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北京地区的物候日历及其应用



第一部分 论物候日历的编制和应用

§1.引论


  物候日历又称为物候历和自然历。它主要是利用一个地方各种乔灌木 的生活周期性现象,如萌芽、展叶、开花、结实,以及季节性的叶变色 和落叶等发生日期的多年观测资料,按照时序编制成的一种以日系事的 历书。除了植物的生活周期性现象之外,在物候日历中,通常还包括动 物的生活周期性现象发生日期,如昆虫的休眠与启蛰日期,候鸟的往返 日期,以及反映无机自然环境变化的一些周期性现象,如早霜、终雪, 大地冻融、河湖冰消等发生日期。
  上述各种自然现象的发生,有一个共同的特点,就是随季节、时令而 转移。它们应时而发,我国古代称之为物候。在遥远的古代,人们以这 些应时而发的物候现象,作为把握农业生产时宜的一种游动的时间坐 标。“过了九月九,下种跟着菊花走”;“枣芽发,种棉花”。这些至 今仍然流传在民间的古老农谚就是证明。所以称它是把握时宜的“游 标”,是因为菊花开、枣芽发,每年并不固定在一定的日期,而是随气 候的寒暖或早或晚地发生,成为自然环境动态的一种综合性的征候。将 这些物候现象发生情况的记录,编制成物候历,就更加便于应用。
我国是世界上编制和应用物候历最早的国家,大约在三千年前出现的
《夏小正》一书,即是一部内容相当丰富的物候历。它在 12 个月中,分 别记述了植物的萌发、展叶、开花、结实;候鸟的往返,昆虫的冬眠与 苏醒;大旱、小旱,时有霖雨等物候和气象的变化状况,以及该月的主 要农事活动。[1]这部按 12 个月的顺序编制的物候历以月系事,可以称 为物候月历。
到了汉代,在《逸周书·时训解》中,首次按照 24 节气和 72 候(5
天为一候)的顺序,编排各种物候现象。它以一候(5 天)作为基本的时 间单位,可以说这是在物候历编制上的又一个进步。
元代的《王祯农书》中,绘制了《授时指掌活法之图》,这是一部从
内向外由八个圆环组成的物候历。虽然在物候方面它仍然以 72 候应为基 本内容,但在表达形式上是一种创新。[2]在欧美有一种物候历即采用与 此类似的表达方式,称为“圆环日历”[3]或“物候年钟”[4]。
太平天国时期,将上一年的物候记录,颁布在下一年的天历中,称为
“萌芽月令”。它开创了我国以日为基本时间单位,把物候现象的发生 期编入历书的先河[5]。可惜 1864 年太平天国失败,如今这天历已几乎 无人知道了。
  总之,我国古代先民对物候学的发展,作出了很大的贡献[6]。这里 我们只概略地介绍了其中有关物候历方面的情况。在漫长的封建社会 中,为了农业生产,历代多编制有田家月令、每月栽种书、逐月事宜一 类的农家历书,其中都包含有丰富的物候方面的内容。美中不足的是, 由于缺乏系统的物候观测作基础,长期停滞在朴素经验的水平上。
从现代科学意义上讲,使物候研究成为科学,始于系统的物候观测。
18 世纪中叶瑞典植物学家林内(Linne)在《植物学哲学》一书(1751) 中,第一次明确地阐述了物候观测的目的和方法,描述了植物的基本发

育期。西方物候学家认为,至今它还是编制物候观测手册的基础。此外, 林内还编制了记载瑞典各地植物展叶、开花始期、果实成熟和落叶日期 的“植物日历”,也就是我们现在所说的物候日历[7][8]。
  自 19 世纪以来,欧美一些国家先后开展起物候观测,并在多年观测 资料的基础上,编制了不少地方的物候日历。在物候学研究与物候观测 最为发达的德国,近年来又在编制着眼于全国各自然区域的物候日历, 并依各季节开始的指示物候期绘制成彩色的圆形“物候年钟”,作为掌 握一个地方或区域物候季节的依据[4]。瑞士也于 1994 年出版了全国 100 多个站点的物候历,以图式法表示,十分直观[9]。在前苏联,到八十年 代初,已编制、发表了 1000 多部各地的物候历。它们以表格的方式编排 各种物候现象,容量大,内容比较丰富[10]。
  早在本世纪三十年代初,竺可桢就倡导在我国开展系统的物候观测, 编制“新月令”[11],也就是我们现在所说的物候日历。他身体力行, 于本世纪二十年代即开始观察记录物候和天气,并先后两次组织全国的 物候观测网,第一次在 1934—1937 年,因日本侵华战争而中止。第二次 在六十年代初,于 1963 年开始观测,其成果以《中国动植物物候观测年 报》的形式出版,至今已发行到第 11 号[51]。在此基础上,八十年代中 期我国发表了首批物候历(自然历),采用了表格的形式,总共编有 45 部[12][13]。以我国领土这样辽阔,山地面积广大,自然条件复杂的情 况来说,这 45 部物候历显然是太少了。因为物候现象所反映的自然界季 节更替及其年际变动的状况,在不同的自然地带之间差别显著,尤其在 地形、地势复杂的山区,即使在较小的空间范围内,其变动状况的空间 梯度,有时也不亚于大尺度的纬向和经向物候差异。因此,为了揭示一 个区域内,各地物候变化的特点,及其空间差异的规律,就有必要设立 更加稠密的物候观测网点,系统编制空间分辨率更为精细的物候日历。 北京地区这十几部物候日历的编制,便是深化我国在这一领域研穷的一 种尝试。
北京作为一个历史文化名城,对这里广义的物候观察,可以追溯到
几百年前,其中的部分内容,已经作了系统的整理和研究[14]。现代意 义上的物候观测,从见到的文献看,开始于 1931 年[12],此后又断续有 些记载[15][16]。真正比较系统的观测是在五十年代以来,首先是竺可 桢,他从 1950 年开始一直观测记录物候,直到去世前一年。这份 24 年 的北京城区早春至初夏的物候记录,被学术界广泛的引用和研究[14,17
—21]。此外,农林部门、院校亦进行过不少物候观测[22—24]。作为一 项基础工作,自 1963 年起,中国科学院地理研究所在颐和园建立物候观 测点,并与植物研究所北京植物园等共同发起组建全国物候观测网。在 这个观测网中,北京地区的观测点曾达到六个(1964 和 1965 年),其中 颐和园的物候观测除 1969—1971 年之外,至今没有间断。
在北京地区的物候研究方面,除了前述的自然物候期变迁研究之外
[14],还有北京树木物候谱[25],物候与气象因子的关系[18,26],物 候与首都绿化问题[27—29],以及关于北京地区物候季节的划分[30—
32],和物候预报[17,20—21,33—34]等许多方面。 所有上述这些研究,大多是利用个别地点的物候观测成果进行的。
因为着眼于一个区域,就整个北京地区进行物候学的研究,还缺乏广泛

的多点观测的基础工作。为了弥补这一缺憾,首都师范大学(原北京师 范学院)地理系,利用师范院校与中学联系密切的优势,组织了北京物 候观测网,观测点先后达二、三十个,分布于各区、县。从 1979 年起逐 年编辑《北京地区物候观测年报》,至今已编辑到 1987 年。本书所载的 这十几部物候日历,就是在这近十年观测的基础上编制的。在这次物候 日历的编制实践和长期物候学教学工作中,作者对编制物候日历的理 论、方法和意义,以及拓广物候日历的应用方面,作了系统的探索。这 些物候日历把大自然的丰富信息,赋予了通常的日期,从而成为反映北 京地区季节动态的基本科学文献。物候日历具有广泛的认知、审美和实 用价值。这十几部物候日历,将供有关专业人员和日益增多的大自然爱 好者备用、参考。

§2.物候日历编制的理论、方法和步骤

§2.1. 物候日历编制的理论依据


  物候现象发生的基本规律,是物候日历编制的理论基础。这些基本 规律包括有物候现象发生的顺序相关性规律,准年周期性规律,以及物 候现象发生的重叠性规律。

§2.1.1. 顺序相关性规律与物候日历的编制


  各种物候现象不但每年都按一定的先后顺序出现,而且在一定时段 内一些物候现象之间,前一种物候现象出现的早迟,与后一种物候现象 发生的早迟,有密切的关系,即有所谓顺序相关性。
  形成物候顺序相关性的原因,显然是由于一年之内,地球表面各地 所获得的太阳能量,以及由此派生出来的大气环流、水分状况等都按一 定的时间顺序在变化,所以就发生了我国古代七十二候中所列出的“东 风解冻”、“雷乃发生”、“大雨时行”、“雷始收声”,以及“水始 冰”、“地始冻”等等顺序发生的非生物物候现象。
从生物物候现象来说,它们的发生都要求一定的生态条件。如果一
个种能在一定地区繁衍并扩展它的范围,它必须能够调整自己的生活周 期,和它的环境中的周期性现象取得协调。这是长期演化的结果。[3]所 以,生物物候现象的发生也具有不同程度的顺序相关性。总之,在一年 之内,各种物候现象的发生,不仅有着一定的先后次序,而且在一定时 段内具有大体同步性提前或迟后的特点。简括的说,即所谓“先后有序, 迟早相随”。例如,北京城内的山桃始花和杏始花,在 20 多年的记录中, 总是山桃始花在前,平均为 3 月 29 日,杏始花随后,平均为 4 月 4 日, 二者相差 6 天。发生最早的日期前者为 3 月 18 日,后者为 3 月 25 日,
都在 1963 年,二者相差 7 天。发生最晚的日期山桃始花是 1969 年 4 月 8
日,同年杏始花是 4 月 12 日,与最晚的杏始花记录 1957 年 4 月 13 日相 比,仅差 1 天,而 1957 年山桃始花亦偏晚,为 4 月 6 日[35]。由这一系 列记录,不难看出它们同步性提前或迟后的规律。不仅北京如此,其他 地区也是一样,只不过具体的物候现象可能不同罢了。[36]作为规律, 物候现象发生的这种顺序相关性,具有普遍的意义。
  物候日历应该反映一个地方物候现象发生的这种规律性。具体的作 法是通过恰当的排序规则(见§2.3.),将各种物候现象发生的先后有 序、迟早相随的情况真实地反映到物候日历中来。

§2.1.2. 准年周期性规律与物候日历的编制


  在一个地方,许多物候现象的重现期,具有大体是一年的特点,即 所谓“离离原上草,一岁一枯荣”。这种物候现象发生的准年周期性规 律,可以用各物候重现周期的多年平均值、标准差和全距予以描述。表 1 是根据竺可桢24年的物候观测记录计算的反映北京春季物候期准年周期 的结果。由此表可以看出,北京城内春季多种物候期的重现周期,虽然
  
