ฟีโนโลยีคือการศึกษาเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเป็นระยะในวงจรชีวิตทางชีววิทยาและวิธีที่เหตุการณ์เหล่านี้ได้รับอิทธิพลจาก การเปลี่ยนแปลง ตามฤดูกาลและระหว่างปีของสภาพภูมิอากาศรวมถึงปัจจัยด้านถิ่นที่อยู่ (เช่นระดับความสูง ) ^{[ 1 ]}

ตัวอย่างเช่น วันที่ใบและดอกผลิบาน วันที่ผีเสื้อบินครั้งแรก วันที่นกอพยพปรากฏตัวครั้งแรกวันที่ใบไม้เปลี่ยนสีและร่วงหล่นในต้นไม้ผลัดใบ วันที่นกและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำวางไข่ หรือช่วงเวลาของวงจรการพัฒนาของรังผึ้งในเขตอบอุ่นในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ด้านนิเวศวิทยาคำนี้ใช้ในความหมายทั่วไปเพื่อบ่งชี้กรอบเวลาสำหรับปรากฏการณ์ทางชีวภาพตามฤดูกาลใดๆ รวมถึงวันที่ปรากฏตัวครั้งสุดท้าย (เช่น ฤดูกาลของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งอาจอยู่ในช่วงเดือนเมษายนถึงกันยายน)

เนื่องจากปรากฏการณ์หลายอย่างมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของสภาพภูมิอากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งอุณหภูมิ บันทึกทางฟีโนโลยีจึงสามารถใช้แทนอุณหภูมิในภูมิอากาศวิทยาเชิงประวัติศาสตร์ได้อย่างมีประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อนตัวอย่างเช่น บันทึกการเก็บเกี่ยวองุ่นในยุโรปถูกนำมาใช้เพื่อสร้างบันทึกอุณหภูมิในฤดูปลูกฤดูร้อนย้อนหลังไปมากกว่า 500 ปี^{[ 2 ] [ 3 ]} นอกจากจะให้ฐานข้อมูลทางประวัติศาสตร์ที่ยาวนานกว่าการวัดด้วยเครื่องมือแล้ว การสังเกตทางฟีโนโลยียังให้ความละเอียดเชิงเวลา สูง ของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องที่เกี่ยวข้องกับภาวะโลกร้อน^{[ 4 ] [ 5 ]}

คำนี้มาจากภาษากรีกφαίνω ( phainō ) ซึ่งหมายถึง "แสดง, เปิดเผย, ทำให้ปรากฏ" ^{[ 6 ]} + λόγος ( logos ) ซึ่งหมายถึง "การศึกษา, การสนทนา, การให้เหตุผล" ^{[ 7 ]}และบ่งชี้ว่าปรากฏการณ์ทางชีววิทยาเกี่ยวข้องกับวันที่เกิดเหตุการณ์ทางชีววิทยาครั้งแรกในรอบปีเป็นหลัก

The term was first used by Charles François Antoine Morren, a professor of botany at the University of Liège (Belgium).^[8] Morren was a student of Adolphe Quetelet. Quetelet made plant phenological observations at the Royal Observatory of Belgium in Brussels. He is considered "one of 19th century trendsetters in these matters."^[9] In 1839, he started his first observations and created a network over Belgium and Europe that reached a total of about 80 stations in the period 1840–1870.

Morren participated in 1842 and 1843 in Quetelets 'Observations of Periodical Phenomena' (Observations des Phénomènes périodiques),^[10] and at first suggested to mention the observations concerning botanical phenomena "anthochronological observations". That term had already been used in 1840 by Carl Joseph Kreutzer.

On 16 December 1849, Morren used the term 'phenology' for the first time in a public lecture at the Royal Academy of Science, Letters and Fine Arts of Belgium in Brussels,^[11][12] to describe "the specific science which has the goal to know the manifestation of life ruled by the time."^[13]

Four years later, Morren published "Phenological Memories".^[14] The term may not have been common in the decades to follow, as in an article in The Zoologist of 1899 describing an ornithological meeting in Sarajevo, where "questions of Phaenology" were discussed, a footnote by the Editor, William Lucas Distant, says: "This word is seldom used, and we have been informed by a very high authority that it may be defined as "Observational Biology", and as applied to birds, as it is here, may be taken to mean the study or science of observations on the appearance of birds".^[15]

การสังเกตปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของพืชได้ให้ข้อมูลบ่งชี้ถึงความคืบหน้าของปฏิทินธรรมชาติมาตั้งแต่สมัยโบราณทางการเกษตร หลายวัฒนธรรมมีสุภาษิตและคำกล่าวเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของพืชตามประเพณี ซึ่งบ่งบอกถึงเวลาที่เหมาะสมในการลงมือทำ เช่น "เมื่อต้นพลัมป่าขาวราวกับกระดาษ จงหว่านข้าวบาร์เลย์ไม่ว่าอากาศจะแห้งหรือเปียก" หรือพยายามพยากรณ์สภาพอากาศในอนาคต เช่น "ถ้าต้นโอ๊กขึ้นก่อนต้นแอช คุณจะได้เจอกับฝนปรอย ถ้าต้นแอชขึ้นก่อนต้นโอ๊ก คุณจะได้เจอกับฝนตกหนัก" แต่การบ่งชี้เหล่านี้อาจไม่น่าเชื่อถือนัก ดังที่เห็นได้จากบทกลอนอีกเวอร์ชันหนึ่งที่ว่า "ถ้าต้นโอ๊กขึ้นก่อนต้นแอช ฤดูร้อนนั้นจะเปียกชื้นและมีฝนปรอย ถ้าต้นแอชขึ้นก่อนต้นโอ๊ก ฤดูร้อนนั้นจะเต็มไปด้วยไฟและควัน" อย่างไรก็ตาม ในทางทฤษฎีแล้ว สิ่งเหล่านี้ไม่ได้ขัดแย้งกัน เพราะอย่างหนึ่งพยากรณ์สภาพปัจจุบัน และอีกอย่างหนึ่งพยากรณ์สภาพในอนาคต

โครงการศึกษาปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของนกในทวีปอเมริกาเหนือ (North American Bird Phenology Program)ที่ศูนย์วิจัยสัตว์ป่าแพทักเซนต์ (Patuxent Wildlife Research Center หรือ PWRC) ของสำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา (USGS) มีฐานข้อมูลบันทึกการมาถึงและออกเดินทางของนกหลายล้านรายการ สำหรับนกกว่า 870 สายพันธุ์ทั่วทวีปอเมริกาเหนือ ตั้งแต่ปี 1880 ถึง 1970 โครงการนี้ริเริ่มโดยเวลส์ ดับเบิลยู. คุก (Wells W. Cooke ) โดยมีผู้สังเกตการณ์กว่า 3,000 คน รวมถึงนักธรรมชาติวิทยาที่มีชื่อเสียงหลายคนในยุคนั้น โครงการดำเนินมาเป็นเวลา 90 ปี และยุติลงในปี 1970 เมื่อโครงการอื่นๆ ที่เริ่มต้นขึ้นที่ PWRC มีความสำคัญกว่า โครงการนี้ได้เริ่มต้นขึ้นอีกครั้งในปี 2009 เพื่อแปลงข้อมูลบันทึกเป็นดิจิทัล และในปัจจุบัน ด้วยความช่วยเหลือจากประชาชนทั่วโลก บันทึกแต่ละรายการกำลังถูกถอดความลงในฐานข้อมูลที่จะเปิดให้สาธารณะเข้าถึงได้

นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษกิลเบิร์ต ไวท์และวิลเลียม มาร์ควิกได้รายงานเหตุการณ์ตามฤดูกาลของพืชและสัตว์มากกว่า 400 ชนิด โดยกิลเบิร์ต ไวท์ อยู่ที่เซลบอร์นแฮมป์เชียร์ และวิลเลียม มาร์ควิก อยู่ที่แบทเทิล ซัสเซ็กซ์เป็นระยะเวลา 25 ปี ระหว่างปี 1768 ถึง 1793 ข้อมูลที่รายงานในหนังสือNatural History and Antiquities of Selborne ของ ไวท์ ^{[ 18 ]}ระบุเป็นวันที่เร็วที่สุดและช้าที่สุดของแต่ละเหตุการณ์ในช่วง 25 ปี ดังนั้นจึงไม่สามารถระบุการเปลี่ยนแปลงรายปีได้

