前后发生时间间隔约1个月（如图9（a））.

初雪多年平均较常发生在1月初，最早发生在12月中旬的萧山地区和12月底的嘉兴、金华和仙居地区，随后10d向全省其他地区发展，最晚至1月中旬，发生于慈溪、宁海地区，前后发生时间间隔30d左右；终雪最早发生在2月初的丽水、平阳、金华、绍兴和嘉兴地区，贯穿浙江省中心南北方向，然后向东西方向发展，然而多年终雪平均发生期最晚是在3月下旬的萧山地区，这可能与萧山区的地理位置有关.至此全省基本终雪现象结束，前后间隔60d左右（如图9（b））.

图9 浙江省初霜与终霜（a）和初雪与终雪（b）空间分布Fig.9 The space distribution of the first and last snow（a）and frost（b）in Zhejiang province

初雷多发生在3月中下旬，最早于2月中旬发生在龙游和龙泉地区发生，最晚于4月初发生在宁海县地区，前后发生时间间隔40d左右；终雷多发生在9月中旬，最早于9月初发生在萧山和嘉兴地区，最晚发生在10月上旬的龙泉、江山和台州椒江地区，最早和最晚时间间隔35d左右（由于数据连续性较差，在此略去使用图来对其空间变化进行展示）.

6 结论与讨论

浙江植物木本（柳树）的物候期最早和最晚的时间差别较大：展叶期多年平均发生于3月中旬，最早发生于3月初，最晚发生于3月底，相差30d左右；开花盛期相差60d左右；柳树种子成熟期相差120d之久，叶枯黄期相差45d，总体来看，柳树的物候期均有提早的趋势.草本（车前草）的物候期最早和最晚的时间差别不是很大：展叶期相差30d左右；开花盛期相差20d左右；车前草种子成熟期相差只有10d，叶枯黄期相差较长达70d，故车前草的活动期有延长趋势，且较明显.

浙江昆虫（蚱蝉）物候期始鸣常见于6月中旬，最早和最晚始鸣期相差30d左右，终鸣常见于8月下旬，最早和最晚终鸣期相差150d之久，但是总体来看，蚱蝉的活动期有缩短的趋势，且较明显；两栖动物（青蛙）物候期始鸣常见于3月下旬，最早和最晚始鸣期相差15d左右，终鸣常见于11月中旬，最早和最晚终鸣期相差45d左右，由于蛙始见期的提前和绝见期的推后，使蛙的活动期有明显的延长［9］.

浙江严寒发生物候期最早和最晚的时间差别近一个月，且从多年年际变化情况来看，严寒开始现象有明显推迟约1.5d.初雪、初雷和终霜物候现象均为自南向北方向在全省各地区发生.初雪、初雷和终霜各区域前后发生总时间间隔10～30d；终雪、终雷和初霜各区域前后发生总时间间隔30～60d，另外，终霜和终雪现象也有明显的提早趋势.

总体来讲，浙江省木本、草本、动物和气象物候现象均对全球变暖趋势有不同程度的地面响应.本研究的不足之处在于对草本植物和动物的物候期分析略显不足，究其原因是动物和草本植物的观察难度相对较大［10］，容易发生漏测和漏记现象，且观测年份较短，连续性较差.

致谢：感谢浙江省仙居县气象局朱寿燕高级工程师在数据分析方面的指导，同时要感谢浙江大学园艺系余小林老师在植物分类方面的帮助.

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Statistical Analysis on Nature Phenology in Zhejiang Province

LI Jing1，WANG Xiu－zhen1，2
（1.College of Grass Industry and Environmental Sciences，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China；
2.Remote Sensing and Earth Sciences Research Institute，Hangzhou Normal University，Hangzhou 311121，China）

According to the nature phenological observation data in Zhejiang province in 1980－2007，the paper compiled natural calendar for 15regions in Zhejiang province respectively，analyzed the interannual changes and the spatial change characteristics of the phenological period of plants，animals and hydrometeorology，and obtained general characteristics of the natural phenological period in the Zhejiang province.The phenological period of woody plants（willow）are 2din advance.The growth period of herbs（plantain）has obviously delayed with about 5d.The active stage of insects（Cryptotympana atrata）significantly reduces about 5d.Otherwise，the active stage of amphibians（frog）prolongs about 6d.The cold start obviously delays about 1.5d.The lastest frost and last snow are both 0.5din advance.

phenological observation；natural calendar；statistic analysis；Zhejiang province

＋N91

A

1674－232X（2012）02－0107－08

11.3969/j.issn.1674－232X.2012.02.003

2011－08－15

国家自然科学基金项目（40875070）；浙江省气象局2008年度科技计划项目（2008ZD01）.

王秀珍（1961—），女，研究员，从事遥感和信息技术应用.E－mail：wxz05160516＠126.com