在不同年度间,不尽相同,但它们的多年平均重现周期大都为 365 天, 表明它们的发生的确具有时间间隔大体为一年的准周期性。从反映这种 准年周期平均波动状况的标准差(S)和极端变化幅度的全距(R)数值 来看,各物候期之间差异明显,然而,从初春至入夏这一段时间,却具 有波动幅度逐渐减小的趋势。
在物候日历中,用各种物候现象发生的平均日期,来表示它们约以
365 天为重现周期的平均起始点,以这些物候现象发生的最早日期与最晚 日期及其标准差,来反映其准年周期起始点的可能变化情况。
表 1 北京城内春季物候准年周期(天)
准年 物候
  周期 期 年度 北海 冰融 山桃 始花 杏树 始花 紫丁香 始花
燕始见
柳絮飞 洋槐 盛花 布谷鸟 初鸣 19 50 — 1951
19 51 — 1952
19 52 — 1953
19 53 — 1954
19 54 — 1955
19 55 — 1956
19 56 — 1957
19 57 — 1958
19 58 — 1959
19 59 — 1960
19 60 — 1961
19 61 — 1962
19 62 — 1963
19 63 — 1964
19 64 — 1965
19 65 — 1966
19 66 — 1967
19 67 — 1968
19 68 — 1969
19 69 — 1970
19 70 — 1971
19 71 — 1972
19 72 — 1973 367
369
359
368
367
379
360
359
343
370
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364
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357 367
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357
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373
365
365
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362 370
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356 —

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372
365


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370




364
363




361
374
361
362
— 均值( x )
标准差( s ) 全距( R ) 364.9
8.1
37 364.9
6.9
24 364.9
7.2
27 364.6
6.1
23 366.6
3.5
13 364.8
4.8
18 365.2
3.8
13 365.4
4.8
13

§2.1.3. 重叠性规律与物候日历的编制


  在审查一个地方的物候记录时不难发现,一些物候现象在大体同一 日期发生。物候学上把这种物候现象的同时出现,称为物候现象的重叠
[7]。如果这种重叠逐年都能保持相对稳定的发生,即称这些物候现象在

发生期上具有重叠性规律。在研究工作中,利用它可以弥补漏测的个别 记录。竺可桢在研究《历史时代世界气候的波动》时,曾因选用的一种 苹果树记录间断,而“代之以榆叶梅”,并指出“其开花时节先后几乎 同时。”[37]在农林业生产实践中,经常利用这一规律寻找进行病虫害 防治的植物物候标志[38]。为此,在编制物候日历时,应该对物候现象 的重叠有所反映,如有可能,相同日期宜列出多种物候现象,以利于应 用和研究。
  依据物候日历中平均日期、标准差和最早、最晚日期几项统计量的 数值是否相同或差异大小,便可以判定两种或几种物候现象之间的重叠 性规律是否明显、稳定。显然,那些上述几种统计量数值相同或差异甚 小的物候现象之间,其重叠发生的可能性大,反之,可能性则小。

§2.2. 物候日历的基本内容与入编项目的取舍原则


  物候日历的基本内容包括各种生物和非生物物候现象,而以乔灌木 物候为主要内容。具体的说有反映春季生命活动开始的芽始膨大期、芽 开放期;标志着树木光合作用开始和转盛过程的展叶始期和盛期;反映 繁殖进程的开花始期、盛期和末期,以及果实的成熟与脱落;标志着光 合作用衰减和停止的秋季叶开始变色期和完全变色期。而开始落叶和落 叶末期则反映着休眠期的到来。草本植物的一些物候期与乔灌木大体相 同。动物物候主要包括一些鸟类和昆虫的始见、绝见、始鸣、终鸣等几 项发生期的内容。反映水份和热量条件变化的非生物物候现象主要有初 霜、终霜、初雪、终雪,以及土壤与河、湖冻融等现象的发生期。跟农 作物有关的物候现象包括有播种、收获,以及作物的一些发育期。
对于以上各种物候现象,都取其统计年份内发生日期的平均值,及
其标准差,最早发生日期和最晚发生日期,四个统计量入编。前苏联在 五十年代与我国在八十年代发表的一批的物候历中[39,12—13],都有 “多年变幅”一项,实为最早发生日期与最晚发生日期之差,这可以从 物候历中直接求得。所以 ,我们编制北京地区的物候历时予以省略,而 增加反映物候期发生早晚平均波动状况的标准差,以丰富物候历所提供 的信息。
在入编项目的取舍上,主要考虑以下三条原则:
  第一,在已有观测资料的基础上,以保证物候历的内容尽量丰富为 首要原则。这样将为物候历的应用和进一步的研究、观测,提供尽可能 多的方便。
第二,入编的物候发生期,至少要有 3 年的记录。 第三,入编的同种树木的各物候发生期之间,应符合它们发生的顺
序性。这将为揭示观测地区物候现象发生的顺序相关性规律奠定可靠的 基础。
  遵循以上 3 条原则,是保证编制一部内容比较丰富而科学的物候历 所必须的。当然要做到这一点,还应当有科学而严密的编制步骤予以保 证。

§2.3. 物候日历的编制步骤和入编项目的排序规则


在原始物候资料既定的情况下,要保证编制的物候历准确无误,就
需要有个科学的编制步骤。大体来说,其步骤包括 4 个。下面分别予以 说明:
(一)原始记录的收集与审查
  在尽量收集各种物候记录之后,主要依据物候现象发生的顺序性规 律,对原始记录予以审查。以乔灌木物候来说,同一种树木,其各物候 期的出现是严格按照一定顺序进行的。例如,对于先花后叶的树木,如 果出现了展叶日期在开花日期之前的记录,就是错误的。对这种记录, 应予舍弃或进行有根据的订正。对于不同的树木来说,它们之间许多物 候期的发生,其顺序性也是一定的。例如,在北京地区,杏(Prunus armeniaca)的花期总是在山桃(Prunus davidiana)的花期之后,如果 某一年出现了杏始花先于山桃始花的记录,也应删除或作有根据的订
正。
(二)计算各物候期的平均发生日期和标准差
对经过审查的记录,按照(1)式计算物候现象的平均发生日期( x ), 按照(2)式计算其标准差(s)。
  
1 n
x ? ? xi



( 1 )

1 n
s ? ? (x i ? x)2



( 2 )

n i ?1

n ? 1 i ?1

式中:xi──某物候现象的逐年发生日期;
x ──某物候现象多年平均发生日期; n──某物候现象发生期的统计年数; s──某物候现象发生日期的标准差。
(三)对计算结果的审查
  对计算结果进行审查,除了要求计算结果准确无误之外,主要是对 各物候期的平均发生日期,按照前述对原始记录审查的方法,再作一次 审查,看看是否符合物候现象发生的顺序性。这一步所以重要,主要是 国为参加计算平均值的各项物候记录,观测年份数不一定相同,这就很 可能发生某种树木的平均盛花期,反而在始花期之前等倒置的计算结 果。如果发生了这种情况,则保留参加计算年份数较多的那个物候期的 平均值,而舍弃另一个。也可能参加计算的年份数相同,比如都是 4 年, 只是这 4 年并不是相同的年份,对此则保留指示意义较大且易于观测的 那个物候期,如在始花和盛花之间,保留始花期。其余类推。
(四)排序编制物候历表
  遵循以上步骤,对各项物候记录进行审查、计算、再审查之后,便 可以根据统计计算的结果,对各种物候现象进行最后的排序,编制成物 候历了。
在对各种物候现象进行排序时,遵循以下几条规则: 第一,按照各物候现象平均发生日期的先后进行排序,发生早的排
在前面。 第二,当几种物候现象的平均发生日期相同时,则按照它们最早发
生日期的先后排序,仍然是发生早的排在前面。 第三,若几种物候现象的最早发生日期也相同,再按照它们最晚发

生日期的先后排序,还是将发生早的排在前面。 第四,若几种物候现象的以上 3 个统计量都相同,则按照它们标准
差数值的大小排序,将数值大的排在前面。 总之,以上几条规则的实质,是要保证物候现象的排序,反映它们
发生先后的实际情况,也即符合物候现象发生的顺序性规律。 在原始物候观测资料既定的情况下,按照上述原则和步骤编成的物
候历,可以保证内容比较丰富而科学。它在一定程度上反映了一个地方 物候现象发生的顺序性和准年周期性的规律,此外,还反映了一些物候 现象重叠发生的情况。

§3.物候日历的应用


  物候现象的发生是多种环境因素综合作用的结果。一部内容丰富的 物候历少则记载有几十种,多则记载有上百种物候现象的发生情况,含 蕴着生态环境的大量信息,可供农林业生产、日常生活以及科学研究的 许多方面应用。对此,结合我们的初步研究,从以下几个方面作些探讨。

§3.1. 从物候日历看北京地区季相变化的一般特点


  树木季相的变化,鲜明地反映着景观的时序美。物候历可以反映一 个地方季相的基本状况。这里我们以玉渊潭──花园村(首都师大)一 带的物候历为基础,并参照其他物候历来分析北京地区季相的特点,从 而了解它的时序之美。
  为此,我们分别统计了物候历中芽开始膨大、开始展叶、始花、秋 季叶始变色,落叶始和落叶末等六种物候现象的平均发生日期,按候出 现的频率和累计频率。表 2 是对展叶始期统计的结果,其他类似的统计 结果可参见图 1。
表 2 展叶始期逐候发生数量统计表
候 序 日期(月·日) 频率(%) 累计频率(%) 17 3.22 — 26 1.5 1.5 18 27 — 3 1 7.6 9.1 19 4.1 — 5 12.1 21.2 20 6 — 10 10.6 31.8 21 11 — 1 5 31.8 63.6 22 16 — 2 0 15.2 78.8 23 21 — 2 5 13.6 92.4 24 26 — 3 0 4.5 96.9 25 5.1 — 5 3.0 99.9

在以上统计的基础上,绘制了六种物候现象逐候发生的频率曲线图
(图 1)。从该图可以看出北京地区的季相,时段分明,各具特点。首先, 北京春天季相的特点,可以概括为“万紫千红结队来”。这是首都的花 潮季节。大致从三月初到四月底。在不过两个月的时间里,却有约计 60% 的常见乔灌木开花。按照物候相组合的特点,将春天细分为三个季相时 段,这就是初春、仲春和晚春。
  初春的到来,以北京地区常见的榆树(Ulmus pumila)、山桃、旱 柳(Salix matsudana)、垂柳(Salix babylonica)等树木的芽萌动为 物候标志。榆树卵圆形或近于球形的花芽,由于萌动在它的鳞片边缘有 白色的绒毛被拉伸,平行地贴伏在刚刚露出的内层鳞片上,闪着丝状的 光泽。然后它的鳞片开裂,现出颗粒状的暗紫色小花蕾。山桃的花芽则 因萌动可以在鳞片之间见到露出的新痕。旱柳和垂柳的芽仅有一层鳞 片,它萌动时则变得饱满,并微微翘起,继而从它的顶端露出新生枝条 或花序的灰绿色尖端,这就是所谓“柳眼初开”了。初春这个时段季相
  
的主要特点,是草木萌动。待到连翘(Forsythia suspensa)花盛、杏 树、旱柳、垂柳始花,则意味着仲春的开始。此时山桃花早已盛开,旱 柳、垂柳新叶舒展,桃红柳绿,为京华大地披上第一身春装。所谓万紫 千红结队来,以仲春这个时段最为典型。待到西府海棠(Malus micromalus)花开、洋槐(Robinia pseudoacacia)、柿树(Diospyros kaki)展叶,枣树(Ziziphus jujuba)、荆条(Vitex negundo)萌动 时节,虽然仍有不少乔灌木在开花,但从整个景观季相看却已经是绿肥 红瘦的晚春了。
图 1 北京玉渊潭──花园村一带物候现象逐候发生频率曲线图