ในญี่ปุ่นและจีน ช่วงเวลาที่ต้นเชอร์รี่และต้นพีชออกดอกนั้นเกี่ยวข้องกับเทศกาลโบราณ และบางวันที่สามารถสืบย้อนไปได้ถึงศตวรรษที่ 8 บันทึกทางประวัติศาสตร์ดังกล่าวอาจสามารถให้การประมาณสภาพภูมิอากาศในช่วงเวลาก่อนที่จะมีการบันทึกด้วยเครื่องมือได้ ตัวอย่างเช่น บันทึกวันที่เก็บเกี่ยวองุ่นปิโนต์นัวร์ในเบอร์กันดีถูกนำมาใช้เพื่อพยายามสร้างอุณหภูมิฤดูใบไม้ผลิ-ฤดูร้อนขึ้นใหม่ตั้งแต่ปี 1370 ถึง 2003 ^{[ 19 ] [ 20 ]}ค่าที่สร้างขึ้นใหม่ในช่วงปี 1787–2000 มีความสัมพันธ์กับข้อมูลเครื่องมือของปารีสประมาณ 0.75

โรเบิร์ต มาร์แชม บิดาผู้ก่อตั้งการบันทึกปรากฏการณ์ทางชีววิทยาแบบสมัยใหม่ เป็นเจ้าของที่ดินผู้มั่งคั่งที่เก็บรักษาบันทึกอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับ "สัญญาณของฤดูใบไม้ผลิ" ในที่ดินของเขาที่Stratton StrawlessในNorfolkตั้งแต่ปี 1736 บันทึกเหล่านี้อยู่ในรูปแบบของวันที่เกิดเหตุการณ์ครั้งแรก เช่น การออกดอก การแตกหน่อ การปรากฏตัวหรือการบินของแมลง หลายชั่วอายุคนของครอบครัวมาร์แชมได้รักษาบันทึกที่สอดคล้องกันของเหตุการณ์หรือ "ปรากฏการณ์ทางชีววิทยา" เดียวกันเป็นระยะเวลายาวนานอย่างไม่เคยมีมาก่อน จนกระทั่งสิ้นสุดลงเมื่อแมรี มาร์แชมเสียชีวิตในปี 1958 ทำให้สามารถสังเกตแนวโน้มและเชื่อมโยงกับบันทึกสภาพภูมิอากาศระยะยาวได้ ข้อมูลแสดงให้เห็นถึงความแปรผันอย่างมีนัยสำคัญในวันที่ซึ่งสอดคล้องกับปีที่อบอุ่นและปีที่หนาวเย็น ระหว่างปี 1850 ถึง 1950 สามารถสังเกตแนวโน้มระยะยาวของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ค่อยเป็นค่อยไป และในช่วงเวลาเดียวกันนี้ บันทึกวันที่ใบโอ๊กแตกของมาร์แชมมีแนวโน้มที่จะเร็วขึ้น^{[ 21 ]}

หลังปี 1960 อัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเร่งตัวขึ้น และสิ่งนี้สะท้อนให้เห็นได้จากการที่ต้นโอ๊กเริ่มแตกใบเร็วขึ้น ซึ่งบันทึกไว้ในข้อมูลที่รวบรวมโดยฌอง คอมเบสในเซอร์เรย์ ในช่วง 250 ปีที่ผ่านมา วันที่ต้นโอ๊กแตกใบครั้งแรกดูเหมือนจะเร็วขึ้นประมาณ 8 วัน ซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโดยรวมประมาณ 1.5 องศาเซลเซียสในช่วงเวลาเดียวกัน

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 การบันทึกการปรากฏตัวและการเจริญเติบโตของพืชและสัตว์กลายเป็นกิจกรรมยอดนิยมระดับชาติ และระหว่างปี 1891 ถึง 1948 สมาคมอุตุนิยมวิทยาแห่งราชวงศ์ (Royal Meteorological Society หรือ RMS) ได้จัดโครงการบันทึกปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของพืชทั่วหมู่เกาะอังกฤษ มีผู้สังเกตการณ์มากถึง 600 คนส่งรายงานในบางปี โดยมีจำนวนเฉลี่ยหลายร้อยคน ในช่วงเวลานี้ มีการบันทึกปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของพืชหลัก 11 ระยะอย่างต่อเนื่องตลอด 58 ปี ตั้งแต่ปี 1891 ถึง 1948 และมีการบันทึกปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของพืชเพิ่มเติมอีก 14 ระยะในช่วง 20 ปีระหว่างปี 1929 ถึง 1948 รายงานเหล่านี้ได้รับการสรุปในแต่ละปีในวารสารรายไตรมาสของ RMS ในชื่อ " รายงานปรากฏการณ์ทางชีววิทยา" (The Phenological Reports ) Jeffree (1960) สรุปข้อมูล 58 ปี^{[ 22 ]}ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวันที่ออกดอกอาจเร็วขึ้นได้ถึง 21 วัน และช้าลงได้ถึง 34 วัน โดยความเร็วที่สุดจะพบในสายพันธุ์ที่ออกดอกในฤดูร้อน และความช้าที่สุดจะพบในสายพันธุ์ที่ออกดอกในฤดูใบไม้ผลิ ในทั้ง 25 สายพันธุ์ ช่วงเวลาของเหตุการณ์ทางฟีโนโลยีทั้งหมดมีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับอุณหภูมิ^{[ 23 ] [ 24 ]}ซึ่งบ่งชี้ว่าเหตุการณ์ทางฟีโนโลยีมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเร็วขึ้นเมื่อสภาพอากาศอบอุ่นขึ้น

