image: 开花始期时间格局及其全国的空间区划 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
空间和时间分异现象是存在于生态物候学研究中的重要特性。植物物候学是研究环境因子驱动下植物生命周期规律的科学，研究长时间序列植物物候动态演化对揭示中国不同区域植被对全球变化的响应具有重要的理论意义和实践价值。作为研究物候时空分异规律的常用方法之一，聚类将相似的数据要素划分为子集或聚簇，从而在更高层次上分析事物现象。然而，仅使用空间聚类方法获取的空间分异规律无法显示物候现象随时间变化的行为，反之亦然。最近一项研究使用双向聚类方法对春季物候现象中复杂的时空分异规律进行了分析。
北京师范大学程昌秀、吴晓静和宋长青共同撰写的题为“光温驱动下中国1979~2018年春季物候时空分异规律”一文，近期发表在《中国科学：地球科学》中英文版上。研究者使用拓展春季指数(Extended spring indices，SIx)物候模型，模拟了全国1978～2018年开花始期数据集；采用布雷格曼块平均双向聚类算法(Bregman block average co-clustering algorithm with I-divergence，BBAC_I)，揭示了全国近40年春季物候时空分异规律。
研究结果显示出三种遍布全国的开花始期空间格局。格局1~3分别代表了全国开花始期序日线从南向北移动过程中的三种典型格局。其在40年间(1979~2018年)的动态演化过程分为3个阶段(图1)：
(1) 早期(1978~1996年)：全国开花始期序日格局主要在格局1、格局2两种状态下切换，其中，江西、新疆北部和内蒙古中部等地开花始期呈现波动性提前趋势；
(2) 中期(1996~2012年)：全国开花始期序日格局主要在格局2、格局3两种状态下切换，其中，福建、湖南和黑龙江东部等地开花始期呈现波动性提前趋势；
(3) 后期(2013~2018年)：全国开花始期序日基本稳定在格局3的状态。
研究结果还显示出15种延续40年的开花始期时间格局，及其在全国范围内的空间区划(图2)。根据开花始期变化状态，15种时间格局可概括为平稳、先平稳后波动、先波动后平稳、频繁波动和剧烈波动5类。根据空间区划，发现全国大部分地区(绿色区域)开花始期处于平稳状态；贵州北部、湖南和湖北南部(蓝色区域)呈现先平稳、后波动状态；四川东部部分地区、湖南东南部和江西北部(橘色区域)呈现先波动后平稳的趋势。
通过展示全国开花始期空间格局及其动态演化和开花始期时间格局及其空间区划，文章揭示了全国近40年来的春季物候时空分异规律，研究结果对中国物候观测网现有站点布设也具有一定的指导意义。
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文章信息：
中文版：吴晓静, 程昌秀, 乔灿灿, 宋长青. 2020. 光温驱动下中国1979~2018年春季物候时空分异规律. 中国科学：地球科学, 50, doi: 10.1360/SSTe-2019-0212 http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SSTe/doi/10.1360/SSTe-2019-0212?slug=fulltext
英文版：Wu X, Cheng C, Qiao C, Song C. 2020. Spatio-temporal differentiation of spring phenology in China driven by temperatures and photoperiod from 1979 to 2018. Science China Earth Sciences, 63, https://doi.org/10.1007/s11430-019-9577-5