  夏天季相的特点是万绿丛中几点红。从作为夏季到来的物候标志洋 槐开花,直到晚夏杭子梢(Campylotropis macrocarpa)开花,在四个 多月的时间里,虽然各种树木郁郁葱葱,农作物茁壮生长,但常见的开 花乔灌木不过数种。屈指数来,有白花的珍珠梅(Sorbaria kirilowii)、 黄花的栾树(Koelreuteria paniculata)、花色粉红的合欢(Albizia julibrissin)、花朵或紫红或粉白的紫薇(Lagerstroemia indica)和 木槿(Hibisous syriacus),以及花色绛红的木质藤本凌霄(Campsis radicans)。此外,还有植株比较矮小的玫瑰(Rosa rugosa)和月季。 这些树木的花期一般都比较长,在一定程度上弥补了此时开花种类不够 丰富的缺陷。
像春天一样,秋天也是一个季相迅速变换的阶段,其特点是红叶黄
花,萧疯飞落。首先给北京带来秋的信息的是火炬树(Rhus typhina) 和洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica var. subintegerrima),它们的 树叶,前者流丹,后者飘黄,两相辉映,堪称绚烂。如果设计一处秋早 园,它们是很理想的材料。甘菊(Dendranthema lavandulifolium)花 盛开是仲秋到来的物候标志,此时约有一半种类的树木都通过了叶变色 和落叶的始期,个别的种类已经进入落叶末期,正是秋意最浓,观赏红 叶的大好时机。待到紫薇叶全变色、旱柳树叶开始变黄的时候,就进入 晚秋了,这是一个落叶萧萧的阶段。
冬天季相的特点是万木萧疏。这个季相阶段的开始,以山桃、元宝
槭(Acer truncatum)、黄栌(Cotinus coggygria)、连翘、洋槐等树 木的落叶末期为标志。此时已经到了大约 50%的夏绿乔灌木叶落尽净的时 候。待到所有的落叶乔灌木进入落叶末期,隆冬就到来了。
  综上所述,将北京地区各季段到来的物候标志,及其季相特点,概 括如表 3。大体说来,北京地区的春季和秋季各约两个月。夏季约四个半 月,冬季约三个半月[31]。春秋佳日虽短,然而季相变化最为丰富,是 北京地区景观时序美中的两个最有风采的时段,成为发展旅游事业的良 好资源。整个的生长季节亦比较长,有利于农林业生产的进行。
表 3 北京地区的季相特点

季相阶段 季相特点 到来的物候标志

季 初春
仲春 草木萌动
万紫千红 榆树芽开放,山桃、旱柳芽始膨大
连翘、杏树、旱柳、垂柳始花
晚春
绿肥红瘦 西府海棠始花,洋槐、柿树展叶始,枣树、荆条 芽始膨大
夏 季 万绿丛中
几点红
洋槐始花,楸树、油松花盛 秋


季 初秋 秋色初染 侧柏种子开始脱落,洋白蜡、火炬树始落叶 仲秋 叶色斑斓 野菊花(甘菊)盛开,洋槐、元宝槭叶始变秋色 晚秋 落叶萧萧 旱柳叶始变秋色,板栗、黄栌叶全变秋色 冬 季 万木萧疏 山桃、洋槐、黄栌落叶末

§3.2. 利用物候日历进行乔灌木物候相组合分类与绿化设计


  上节所述,仅是北京地区景观季相变化的一般背景状况。为了使某 一个局部地方,无论是街道、公园,还是机关、学校的季相更加丰富、 美好,使花开花落,叶绿叶黄的变化,形成各具特色的美的组合,都需 要分别做出设计。为了设计,绿化工作中,通常将一些乔灌木区分为观 花树种、观叶树种,观果树种等等。着眼于这单一的物候相将一些乔灌 木配置在一起,或可形成一定时期内美好的景象。然而随着季节的推移, 这种配置的总体效果,未必始终是一种美的组合。所以还有必要考虑它 们发生的迟早及其延续时间。这就需要至少依据两种物候相,对树木进 行物候相组合分类。从宏观上来看,树木物候相的变化,就北京地区的 落叶种类而言,可以区分为以下几个时期:
1.萌动期:由芽开始膨大物候相到来之日起,至展叶物候相开始之
日止。
  2.绿色期或称光合期:由展叶物候相开始之日起至秋季叶变色物候 相开始之日止。
3.秋色期:由秋季叶变色物候相开始之日起,至落叶物候相终了之
日止。由绿色期开始,至秋色期结束,为叶幕期。
  4.休眠期:由落叶物候相终了之日起至翌年芽开始膨大物候相到来 之日止。
5.花期:由始花日至花终凋日。按开花与展叶的先后关系,可以区
分为先花后叶,先叶后花,以及花叶同时等不同类型。其中除了先花后 叶的种类,如山桃、玉兰等之外,其余两种类型的花期,都重迭在绿色 期之中。
  6.果期:由幼果初现日至果实成熟脱落终了日。大部分种类的果期 都重迭在绿色期和秋色期之中,观赏效果不明显。只有少数的种类,表 现出单独的季相,如金银木(Lonicera maackii)、柿树、紫珠(Callicarpa dichotoma)、孩儿拳(Grewia biloba)等。
  以上六种季相时期当中,萌动期和休眠期从远观的视觉效果上考 虑,没有什么差别。果期也大多重迭在绿色期和秋色期之中。所以我们 在进行树木物候相组合分类的时候,只以展叶、开花、叶始变秋色,以 及落叶末等物候相为依据。具体的作法是,依据各种乔灌木上述四种物
  
候相出现的平均日期,统计其按候出现的频率,然后按照累计频率达到
25%和 75%的日期,统计其按候出现的频率,然后按照累计频率达到 25%
和 75%的日期,将各种乔灌木按其物候现象发生期分为早、中、晚三种类 型(表 4)。
表 4 北京地区乔灌木物候相发生早、中、晚类型划分指标
指标
累计频率(%)
物候相
日 期 展

始 早 25 早于等于 4 月 5 日 中 25.1 — 74.9 4 月 6 日— 4 月 17 日 晚 75 晚于等于 4 月 18 日 叶始

秋色 早 25 早于等于 9 月 25 日 中 25.1 — 74.9 9 月 26 日— 10 月 12 日 晚 75 晚于等于 10 月 13 日 落

末 早 25 早于等于 11 月 1 日 中 25.1 — 74.9
晚 75 11 月 2 日— 11 月 12 日
晚于等于 11 月 13 日

表 4 所列的累计频率数值,是以北京地区常见的六、七十种乔灌木
计算出来的。从表 4 可以看出,在某一物候相发生的时候,大约 50%的种 类,出现在短短的一旬到两周的时间之内。如展叶始期集中在 4 月 6 日
至 4 月 17 日;叶始变秋色期集中在 9 月 26 日至 10 月 12 日;落叶末期
的到来,集中在 11 月 2 日至 11 月 12 日。由此可知,北京地区季相的演 变是很迅速的。季相演变迅速的时节,正是北京地区许多人文现象(如 一些时令商品的生产与购销,旅游活动的开展等)发生明显变化的时期。 关于花期的区分,依据对北京地区物候季节的研究,将洋槐始花之
前开花的各种乔灌木列为春花植物,而将洋槐始花之后开花的各种乔灌
木,包括洋槐,列为夏花植物。对春花和夏花乔灌木,又按其花期不同, 区分为早、中、晚三种类型(表 5)。
对于表 5 需要说明的是,由于目前北京地区夏花乔灌木比较贫乏,
它们始花期早、中、晚类型起止日期的确定,按照累计频率 25%和 75%的 指标划分,在统计上没有意义。所以这里参考对北京地区物候季节的划 分结果和物候现象按候出现的百分率变化曲线图(图 1),予以划分。
表 5 北京地区乔灌木开花始期早、中、晚类型划分指标

     指标 花期类型


累计频率(%) 日 期




花 早 25 早于等于 3 月 29 日 中 25.1 — 74.9 3 月 30 日— 4 月 18 日 晚 75 4 月 19 日— 5 月 3 日 夏


花 早 / 5 月 4 日— 6 月 9 日 中 / 6 月 10 日— 8 月 13 日 晚 / 8 月 14 日— 9 月 17 日

依据表 4 和表 5 所拟定的指标,对北京地区常见的六、七十种树木,

按照它们的物候相组合情况进行了分类。从表 6 至表 8 可以分别看出各 种乔灌木绿色期、叶幕期和秋色期开始早晚和持续时间长短的差别;由
表 9 则可以了解各种乔灌木花期和叶幕期配合的情况。
表 6 展叶始期与叶始变秋色期的物候相组合(绿色期)分类
展叶始
叶始变秋色 早 中 晚 ≤ 4 月 5 日 4 月 6 日— 4 月 17 日 ≥ 4 月 18 日

≤ 9 月 25 日
明开夜合 枫杨、白桦、美国梧
桐、梨、火炬树、小 叶椴、洋白蜡、楸树
木槿、黄金树



9 月 26 日
|
10 月 12 日 华北落叶松、珍珠
梅、玫瑰、重瓣榆 叶梅、紫丁香、白 丁香 银杏、水杉、加拿大
杨、银白杨、胡桃、 朴、玉兰、太平花、 日本晚樱、洋槐、黄 檗、黄栌、七叶树、 栾、柿、迎春 板栗、构、桑、碧
桃、合欢、槐、紫 穗槐、紫藤、文冠 果、臭椿、枣、梧 桐、紫薇、毛泡桐

≥ 10 月 13 日 旱柳、垂柳、龙爪
柳、西府海棠、黄 刺 玫 、 红 花 锦 鸡 儿、暴马丁香 毛白杨、小叶杨、钻
天杨、榆、蜡梅、苹 果、山桃、杏、杭子 梢、沙枣、连翘 油松、紫荆、皂荚、
龙爪槐、元宝槭、 荆条

表 7 展叶始期与落叶末期的物候相组合(叶幕期)分类


展叶始
落叶末 早 中 晚 ≤ 4 月 5 日 4 月 6 日— 4 月 17 日
白桦、黄檗、小叶椴、 柿、黑枣、洋白蜡、 楸树 ≥ 4 月 18 日
臭椿、酸枣、紫薇、 荆条、黄金树

≤ 11 月 1 日



11 月 2 日
|
11 月 12 日 华 北 落 叶 松 、 玫
瑰、重瓣榆叶梅 贴梗海棠、暴马丁 香、紫丁香、白丁 香 银杏、加拿大杨、银
白杨、胡桃、朴、玉 兰、太平花、梨、山 桃、杏、日本晚樱、 黄栌、火炬树、七叶 树、栾、连翘、迎春 板栗、构树、桑、
碧桃、合欢、紫荆、 紫穗槐、紫藤、元 宝槭、文冠果、枣、 木槿、黑枣





≥ 11 月 13 日 旱柳、垂柳、龙爪
柳、珍珠梅、西府 海棠、黄刺玫、红 花锦鸡儿、明开夜 合 水杉、毛白杨、小叶
杨、钻天杨、枫树、 榆、蜡梅、美国梧桐、 苹果、洋槐、杭子梢、 沙枣 皂荚、槐、龙爪槐、
梧桐、毛泡桐