รายงานปรากฏการณ์ทางชีววิทยาได้ยุติลงอย่างกะทันหันในปี 1948 หลังจากดำเนินมา 58 ปี และสหราชอาณาจักรก็ไม่มีโครงการบันทึกข้อมูลระดับชาติเป็นเวลาเกือบ 50 ปี ในช่วงเวลาที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเริ่มปรากฏชัดเจน ในช่วงเวลานี้ ผู้สังเกตการณ์ที่ทุ่มเทแต่ละคนได้มีส่วนร่วมที่สำคัญ นักธรรมชาติวิทยาและนักเขียนRichard Fitterได้บันทึกวันที่ออกดอกครั้งแรก (FFD) ของพืชดอก 557 ชนิดในสหราชอาณาจักรใน Oxfordshire ระหว่างปี 1954 ถึง 1990 ในการเขียนในวารสาร Scienceในปี 2002 Richard Fitter และAlistair Fitter ลูกชายของเขา พบว่า "FFD เฉลี่ยของพืช 385 ชนิดในสหราชอาณาจักรได้ก้าวหน้าขึ้น 4.5 วันในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาเมื่อเทียบกับสี่ทศวรรษก่อนหน้า" ^{[ 25 ] [ 26 ]}พวกเขาระบุว่า FFD มีความไวต่ออุณหภูมิ ดังที่เห็นพ้องกันโดยทั่วไปว่า "พืช 150 ถึง 200 ชนิดอาจออกดอกเร็วกว่าโดยเฉลี่ย 15 วันในสหราชอาณาจักรในปัจจุบันเมื่อเทียบกับในอดีตที่ผ่านมาไม่นาน" และ FFD ที่เร็วขึ้นเหล่านี้จะมี "ผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อระบบนิเวศและวิวัฒนาการ" ในสกอตแลนด์เดวิด กริเซนท์เวทได้บันทึกวันที่เขาตัดหญ้าอย่างละเอียดตั้งแต่ปี 1984 การตัดครั้งแรกของปีในปี 2004 เร็วกว่าปี 1984 ถึง 13 วัน และการตัดครั้งสุดท้ายช้ากว่าถึง 17 วัน ซึ่งเป็นหลักฐานบ่งชี้ว่าฤดูใบไม้ผลิมาเร็วกว่าปกติและสภาพอากาศโดยทั่วไปอบอุ่นกว่า^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}

การบันทึกระดับชาติได้รับการดำเนินการต่อโดย Tim Sparks ในปี 1998 ^{[ 30 ]}และตั้งแต่ปี 2000 ^{[ 31 ]}ได้รับการนำโดย โครงการ วิทยาศาสตร์พลเมือง Nature's Calendar [2]ซึ่งดำเนินการโดยWoodland TrustและCentre for Ecology and Hydrologyงานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการแตกตาของต้นโอ๊กเกิดขึ้นเร็วกว่าเดิมมากกว่า 11 วันนับตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 และนกประจำถิ่นและนกอพยพไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงนี้ได้^{[ 32 ]}

ในยุโรป มีการดำเนินงานเครือข่ายปรากฏการณ์ทางชีววิทยาในหลายประเทศ เช่น หน่วยงานบริการด้านอุตุนิยมวิทยาแห่งชาติของเยอรมนีดำเนินการเครือข่ายที่มีความหนาแน่นสูงมาก โดยมีผู้สังเกตการณ์ประมาณ 1,200 คน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอาสาสมัคร^{[ 33 ]}โครงการปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของยุโรป (PEP) เป็นฐานข้อมูลที่รวบรวมข้อมูลปรากฏการณ์ทางชีววิทยาจากประเทศต่างๆ ในยุโรป ปัจจุบันมีหน่วยงานบริการด้านอุตุนิยมวิทยาของยุโรปและพันธมิตรโครงการจากทั่วยุโรป 32 แห่งเข้าร่วมและส่งข้อมูล^{[ 34 ]}