表 8 叶始变秋色期与落叶末期的物候相组合(秋色期)分类

叶始变秋色
落叶末 早 中 晚 ≤ 9 月 25 日 9 月 26 日— 10 月 12 日 ≥ 10 月 13 日

≤ 11 月 1 日 白桦、洋白蜡
小叶椴、楸树 黄金树 黄檗、臭椿、柿、酸枣、
紫薇 荆条






11 月 2 日
|
11 月 12 日 梨、火炬树、木
槿 银杏、落叶松、加拿大杨、
银白杨、胡桃、板栗、朴、 构、桑、玉兰、太平花、 玫瑰、重瓣榆叶梅、碧桃、 日本晚樱、合欢、紫穗槐、 紫藤、黄栌、七叶树、文 冠果、栾、枣、紫薇、紫 丁香、白丁香、迎春 山桃、紫荆、元
宝槭、连翘、暴 马丁香











≥ 11 月 13 日 枫 杨 、 美 国 梧
桐、明开夜合 水杉、珍珠梅、槐、洋槐、
梧桐、毛泡桐 毛 白 杨 、 小 叶
杨、钻天杨、旱 柳、垂柳、龙爪 柳、榆、蜡梅、 苹 果 、 西 府 海 棠、黄刺玫、杏、 皂荚、龙爪槐、 红花锦鸡儿、杭 子梢、沙枣、凌 霄

表 9 展叶始期与开花始期物候相组合分类

展叶始
始花 早 中 晚 ≤ 4 月 5 日
华北落叶松 4 月 6 日— 4 月 17 日
毛白杨、加拿大杨、 小叶杨、榆、蜡梅、 连翘、迎春 ≥ 4 月 18 日












早≤ 3 月 29 日

 3 月 30 日 中 |
4 月 18 日 旱柳、垂柳、龙
爪柳、重瓣榆叶 梅、西府海棠、 贴梗海棠、红花 锦鸡儿、紫丁香 白丁香 银杏、侧柏、桧柏、
银白杨、钻天杨、白 桦、枫杨、朴、玉兰、 美国梧桐、梨、苹果、 山桃、杏、日本晚樱、 黄杨、洋白蜡 元宝槭 4 月 19 日
晚 |
5 月 3 日 黄刺玫、牡丹 胡桃、黄栌、楸 云杉、油松、构、
碧桃、紫荆、紫藤、 文冠果、毛泡桐







5 月 3 日 早 |
6 月 9 日 珍珠梅、玫瑰、
明开夜合、暴马 丁香、 太平花、洋槐、黄檗、
火炬树、七叶树、沙 枣、柿、黑枣、紫珠 白皮松、板栗、合
欢、紫穗槐、臭椿、 枣、酸枣、雪柳、 荆条、黄金树 6 月 10 日
中 |
8 月 13 日 栾、小叶椴 槐、龙爪槐、木槿、
梧桐、紫薇、 晚≥ 8 月 14 日 杭子梢

从表 6 和表 7 可知,旱柳和垂柳都属于绿色期和叶幕期最长的类型;
而黄金树(Catalpa speciosa)则属于绿色期和叶幕期都短的类型。在 绿化设计中恰当地利用这些分类表,将有助于把握绿化材料的物候特 点,作出符合主题的设计。另外,如果在今后的树木引种工作中,对那 些在组合分类表中数量较少的类型,如夏季中、晚期开花的树种予以注 意,将对丰富首都的景观季相,起到比较明显的作用。
为了对上述几种物候相组合分类表中的各种乔灌木季相变化的具体
情况,有个比较直观的了解,根据物候历,绘制了北京地区常见乔灌木 季相变化简图(图 2 见插页)。通过对该图与物候相组合分类表的配合 运用,有助于在新建绿地的设计和对原有绿地充实与提高的工作中,寻 找比较理想的各种树木的季相组合,美化北京地区的环境。

§3.3. 物候日历在防治农林害虫活动方面的应用


  对于物候,人们历来重视它的指示或标志作有。桃红柳绿即是我国 广大地区春天到来的典型物候标志,而秋天则有“一叶落知天下秋”。 这种物候对季节的指示意义,前面已有讨论,并且依据观测、研究和实 际体验,选择出了北京地区各季段到来的物候标志。除此之外,植物物 候对农林虫害发生的指示作用,也为人们所重视。随着农林生产中植物 保护工作的开展,积累了大量虫害发生期的资料。当把这些资料与植物 物候现象发生期的资料进行比较时会发现,二者之间有许多时间上的重
  
合,或者说它们具有发生上的重叠性。利用这种重叠性,我们可以把易 于观测把握的乔灌木物候现象作为防治农林虫害的物候标志。
  根据我们的观测和一些文献资料[40—42],按照物候历反映的时间 先后顺序,将北京地区常见的农林害虫活动的乔灌木物候标志,从初春 至初秋开列如下:
(1)早春旱柳绿芽初现至开始展叶是以下常见害虫活动的物候标
志:
柏蚜(Cinara tujafilina del Guevcio)越冬卵孵化为若虫为害。 草鞋介壳虫(Drosicha corpulenta Kuwana)若虫上树盛期,主要
为害柳、杨、槐、椿等树木的枝、干。
  大玉坚介壳虫(Eulecanium gigantea Shinji.)越冬若虫开始活动, 为害多种树木。
  柏双条杉天牛(Semanotus bifascaitus Motschulsky.)越冬成虫 出蛰活动,主要为害侧柏、桧柏、龙柏等树木。
  柳金花虫(Plagiodera versicokora Laichart),又名柳叶■,主 要为害各种柳树。在柳树发芽期越冬成虫出蛰为害,把芽、叶咬成缺刻, 并产卵在叶片上。
(2)山桃现蕾露红时,为桑刺尺蠖(Zamacra excavata Dyar)越
冬蛹羽化的盛期。
(3)毛白杨开花盛期时,松大蚜(Cinara pintabulaeformis Zhang
et Zhang)越冬卵开始孵化为若虫,在松针基部或嫩枝上刺吸为害。
  (4)暴马丁香芽开放时,菜粉蝶(Pieris rapae Linne)越冬蛹开 始羽化飞出活动。
(5)鸭梨芽膨大期,常见有以下害虫活动:
  梨木虱(Psylla pyrisuga Forster.)越冬成虫开始活动,主要为 害梨树,多在小枝上刺吸树木汁液。
梨蝽象(Urochela luteovaria Distant)越冬若虫开始在越冬处所
附近吸食树液,并随着梨树的生长,分散到树梢上为害。 梨大食心虫的越冬幼虫,出蛰为害新芽。
(6)洋白蜡芽开放现花序时节,白蜡囊介壳虫(Phenacoccus
fraxinus Tang)越冬若虫出囊活动,主要为害白蜡。此外,槐坚介壳虫
(Parthenolecanium corni Bouche)的越冬若虫此时进入活动盛期,正 是药剂防治的有利时机。
(7)苹果芽开放期常见的害虫活动有:
  山楂红蜘蛛(Tetranychus viennensis Zacher)越冬雌螨开始出蛰 活动。
  苹果瘤蚜虫(Myzus malisuctus Matsumura)越冬卵开始孵化为若 虫,为害幼芽和嫩叶。
  (8)海棠芽开放时,梨星毛虫(Illiberis pruni Dyar)越冬幼虫 开始活动,咬食植物幼芽和花蕾。
  (9)梨树花蕾出现期,梨木虱第一代若虫孵化出来,多在叶背和嫩 梢为害,分泌粘液,引起霉污病。
(10)刺槐芽开放期,桑刺尺蠖孵化幼虫为害。
(11)苹果、海棠展叶期的害虫活动有:

  苹果褐卷叶蛾(Pandemis heparana Schifferm{ller)越冬幼虫开 始咬食嫩芽幼叶。
  军配虫(Stephanitis nashi Esaki et Takeya)越冬成虫开始活动, 多集中于叶背为害,并产卵于叶背,卵上盖有黑褐色胶性分泌物。
(12)榆树叶芽开放期,榆绿金花虫(Galerucella aenescens
Fairm.)越冬成虫活动,咬食芽叶为害。
(13)栾树芽开放时,栾树蚜虫(Periphyllus koelreuteriae
Takahashi)的越冬卵孵化为若虫,栖息于芽缝中为害。
(14)元宝槭芽开放时,元宝槭蚜虫(Perphyllus aiacerivorus
Zhang)的越冬卵孵化为若虫集聚于芽缝中为害。
(15)加拿大杨叶芽开放时,杨尺蠖(Apocheima cinerarius
Ersch.)幼虫孵化出来,分散为害幼芽、嫩叶。
(16)国槐新芽放出时,国槐红蜘蛛(Tetranychus truneatus
Ehara)越冬成螨和若螨开始活动为害。
(17)桧柏新芽初吐时,有下列为害松、柏的害虫活动:柏毒蛾
(Parocneria furva Leech)越冬卵孵化盛期,幼虫为害。 柏红蜘蛛(Oligonychus perditus Pritchard et Baker)越冬卵开
始孵化。
  (18)加拿大杨展叶始期,天幕毛虫(Malacosoma neustria testacea Motsch.)幼虫孵化结网于枝杈处,咬食杨、柳、山桃、紫叶李、榆叶梅、 黄刺玫等叶片。小杨天社蛾(Micromelalopha troglodyta Graeser)越 冬蛹羽化为成虫,夜晚产卵于杨、柳等树木叶片上。
(19)毛白杨展叶始期,毛白杨蚜虫(Chaitophorus populialbae
Boyer de Fonscoloube)越冬卵孵化为若虫为害嫩叶。
  (20)红星苹果、金星海棠、梨盛花期是多种害虫活动的物候指标, 此时主要的害虫活动有:
苹毛金龟子(Proagopertha lucidula Faldermann)越冬成虫出蛰,
群集为害花蕾、花和嫩梢。
  梨茎蜂(Janus piri Okamoto et Muramatsu)越冬幼虫在茎内化蛹 后,此时羽化外出活动,在鸭梨盛花期后,于嫩梢上产卵。此外,梨实 蜂在梨树花期,产卵于花萼组织内;梨象鼻虫越冬成虫也在此时出土活 动。
(21)元宝槭现蕾期,是元宝槭蚜虫越冬卵孵化为若虫盛期的物候
标志。
  (22)花椒芽开放时,花椒凤蝶(Papilio xuthus L.)越冬蛹开始 羽化外出交尾,然后产卵于嫩芽和叶背。
  (23)柿树开始展叶时,柿绵介壳虫(Acanthococcus KaKi Kuwana) 越冬若虫爬至嫩叶、叶柄和叶背刺吸为害。
  (24)榆叶梅开花末期时,桃瘤蚜(Myzus momonis Mats)为害山 桃、榆叶梅和樱桃等树木。
(25)苹果(国光)花蕾分离与山楂红蜘蛛出蛰盛期大体同时发生。
  (26)海棠开花期间,苹果黄蚜虫(Aphis pomi De Geer)越冬卵 开始孵化为若虫为害。
(27)苹果(红星、红玉、祝光)开花盛期时,苜蓿红蜘蛛,又称

褐红蜘蛛和长腿红蜘蛛(Bryobia praetiosa Koch)越冬卵孵化为若虫 为害。
  (28)苹果(国光)始花时,苹果红蜘蛛(Panonychus ulmi Koch) 若虫孵化盛期。至盛花时,山楂红蜘蛛越冬雌虫达到产卵盛期。
(29)国槐展叶盛期时,国槐潜叶蛾(Phyllonorycter acaciella
Mn)越冬蛹羽化为成虫,把卵散产于国槐叶片上。
  (30)臭椿芽开放至开始展叶时,臭椿皮蛾(Eligma narcissus cramer)越冬蛹羽化为成虫,交尾后产卵于臭椿叶背。
  (31)黄刺玫始花期间,斑衣蜡蝉(Lycorma delicatula White) 越冬卵孵化为若虫,主要为害椿树。
(32)榆树翅果(榆钱)始熟时,榆毒蛾(Ivela ochropoda
Eversmann)越冬幼虫出蛰为害。
  (33)榆钱脱落末期时,榆绿金花虫第一代卵孵化成幼虫为害,把 叶片啃食成灰白色网状。
(34)柳飞絮是许多害虫活动的物候指标,此时主要的害虫活动有: 杨天社蛾(Melalopha anachoreta Fabricius)越冬蛹羽化为成虫
产卵。
  青杨天牛(Saperda populnea L.)成虫羽化盛期,新羽化的成虫, 主要为害多种杨树,咬食叶柄、叶片,造成鲜叶脱落。
桑白介壳虫(Pseudaulacaspis pentagona Targioni)越冬雌成虫
产卵。
  杨白潜叶蛾(Leucoptera susinella Herrich Schaffer)越冬蛹羽 化为成虫,把卵散产于杨树叶片上。
玫瑰茎蜂(Sylista similis M.)越冬幼虫在茎内化蛹后,当柳絮
盛飞时,羽化飞出交尾产卵,喜产于新萌生的较粗的玫瑰茎上。 桃球介壳虫(Lecanium Kunoensis Kuwana)当柳絮飞扬终了期,雌
虫体表变硬,形成介壳,并在其中产卵。
  (35)洋槐始花期间,槐蚜(Aphis robiniae Macchiate)的有翅 蚜迁飞到槐等树木上为害嫩梢,并胎生小蚜虫。
(36)洋槐盛花期间,白蜡囊介壳虫若虫孵化出卵囊后爬到叶片背
面主脉两侧刺吸为害。此外,国槐尺蠖(Semiothisa cinerearia Bremer et Grey)第一代幼虫孵化为害。
(37)洋槐谢花期间,桑白介壳虫第一代卵孵化成若虫为害,约经 5
—7 天体表分泌灰白色蜡质物,不久脱皮,形成介壳。
(38)紫藤,毛泡桐花末期间,越冬代玉米螟幼虫化蛹。
  (39)玫瑰花盛期间,玫瑰茎蜂幼虫孵化,从嫩梢钻入枝条髓部向 下为害,受害枝条梢先萎蔫,后枯干,以后尖端变黑,向下弯曲。
(40)暴马丁香始花期间,越冬代玉米螟幼虫化蛹,羽化的成虫始
见。
(41)柿树幼果出现时,柿绵介壳虫越冬若虫转至柿蒂、果实为害。
  (42)枣树始花时期,第一代玉米螟卵始见,二代粘虫成虫开始盛 发。
(43)珍珠梅始花期间,双尾天社蛾(Dicranura erminea menciana
Moore)越冬蛹羽化为成虫,产卵于杨、柳叶片上。

  (44)合欢现花蕾时,合欢吉丁虫(Agrilus sp.)成虫开始羽化外 出,咬食树叶。
  (45)白皮松展叶盛期,即新针叶长到老针叶长度一半时,以幼虫 越冬的柳毒蛾(Leucoma candida Staudinger)成虫始见。
(46)枣树花盛期间,国槐尺蠖第二代幼虫孵化为害。
  (47)合欢花盛期间,蚱蝉(Cryptotympana atrata Fabr)成虫始 见始鸣。
  (48)栾树花谢期间,褐袖刺蛾(Parasa hilarata Staudinger) 又名双齿绿刺蛾和棕边青刺蛾,第一代幼虫孵化为害,此时还是国槐木 蠹蛾(Holcocerus insularis Staudinger)成虫羽化盛期。
(49)白凤桃成熟期,桑白介壳虫第二代若虫孵化为害。
(50)国槐始花期间,第二代玉米螟卵始见。
(51)国槐花开三至五成时,国槐尺蠖第三代幼虫孵化为害。
(52)洋白蜡树叶始变秋色时,为玉米螟第三代卵的终见期。 以上所列是按照物候历给出的从初春到初秋五十余项乔灌木物候 期,及其所指示的北京地区一些常见农林害虫的活动情况。在有这些乔 灌木分布和害虫发生的地方,每年都可以利用这些易于观察的乔灌木物
候,把握害虫活动和防治的有利时机。
  进一步分析这五十余项植物物候与害虫活动的重叠性资料,究其原 因,可以说包括两个方面。第一是二者具有直接的生态联系,例如梨实 蜂成虫每到鸭梨开花时节,就在花的萼片上产卵,等到花谢,幼果长到 黄豆大小的时候,幼虫就孵化出来,钻到果内为害,使幼果变黑脱落。 第二,也有许多害虫的发生与某些植物物候的发生,虽然同时,然而两 者之间,并不具有直接的生态联系。例如,毛白杨花盛期松大蚜越冬卵 开始孵化为若虫,在松针基部或嫩枝上刺吸为害,很难说毛白杨与松大 蚜之间有直接的生态联系。对此,目前只能说同一地区的某些植物物候 和某些害虫活动,对于当地外界环境条件的季节动态,具有一种统计上 的同时性反应。

§3.4. 从物候日历寻找界限温度稳定通过日期的物候标志


  在物候现象发生与外界无机环境条件的关系方面,以气温对植物物 候期的影响最为显著。研究表明,当植物发育到一定阶段时,大体能反 映该地通过了某一界限温度和达到一定数量的有效积温。这样,我们就 可以把植物发育到一定阶段出现的物候现象,作为通过一定界限温度和 达到一定数量有效积温的宏观标志。例如,有人研究,在沈阳地区可以 把“草始绿”作为春季气温上升到 5℃的标志;杏始花和洋槐开花分别是 气温稳定回升到 10℃和 15℃的标志。在晚秋、初冬时节主要阔叶树叶落 尽则标志着沈阳地区的候平均温下降到 5℃[43]。
  运用北京地区的物候历,通过对物候现象发生日期与附近气象台站 日均温稳定≥0℃、5℃、10℃、15℃、20℃初、终期[44]的
  比较,得到表 10 和表 11 所列的一系列物候标志,它们对于日均温 稳定大于、等于某一数值的初、终期具有宏观的指示意义,
  

表 10 早春至初夏日均温稳定升至界限温度前后的物侯标志
日均温 物 候 标 志
0 ℃ 榆树、旱柳芽开放;山桃、垂柳芽始膨大


5 ℃



10 ℃


15 ℃

榆树花盛、毛白杨始花;旱柳、如杨现花序;紫丁香、白丁香、 玫瑰、黄刺玫芽开放;元宝槭、柿树、洋白蜡牙始膨大
山桃、加杨花末;旱柳、连翘、紫花地丁花盛;垂柳、杏树、 玉兰、黄杨始花;玫瑰、黄刺玫展叶始;洋槐、紫藤、银杏、 构树芽开放
紫丁香、白丁香花末;白■、毛泡桐、地黄花盛;构树、胡桃、 黄刺玫、紫藤、牡丹始花;荆条、槐展叶盛;榆钱始落

20 ℃ 紫穗槐、柿树、黑枣花末;臭椿花盛;蜀葵、枣、酸枣、刺儿 菜始花




表 11 晚夏至隆冬日均温稳定降至界限温度前后的物候标志


















需要说明的是表 10 和表 11 中这些物候标志对于相应的日均温稳定
通过日期的指示意义,是比较概略的,因为某种物候现象的发生,是受 多种生态因子累积作用的结果。只能从气温是其中一个重要的或主导的 生态因子,来看待它与物候标志之间的关系。虽然如此,这种指示作用, 仍然具有实用意义。因为许多物候现象随处可见,而且它们的变化比气 温来得稳定,能更好地反映局地环境下的有效气温条件。

§3.5. 利用物候日历判断季节的早晚


  物候日历给出了一个地方多种季节性现象的平均发生日期,及反映 其发生日期年际波动程度的另外三个统计量。它们可以用来作为判断当 地每年季节到来早晚的准绳。在有不同地点物候历的条件下,还可以判 断这些地点之间各季节来临早晚的差异。从而认识到评价地方性与区域 性的季节动态特点。
  具体地说,物候历上的平均日期,表明一个地方统计时段内物候现 象发生时间的平均情况。从判断季节的早晚来说,它提供了一把反映季
  
节平均状况的标尺。物候历上的标准差,表明统计时段内物候现象逐年 发生日期对于平均日期的一般变异程度。从判断季节的早晚来说,它提 供了一把反映季节平均波动状况的标尺。而物候历上的最早与最晚日 期,则可以用来判断季节的早晚是否属于极端波动的情况。

§3.5.1. 一个地方逐年季节早晚的判断


一个地方季节的早晚,是指一部物候历所能代表的一定范围内的地 方性季节的早晚。进行这种季节早晚判断的判据有如下两个。
也即逐年物候发生期距平值的正负,称为地
方性季节早晚判剧一。 如果某一特定年份的任一物候发生期(Xi),对于其平均发生期
(X)的距平值(X i ? X)为负,表示这一年该物候现象所标志的季节时段提
早;反之,距平值为正,表示这一年该物候现象所标志的季节时段推迟; 距平值为零,则表示该年这一季节时段到来维持平均状态。表 12 是用花 园村(首都师大)——玉渊潭一带的物候历对 1979—1986 年春、夏、秋、 冬四个物候季节来临早迟的判断结果。各季节到来物候标志取自表 3。

表 12 1979 — 1986 年逐年物候季节来临的早晚
年份
季节
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986 春 季 早 早 早 早 早 晚 晚 早 夏 季 晚 晚 早 早 早 晚 晚 早 秋 季 早 晚 晚 晚 早 早 晚 晚 冬 季 早 平* 早 晚 平 晚 早 晚 *表示维持平均状态。
  从表 12 的判断结果可知,在这几年中,春天的到来,大多数年份比 平均日期提早,在 8 年中占了 6 年,而秋天的到来,多数年份却比平均 日期推迟,推迟年数有 5 年。夏季和冬季的到来,其提早与推迟的年份 数,则大体相当。
如果从不同季节逐年来临早晚之间的对应关系看,前半年春、夏季
到来的早晚,表现出大致同步性提早或推迟的特点,这种同步性变化的 年份在 8 年中有 6 年;而春、秋季到来的早晚,似乎表现出大致异步性 提早或推迟的特点,也即存在着春早秋晚或春晚秋早的趋势。春季与其 后一些季节来临早晚的同步和异步性变化的特点表明,每年春天到来的 早迟,与其后一些季节来临的早迟之间具有某种相关性。因此,判断某 年春天到来的早晚,便可以对该年夏、秋季来临的早晚作出估计,这就 为预先对一个地方全年季节变化趋势进行评价提供了可能。
使用地方性季节早晚判据一,只能定性地判别季节到来的相对早 晚,还无法表示出季节提早或推迟的幅度,及其是否属于正常。为了解 决这一问题,我们可以利用判据二。
地方性季节早晚的第二个判据是: ,即逐年物候发生期

的距平绝对值较该物候发生期标准差数值的相对大小。 如果某一特定年份的任一物候发生期的距平绝对值小于其标准差数
值(),表示这一年该物候现象所标志的季节的早晚仍在正
常变化幅度之内,可称之为正常偏早或正常偏晚;如果。 表示这一年该物候现象所标志的季节的早晚已属于异常,其中,当
时,属于异常偏早,当时,属于异常偏晚。另
外,如果某一特定年份的任一物候发生期 Xi 早于物候历上的最早日期或
晚于其最晚日期,则这一年的季节到来早晚属于极端状况,前者称为极 端偏早,后者称为极端偏晚。
表 13 是根据上述判据二用花园村——玉渊潭的物候记录对 1979—
1986 年春、夏、秋、冬四季逐年开始日期正常与否的判断结果。

表 13 1979 — 1986 年逐年物候季节到来正常与异常情况
年份
季节
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986 春 季 异早* 正常 正常 正常 正常 正常 异晚 正常 夏 季 异晚** 正常 异早 异早 正常 正常 正常 正常 秋 季 异早 正常 正常 正常 正常 正常 异晚 正常 冬 季 正常 正常 正常 异晚 正常 正常 异早 正常 *表示异常偏早。
**表示异常偏晚。
  由表 13 可以看出,在判断的 8 年之中,无论春、夏、秋、冬,大多 数年份的季节到来早晚均属于正常的变化范围,异常偏早或偏晚的情况 较少,8 年中不过有 2—3 年;极端偏早或偏晚的情况,没有发生。这一 个特定的年份而言,存在着春季到来正常,其后一些季节到来的早晚亦 趋正常;春季到来异常,其后一些季节到来的早晚亦趋异常这样一种大 体对应的关系。前者如 1980,1983—84 年和 1986 年,后者有 1979 和 1985 年。因此,判断每年春天到来早晚是否属于正常,具有推断全年各季节 早晚变化是否正常的作用,这种推断对于适时调整全年季节性生产活动 的时宜,趋利避害,具有实际的意义。
各物候季节逐年开始日期早晚的变化及其正常与异常情况,必然会
导致各季节,乃至全年生长季节长短的波动。如果以物候上草木萌动的 春季开始日期作为一个地方生长季节的开始,以万木萧疏的冬季来临日 期作为生长季节的结束,可以计算出上述各年生长季节的长度(见表
14)。


年份 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 平均 生长季节 267 260 258 264 259 256 238 263 258

将表 14 中各年生长季节的长度数值与表 12 和表 13 中各年季节到来
早晚及其正、异常的判断结果进行比较,可以看出,生长季节长度大于、 等于其平均长度的 6 年,都对应着春季提早的年份,而生长季节长度小 于其平均长度的 1984 和 1985 两年,则对应的是春季推迟的年份。不仅

如此,春季异常偏早的 1979 年,正是 8 年中生长季节最长的一年,为 267 天,较常年延长了 9 天;春季异常偏晚的 1985 年,正好是 8 年中生长季 节最短的一年,为 238 天,较常年缩短了 20 天之多。
  由此可见,春季到来的早迟及其是否正常,与当年整个生长季节的 长短之间,也存在着相当密切的关系。这样,通过判断每年春季一些物 候现象发生日期是提早还是推迟,及其是否属于正常,便可以大致估计 出当年生长季节长短的一般情况。有了对季节早晚及生长季节持续期长 短两个方面的认识,就为当年有关农业生产的因时制宜和某些作物品种 的搭配与茬口的安排等,提供了一种季节背景方面的依据。
  综上所述,在各季节到来早晚的判断方面,以春季到来早晚的判断 最为重要,因为春季的到来时间,不仅是其他季节到来早晚的一种预兆, 而且可以用来推估生长季节持续时间长短的趋势,使之成为该年季节变 化状况的信息源。可见“一年之计在于春”的民谚是很有道理的。因此, 作好每年春季到来早晚及其是否属于正常的判断,应成为利用物候历作 季节早晚判断的重点。在进行实际的判断时,可以按照春季的不同时段, 选择相应的物候指标,依次判断,以便掌握当年农业生产各个环节的时 宜。
形成逐年物候季节到来早晚波动的原因是多方面的,其中以气象条
件,特别是一个物候期出现前后一段时间内气温变化对它的作用比较明 显,表现为二者之间具有相关的关系。表 15 是 1979—1986 年逐年春季 和冬季来临日期的距平符号与相应年份 2—3 月均温和 11 月均温距平符 号的比较。

表 15 季节来临早晚与有关时段平均气温高低的距平符号比较
年 份 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 春季来临距平 - - - - - + + - T2-3 距平 + - + + + - - + 冬季来临距平 - 0* - + 0 + - - T11 距平 - + - + + + - - 表示距平为零。

  由表 15 可以看出,物候上春天来临的早晚与 2—3 月平均气温的高 低之间具有负相关的趋势,也即 2—3 月平均气温偏高的年份,对应着物 候上的春早年,如 1979,1981—83,1986 年。2—3 月平均气温偏低的年 份,对应着物候上的春晚年,如 1984 和 1985 年。此外,以一些典型年 份来看,物候上春季到来异常偏早的 1979 年,日均温稳定通过 0℃的初 日也明显偏早,比多年平均日期提前了 7 天;而春季到来异常偏晚的 1985 年,也正好是日均温稳定通过 0℃的初日明显偏晚的一年,比常年晚了 8 天,该年 10 厘米,30 厘米土层解冻时间更较常年推迟了 20 天,致使小 麦返青推迟了 7—10 天,春菜上市亦受到了影响[45]。
  物候季节冬天来临的早迟与11月份平均气温的高低之间具有正相关 的趋势,即 11 月平均气温偏高的年份,对应着物候上的冬晚年,如 1982 年和 1984 年。11 月平均气温偏低的年份,对应着物候上的冬早年,如
1979、1981 和 1985 年。

  由此可见,利用物候历对各年物候季节到来早晚及其正常与否的判 断结果,可以和相应年份气温的季节变化趋势相互参证。

§3.5.2. 北京地区季节早晚空间差异的判断


  对于一个地点季节早晚的判断,可以揭示那里逐年季节来临早迟的 变化特征和季节到来早迟之间的相互关系,从而为当地因不同物候年型 来确定相应的季节性生产活动与生活的时宜,提供了科学依据。然而, 自然环境的季节动态,不仅在一个地点不同年份的表现不一样,而且不 同地点之间的差异也十分显著。为了统筹规划与调配一个区域内的季节 性活动,使之先后有序,各得其宜,就需要掌握区域内季节动态空间差 异的情况。因此,有必要对区内各地季节到来日期空间差异的状况作出 判断。使用物候历进行这种判断是看区域内各地物候历中同一或具有重 叠性的物候现象多年平均发生日期,对于整个区域这些物候现象平均发 生日期(简称区域均值)的偏离情况。进行判断的两个判据称为季节早 晚空间差异判剧,它们在形式上与地方性季节早晚的判据相仿,但在内 容上则是不同的。
  季节早晚空间差异据之一是:。其中为任一地点某物 候期的多年平均日期,可从当地物候历上直接查得,为区域内不同地 点某物候期的多年平均日期的均值,称为区域均值。
  如果一个地点某物候期的多年平均日期()对于其区域均值() 的距平值为负(),说明该地属于区内这一物候期所指示的季 节时段到来偏早的地方;反之,则属于季节偏晚的地方;若距平值为零, 说明该地此季节时段到来的时间与区域平均状况相同。
  季节早晚空间差异判据之二是:。其中 Sr 为区内各地 同一物候期多年平均日期的标准差,可以用来衡量各个地点季节早晚对 区域平均状况的一般偏离程度,简称为区域标准差。
如果一个地点某物候期的多年平均日期()对于整个区域均值
()的距平绝对值小于该物候期的区域标准差,即,?Sr,表
示该地点尚属于区域内这一物候期所指示的季节时段到来正常偏早或偏 晚的地方;反之,如果 ,则表示该地属于区域内季节异常偏
早的地方,其中当 时,该地属于季节异常偏早的地方,当
时,该地属于季节异常偏晚的地方 依据上述判据来分析,北京地区春、夏、秋、冬四季来临早迟在空
间上差异的基本情况是:春季,从仲春看,北京平原的大部分地方,北 部山前地带,西部山前及浅山区均属到来早晚正常的地区;北京城区为 到来异常偏早的地方;北部、东北部山区和西部中高山区则为到来异常 偏晚的地区。春季到来由早至晚的空间梯度指向为从城区中心到远郊、 山区。最早与最晚进入仲春的地方,在时间上可相差 20 天以上。从 1988
—89 年山桃始花来看,靠近城区的玉渊潭在 3 月 24 日,而延庆的松山下 部为 4 月 12 日,两地相差达 19 天。
夏季在北京平原的大部分地方,以及北部和西部中,低山区的一些

地方,几乎同时到来。各地进入夏季的时间相差不过一候(5 天)左右。 从夏季到来的物候标志洋槐始花来看,多年平均城区为 5 月 2 日,远郊 怀柔城关一带在 5 月 6 日。与春季相比,夏季到来日期的空间差异明显 减小,只是在城区中心一带,夏季到来仍然偏早一些。
  北京地区秋季到来早晚的空间差异又趋明显,各地在进入秋季的时 间上最大可相差 20 天以上,但其空间梯度的指向却正好与春季相反,为 从远郊和山区至城区和平原地带。具体地说,北部山区及怀柔山前一带, 西部中、高山区,秋季到来异常偏早一些,而城区的大部分地方,秋季 的到来异常偏晚一些;以紫薇花末来说,怀柔城关一带在 8 月中、下旬 之交,而城区则在大约一个月之后。其余广大地区的秋季到来时间则接 近于区域的平均状况。
  冬季到来日期的空间差异在四季中是最大的,其空间梯度的指向与 秋季一致。冬季到来异常偏早的地区为北部中、高山区和西部高山区, 那里进入冬季至少平原地区提早一个月左右,时间在 10 月上旬或更早。 北部、东北部和西部低山区,山前平原,以及北京平原的广大地区,冬 季到来的时间均属于季节正常偏早或偏晚的变幅之内,不过在最早进入 冬季地点与最晚进入冬季地点之间,也可相差约半个月。
上述北京地区四季到来早晚空间差异的情况,概括起来,有这样两
个特点: 一是各季节到来日期的空间差异明显,尤其以春季和秋、冬的到来
表现最为突出。而春、秋佳日正是景观季相变化非常迅速的时期,并且
其年际变动也大,这使得迅速多变的景观季相与其空间差异显著的背景 相叠加,为踏青与秋游提供了远近咸宜,时机相错,类型多样的季相旅 游资源。此外,如果我们根据北京地区季节的空间差异,调整现有的蔬 菜生产,在远郊区、县建立一些基地,使各种蔬菜的上市时间有序地错 开,并延长某些品种的供应期,这不但可以使城镇蔬菜供应问题得到更 好的解决,而且这种区域性季节调控的生产模式,对促进远郊区、县的 经济发展也具有重要的意义。
二是各季节到来日期的早迟,在空间变化上具有一定的方向性。春、
夏季的来临,以城区为最早,向近郊和远郊山区逐渐推迟;秋、冬季节 的来临,则正好相反,以远郊、山区为最早,向近郊和城区逐渐推迟。 这显然是城市热岛效应的一种物候反映[46]。在景观季相上表现为春、
夏季“绿波”是从市区逐渐扩散式地传播到周围的近郊区,乃至远郊和 山区;秋、冬季“褐波”则是从山区、郊区逐渐集聚式地传播到市区。 这种事实为我们选择在城市摄取遥感图像是最佳时机和遥感图像的判读 与解译,以及运用物候学方法,研究城市热岛效应在不同季节的强度和 范围,提供了分析的依据。此外,利用春、秋佳景在空间上按照一定先 后顺序出现的规律性,还可以适时地作出异地之间的物候预告(§
3.6.),这就为旅游管理部门安排到各地作季相旅游,使导游做到心中 有数,使游人能够捕变幻的佳景于瞬时,提供了许多方便。循着上述利 用物候历判断季节早晚的思路,还可以通过对指示害虫发生期有意义的 植物物候期到来早晚及其空间差异进行判断,来掌握当年的虫情,为各 地适时防治提供依据;对能够指示农业界限温度稳定通过日期的物候期 作出早晚及其空间差异的判断,以进行当年农业气象条件的估测与评

价,并掌握各地生长期的开始与结束时间。总之,我们对于各种物候期 与其他一些季节性现象之间,在发生时间上的相互联系的线索了解得越 多,利用物候历进行季节早晚判断的实用价值也就越大。

§3.6.利用物候日历作季节与物候发生期预报


  利用物候历不仅可以在一些指示环境季节动态的指标物候期出现之 后,对当年的季节状况作出判断,而且还能对季节和许多物候现象的发 生日期进行预测预报,作到对当年的物候季节动态未卜而先知。

§3.6.1.平均期距法


  利用物候历在不同物候现象发生期之间进行测报的最简便方法是平 均期距法。[35]这里所说的期距,是指在时间上先后发生的两个物候期 之间相差的天数,这一时间间隔的多年平均值,就是这两个物候期的平 均期距。用平均期距法作物候测报的基本思路是,将当年发生在先的某 个物候期(预报因子)的实测日期,加上它与其后发生的另一个物候期
(预报对象)之间的平均期距,即得到预报对象在该年的预测日期。其 一般表达式为:
^
y ? x ? (y ? x) (3)
式中 x:预报因子在发布预报年份的实测日期;
^
y :预报对象在发布预报年份的预测日期;
x:预报因子多年平均发生日期;
y:预报对象多年平均发生日期;
y ? x:预报因子和预报对象之间的平均期距。
  由此可见,要应用 3 式作物候期的测报,首先需要知道预报因子和 预报对象的平均发生日期,以便计算平均期距,这些数据可以从当地的 物候历中获得;此外,在预报发布的年份,要对预报因子的出现日期予 以观测。这样,只要通过简单的计算,就可以发布预报了。
为了使预报的结果既具有实用价值,又能保证相当的准确度,需要
在预报对象、预报因子以及平均期距三者的确定方面,遵遁一些基本原 则。
  第一条原则是,在预报对象的选择上,要具有实际意义。这条原则 的实施往往与预报的目的、任务,以及某些生产实践的需要密切相关。 如果需要预知当年某些物候季节的开始和典型季相特征的出现时 间,就可以选择那些对季节开始和典型季相特征出现具有指示作用的物 候期作为预报对象。例如,选择山桃始花期作为预报对象,便可以预测 当年仲春的到来和万紫千红的季相开始出现的大致时间;若以洋槐始花 作为预报对象,则可以预测当年物候夏季的来临和北京地区大多数种类 的乔灌木进入光合作用盛期的大致时间;如果对野菊花盛期作出预测, 就可以预知当年叶色斑斓的仲秋何时到来和北京地区大多数种类的乔灌 木光合作用衰减,即将停止的大体日期。根据对夏季和仲秋到来日期的
  
预测结果,还可以进一步估计出该年植物光合作用季节的大体长度,以 此作为预估该地区第一性生产力的一种指标[47]。
在植物保护等工作中,往需要对某些害虫活动的时间作出测报,为
此,可以参照前述北京地区常见农林害虫活动与乔灌木物候期的重叠关 系,来选择有关的指标物候期作为预报对象(§3.3.)。例如,在初春 的晚期,松大蚜越冬卵开始孵化为若虫,在油松、华山松等针叶基部或 嫩枝上刺吸为害,为了适时安排防治,可以通过预测毛白杨花盛期来发 布当年松大蚜若虫始现期的预告。到了盛夏,北京市市树国槐的一大害 虫国槐尺蠖活动猖獗,为害严重的年份可将整株国槐叶片全部吃光,为 了预知当年国槐尺蠖各代幼虫出现的时间,以便切中要害地实施打药, 可以通过预测洋槐花盛期、枣树花盛期和国槐花盛期,分别发布对国槐 尺蠖第一、第二、第三代幼虫孵化为害时期的预告。
  根据上述同样的道理,还可以选择能够指示某些农业气象界限温度 稳定通过日期的物候期作为预报对象(见表 10,11),以服务于农业生 产的实践。
  在预报对象确定以后,下一步就是要选择恰当的预报因子,以保证 预测结果的尽可能准确。所以,选择预报能力强的物候期作为预报因子, 就成为我们所应遵循的第二条原则。物候测报的实践表明,预报因子与 预报对象在发生时间方面的顺序相关性越好,预测的准确性也就越高。 因此,预报因子和预报对象之间顺序相关的好坏,就成为预报因子选择 的主要标准。检验两种物候期之间顺序相关的好与差,可以从对二者逐 年发生日期之间的相关分析中得知,也可以通过绘制物候逐年发生日期
曲线图的办法予以直观地判断[35]。最后,在预报因子的选择上,还应
注意的是,要易于准确观测,这也是保证其预报能力强的前提之一。 利用平均期距法进行物候测报时所需遵循蝗第三条原则是,预报因
子与预报对象之间平均期距的数值要适宜。根据我们的研究,在北京地
区,应用平均期距法对有关物候期预测的误差,有随着平均期距的加长 而变大的趋势[17]。一般地说,在平均期距小于 20 天的情况下,预测的
效果比较理想,而当平均期距明显大于 20 天时,预测的效果则较差。诚 然,以 20 天作为平均期距适宜长度可以因不同地点和不同物候期而有不 同。此外,平均期距的确定还应注意其代表性,也就是说,应当尽可能 选择统计年数较多的物候现象平均发生日期来计算平均期距,因为统计 年数越多,平均期距对于当地那两个物候现象发生期之间相差天数的实 际情况,代表性就越好,就将有助于预测的准确。
  遵循上述三条原则,就可以对许多有意义的物候期,作出预测。这 种预测作出之后,预报工作并没有完结。首先,为了预告当年预报对象 发生日期对于其平均日期的偏离情况及其是否属于正常,我们还需进一 步使用地方性季节早晚判剧一和判剧二,对预测结果予以判断。从指导 某些季节性活动的安排方面看,这种季节早晚的判断本身已具有了一定 的预见性。因此,也就更加具有实际的应用价值。其次,我们还需要了 解预测结果与实测结果的误差情况,以便对该年的物候预测工作的质量 作出评定。这对于鉴别预报方法的性能,找出造成误差的原因和预测的 薄弱环节,并进而改进测报的思路与方法都具有实际的意义。进行物候
  
预测质量评定的方法和标准有多种,其中以利用预测结果的绝对误差和 相对误差进行评定的方法比较常用。
  如前所述,由于在其他条件相同的情况下,预测的准确性有随着预 测期距的缩短而提高的趋势,在进行有关物候期的预测时,可以选择若 干个与预报对象有不同期距的物候期作为预报因子,循序渐进地作出预 测,并随时修正前期发布的预报。这样既可以满足实际工作中对有关物 候现象发生的中期、短期预报的不同需要,也可以尽量保证预测的准确 性。
  在有不同地点物候历的条件下,还可以利用平均期距法,由本地发 生在先的某些物候期预测其他地点发生在后的另一些物候期的出现时 间。这时所使用的平均期距是不同地点的两个先后发生的物候期之间的 平均期距,所以,这种预测可以称为物候异地测报。
下面通过一些实例,来说明物候预报的平均期距法。
实例 1:北京春花何时开
  北京的春天堪称为花季。在众多的春季观赏花卉中,近年来最引人 注目的,有小西山卧佛寺的桃花和玉渊潭的樱花。这里我们以预测诸多 樱花品种之中开花最早的大山樱为例,来说明春花何时开的物候预报问 题。
大山樱的花期短,花花日期各年又有早晚的不同,使游人不易把握
观赏的时机。要不失良机,最好是能设法预先知道它当年始花日期。有 了物候历就可以利用它来对大山樱的花期提前作出推算。为了尽早地作 出推算,我们选择北京地区常见树木中春季开花最早的榆树始花期作为 推算因子。由玉渊潭的物候历可知,榆树始花的平均日期是 3 月 17 日, 它与大山樱始花的平均日期 4 月 9 日的期距为 23 天。据此,按照平均期
^

距法的公式得到: y大山樱始花

? x榆始花 ? 23天。这就是说,当我们把某

年观测到的榆树始花日期加上 23 天,即可在 3 周之前得到大山樱始花的 推算日期。表 16 是用 1985—1987 年的资料所作的推算结果及其与实测 大山樱始花日期的对照。
榆树的花小,也没有艳丽的花冠,所以,它开花不大引人注目。如
果错过了它的花期,还可以在 10 天之后,用山桃始花的日期进行推算,
^

其公式为: y大山樱始花

? x 山桃始花 ? (4月9日 ? 3月28日)。仍以1985—

1987 年为例,将观测的山桃始花日期代入公式,其推算结果亦列入表 16。 由表 16 可见,随着推算期距的缩短,推算结果的绝对误差有减小的趋势, 但二者都能对当年赏樱时间的掌握,提供一定的参考。

表 16 大山樱始花期(月、日)推算结果及其误差(天)
年份 榆树
始花 大山樱始花 山桃
始花 大山樱始花 观测值 推算值 误差 观测值 推算值 误差 1985 3.27 4.12 4.19 +7 4.4 4.12 4.16 +4 1986 3.12 4.4 4.4 0 3.23 4.4 4.4 0 1987 3.15 4.10 4.7 - 3 3.28 4.10 4.9 - 1
实例 2:利用物候日历编制花信梯度表作花期系统预报
  为了方便应用,遵循平均距法的预报原理,我们依据几部物候历, 编制成一份北京城区和近郊春季常见观花乔灌木花信梯度表(表 17)。
表 17 北京城区和近郊春季常见观花乔灌木花信梯度表

  使用花信梯度表,可以很方便地依据当年观测到的预报因子的发生 期,再加上梯度表中相应的天数,即可知道预报对象发生的日期。例如,
1994 年玉渊潭公园、首都师范大学一带榆树 3 月 18 日始花,据此,按照 花信梯度表分别加上 8 天、17 天、22 天、29 天、39 天,得到表 18 所列 多种树木花期的推算结果。从此表可以看出,随着榆树始花和测报对象 之间期距的加长,推算结果有误差增大的趋势。不过对于花期较晚的测 报对象,可以随着时间的推移,用另外的预报因子,继续予以推算。例 如以 1994 年西府海棠始花 4 月 14 日按梯度表加上 10 天推算牡丹始花、 紫藤花盛的日期,为 4 月 24 日,误差只有 1 天,比用榆始花推算的误差 有所减小。此外,从这个例子的误差均为正值可知,1994 年北京的春天, 气温比常年偏暖,季节来的早些。所以,按照平均期距推算出的日期, 比实际发生日期都略晚了些。

表 18 从榆始花推算春季主要观花乔灌木花期的结果
( 1994 年,玉渊潭)

测报项目 山桃 始花 杏树、玉兰
始花,连翘 花盛 榆叶梅,大
山樱始花 西府海棠
始花,紫丁 香花盛 牡丹始
花,紫藤花 盛 推算值
(月、日)
3.26
4.4
4.9
4.16
4.26 观测值
(月、日)
3.26
4.3
4.5
4.14
4.23 误 差
(天)
0
+1
+4
+2
+3

实例 3:香山秋叶何时红
  在北京四时景色的变化中,引人注目的当属春花与秋叶。二者相比, 似乎秋叶更为著名。作为它的代表,就是香山红叶。早就有人赞赏那里 “深秋霜老,丹黄朱翠,幻色玄彩。朝旭初射,夕阳返照,绮缬不足以
拟其丽,巧匠设色不能穷其工。”[50]这秋色中最为艳丽的,当属黄栌
的红叶。 从香山起,南到八大处,北到卧佛寺寿安山一带,黄栌成片分布,

断续相连。每天晚秋临近,黄栌的叶色先从山地的上部红起,渐次红到 山麓地带,使层林尽染。从卧佛寺前的“绚秋园”眺望山色,真可谓“不 似春光,胜似春光”。每年到这时节,也就形成了登高观赏秋色的高潮。 作为发布观赏红叶消息的探索,我们仍用平均期距法,以元宝槭叶 始变秋色的日期,对黄栌叶全变色日期予以推算,或可供把握秋游时机
^
的参考。具体的公式为:黄栌叶全变秋色日期( y) ? 元宝槭叶始变秋色日
期(x)+17 天。以 1983—1985 年为例,其推算结果列如表 19。从这些资 料看,大约在元宝槭秋季叶开始变色两周之后,即是到卧佛寺一带观赏 绚秋红叶的最佳时期,历时约有 10 余天。

表 19 黄栌叶全变色日期推算结果(月、日)及误差(天)
年份 元宝槭叶始
变色日期(x)
平均期距( y ? x )
10 月 25 日— 10 月 8 日 黄栌叶全变色日期 ^
推算( y ) 观测 误差 1983 10.8 17 10.25 10.23 +2 1984 10.13 17 10.30 10.30 0 1985 10.3 17 10.20 10.20 0

实例 4:山寺桃花开放的近距离异地预报
  许多预报工作,通常是就地而言的。前面的实例一春花何时开,秋 叶几时红,都是就地预报问题。按照地理学上的区域分异原理,我们可 以寻找物候现象发生的空间分异规律,用以进行物候发生期的异地预 报。
由于城市的热岛效应,北京地区城内年年率先向人们泄漏春光。以
早春典型的季相桃红柳绿来说,城里比西郊的颐和园、卧佛寺提前大约 一周。与新柳相伴的山桃花期不长,转眼就是绿沃红消了。然而在郊区 的山寺花开要晚,正所谓“人间四月芳非尽,山寺桃花始盛开”(白居 易),足供寻春游赏。这里我们利用城区东单和小西山卧佛寺的物候历, 进行卧佛寺山桃花期的异地测报。
首先从东单和卧佛寺的物候历中查到各自山桃始花的平均日期,分
别是 3 月 22 日和 3 月 30 日,二者的平均期距是 8 天。假如从城里推测
1986 年和 1987 年小西山卧佛寺山桃的花期,只要把这两年在城里(如东 单)观测到的山桃始花日期,加上 8 天就可以了。具体推算结果列如表
20。

表 20 卧佛寺山桃始花期(月、日)推算结果
年份 东单山桃

始花日期(x) 平均期距( y ? x )
3 月 30 日— 3 月 22 日 卧佛寺山桃始花日期 ^
推算( y ) 观测 误差 1986 3.21 8 天 3.29 3.28 +1 1987 3.26 8 天 4.3 4.3 0

实例 5:洛阳牡丹花期的远距离异地预报

  以北京城里的物候现象发生期,推算其郊区一些物候现象的发生 期,这是一种近距离的物候异地预报。从上节的实例来看,是可行的。 如果空间距离加大,作远距离的物候异地预报不行呢?这里我们以从北 京推算洛阳牡丹的花期为例,予以说明。
  牡丹是我国的名花,所谓“唯有牡真国色”,现在已列入候选国花 的行列之中。洛阳是我国观赏牡丹的名城,如今已拥有二百多个品种, 栽培有几十万株。无论是魏紫,还是姚黄哪个品种,它们花朵初开将盛 未盛之时,最为堪赏。据洛阳植物园观测,牡丹始花日期的早晚在年际 之间的变化,可达半个多月。为了及时把握观赏良机,就需要事前作出 预报,这对于远在外地的旅游者,尤其重要。
洛阳物候历载,那里牡丹的多年平均始花期,为 4 月 13 日[12]。在
北京比它先开花的常见乔灌木有榆树、毛白杨、山桃、连翘、杏树等。 我们分别以其中的榆树、山桃、以及杏树的始花期,渐次对洛阳牡丹的 花期予以推算。现将有关数据及 1988 年的测报结果,一并列入表 21。这 一推算结果,也具有预报期距越短,误差越小的趋势,正像可以使用物 候历进行当地的物候预报一样,使用物候历进行异地之间的物候预报也 是可行的。当然,关于异地之间的距离和有关的两个物候期之间的期距, 还存在什么样的限制性条件,才能保证异地测报的允许准确度,还需要 进一步的研究。这一问题的解决,将有助于组织和安排广大区域的日常 生活和生产活动。

表 21 洛阳牡丹始花远距离异地预报
(北京→洛阳, 1988 年)
预报因子(x)
北京发生期[51] 平均期距(天)
( y ? x ) 洛阳牡丹始花(月、日) ^
推算( y ) 观测 误差 榆始花 3.26 4 月 13 日- 3 月 17 日
=27 天 4.22 4.18 +4 山桃始花 3.30 4 月 13 日- 3 月 28 日
=16 天 4.15 4.18 - 3 杏始花 4.11 4 月 13 日- 4 月 5 日
=8 天 4.19 4.18 +1



§3.6.2. 标准差比值法及测报实例


  前文关于物候预报的实例,都是按照平均期距法作的。这一方法简 便易行,只要有了通常的物候历,就可以进行许多季节性的现象的测报, 有利于普及和推广。在比较系统地对这一方法研究时发现,当平均期距 加长时,预测效果有变差的趋势[17]。如果能有另外的预报方法与平均 期距法相互参照,当有助于提高测报水平。就使用物候历进行物候测报 来说,还可以采用标准差比值法。这也是我们把标准差这个统计量编入 物候历的一个主要考虑[34]。
物候测报的标准差比值法公式如下:


^
y ? y ?

S y (x ? x) (4)

S x
^
y :预报对象发生日的估测值
y:预报对象发生日的多年平均值
x:预报因子发生日的多年平均值
x:预报因子发生日在预报年份的观测值
S y :预报对象y多年观测值的标准差
S x :预报因子x多年观测值的标准差
按照本书所编制的物候历,x、y、S y 、S x 都可以从物候历中查得,在
测报时只要对预报因子 x 当年的发生期进行观测,代入公式(4)即可得到
^
预报对象的推算日期( y )。这里使用§3.6.1.实例1“北京春花何时开”
中,1985 年以榆树始花推算大山樱始花的例子予以说明。从玉渊潭的物
候历中查得榆始花的平均日期为3月17日(x),大山樱的平均始花日期 为4月9日(y),相应的标准差S y 和S x 分别为4.2天和6.7天。当年观测的
榆树始花日期为 3 月 27 日。将这些数据代入公式(4),得到:

^
y大山樱始花


? 4月9日 ?

4.2天
6.7天


(3月27日 ? 3月17日)

    

? 4月9日 ? 0.63 ? 10天
? 4月15日

  与实际观测的大山樱当年始花期 4 月 12 日相比,误差为+3 天,比用 平均期距法预测的误差减少 4 天。为了将标准比值法和平均期距法的预 测结果,作个系统的比较,表 22 列出了用标准差比值对§3.6.1.一节中 平均期距法涉及的 14 个年次的实例,重新推算的结果。两种方法推算结 果的误差反映出,标准差比值法较平均期距法总的测报准确性水平要 好。这与利用北京城内 24 年的记录,对两种方法所作的系统检验结果是 一致的[34]。
  

表 22 标准差比值法物候测报实例
预报因子发生期(月、日) 标准差
比值
Sy/Sx 预报对象发生期(月、日) 误差
(天) 当年观测值(xi) 多年平

均( x ) 多年平均( y ) 推算值
^
( y ) 当年观
测值
(yi) 1985 年榆始花 3.27 3.17 0.63 大山樱始花 4.9 4.15 4.12 +3 1986 年榆始花 3.12 3.17 0.63 大山樱始花 4.9 4.6 4.4 +2 1987 年榆始花 3.15 3.17 0.63 大山樱始花 4.9 4.8 4.10 - 2 1985 年山桃始花 4.4 3.28 0.69 大山樱始花 4.9 4.14 4.12 +2 1986 年山桃始花 3.23 3.28 0.69 大山樱始花 4.9 4.6 4.4 +2 1987 年山桃始花 3.28 3.28 0.69 大山樱始花 4.9 4.9 4.10 - 1 1983 年元宝槭
叶始变秋色 10.8
10.8
0.86 黄栌叶全变秋色 10.25
10.25
10.23
+2 1984 年元宝槭
叶始变秋色 10.13
10.8
0.86 黄栌叶全变秋色 10.25
10.29
10.30 - 1 1985 年元宝槭
叶始变秋色 10.3
10.8
0.86 黄栌叶全变秋色 10.25
10.21
10.20
+1 1986 年东单
山桃始花 3.21
3.22
0.87 卧佛寺山桃始花 3.30
3.29
3.28
+1 1987 年东单
山桃始花 3.26
3.22
0.87 卧佛寺山桃始花 3.30
4.2
4.3 - 1 1988 年北京
榆始花 3.26
3.17
0.67 洛阳牡丹始花 4.13
4.19
4.18
+1 1988 年北京
山桃始花 3.30
3.28
0.74 洛阳牡丹始花 4.13
4.14
4.18 - 4 1988 年北京
杏始花 4.11
4.5
0.98 洛阳牡丹始花 4.13
4.19
4.18
+1



§4.结 语


  在我国按省级行政区来说,以往发表物候历最多的省份是黑龙江, 计有 9 部,按覆盖面积计平均 5.1 万 km2 才有一部。本书刊布的的北京 市辖范围内的物候历共计 16 部,平均 1050km2 一部。即使这样,也还是 显得少了些。因为从我们这次编制物候历的研究中发现,这十几部物候 历,还不足以反映北京地区物候状况的空间差异,使我们比较详尽、具 体地揭示有关的规律。然而它却给我们认识这种空间差异的规律,提供 了许多启示。例如怀柔县城关镇与颐和园同在山前地带,分别拥有万寿 山和龙山这样的丘陵,依傍着昆明湖和怀柔水库这样的水域,海拔都在
50—60 米,经、纬度彼此相差不过十几分,环境条件是类似的。而两地 的物候状况却细微地反映出它们的景观季节动态上的差异。从表 23 可以 看出,四月中旬以前,怀柔县城一带比颐和园的同种物候现象发生要晚 3
北京地区的物候日历及其应用的下一页
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