ในเจนีวาประเทศสวิตเซอร์แลนด์การเปิดใบแรกของต้นเกาลัดอย่างเป็นทางการ ( เกาลัดม้า ) ได้รับการสังเกตและบันทึกไว้ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1818 ซึ่งถือเป็นชุดบันทึกเหตุการณ์ทางชีววิทยาที่เก่าแก่ที่สุดในสวิตเซอร์แลนด์^{[ 35 ]}งานนี้ดำเนินการโดยเลขานุการของสภาใหญ่แห่งเจนีวา (รัฐสภาท้องถิ่น) และการเปิดใบแรกจะถูกประกาศต่อสาธารณะเพื่อบ่งชี้ถึงการเริ่มต้นของฤดูใบไม้ผลิข้อมูลแสดงให้เห็นแนวโน้มในช่วงศตวรรษที่ 20 ที่การเปิดใบจะเกิดขึ้นเร็วขึ้นเรื่อยๆ^{[ 36 ]}

มีเครือข่ายปรากฏการณ์ทางชีววิทยาแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา[3]ซึ่งนักวิทยาศาสตร์มืออาชีพและผู้บันทึกข้อมูลทั่วไปเข้าร่วม

ประเทศอื่นๆ อีกหลายประเทศ เช่น แคนาดา (Alberta Plantwatch [4]และ Saskatchewan PlantWatch ^{[ 37 ]} ) จีน และออสเตรเลีย^{[ 38 ] [ 39 ]} ก็มีโปรแกรมด้านปรากฏการณ์ทางชีววิทยาเช่นกัน

ในอเมริกาเหนือฝั่งตะวันออกเกษตรกรใช้ปฏิทินดาราศาสตร์ เพื่อหาข้อมูลเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางชีววิทยา (ในด้านการเกษตร) โดยคำนึงถึงตำแหน่งทางดาราศาสตร์ในช่วงเวลานั้น วิลเลียม เฟลเกอร์ ได้ศึกษาปรากฏการณ์ทางชีววิทยาใน โอไฮโอสหรัฐอเมริกา ตั้งแต่ปี 1973 และปัจจุบันได้ตีพิมพ์ "Poor Will's Almanack" ซึ่งเป็นปฏิทินดาราศาสตร์สำหรับเกษตรกร (ไม่ควรสับสนกับปฏิทินดาราศาสตร์ในปลายศตวรรษที่ 18 ที่มีชื่อเดียวกัน)

ในป่าฝนอเมซอนของอเมริกาใต้ จังหวะเวลาของการผลิตและการร่วงหล่น ของใบ มีความเชื่อมโยงกับจังหวะของการผลิตขั้นต้น โดย ^รวมในหลายพื้นที่^{[ 40 ] [ 41 ]}ในช่วงต้นของอายุขัย ใบจะมีความสามารถในการสังเคราะห์แสง สูงสุด [ ^{42 ]}และในป่าดิบชื้นเขตร้อนของบางภูมิภาคในลุ่มน้ำอเมซอน (โดยเฉพาะภูมิภาคที่มีฤดูแล้งยาวนาน) ต้นไม้หลายต้นจะผลิตใบอ่อนมากขึ้นในฤดูแล้ง^{[ 43 ]}ทำให้ความสามารถในการสังเคราะห์แสงของป่าเพิ่มขึ้นตามฤดูกาล^{[ 44 ]}

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุดในการศึกษาโลกจากอวกาศได้ก่อให้เกิดสาขาใหม่ของการวิจัยทางด้านปรากฏการณ์ทางชีววิทยา ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสังเกตปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของระบบนิเวศ ทั้งหมด และกลุ่มพืชพรรณในระดับโลกโดยใช้วิธีการทางอ้อม วิธีการเหล่านี้ช่วยเสริมวิธีการทางปรากฏการณ์ทางชีววิทยาแบบดั้งเดิมที่บันทึกการปรากฏตัวครั้งแรกของแต่ละชนิดและระยะการเจริญเติบโต

วิธีการที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดวิธีหนึ่งคือการติดตามการเปลี่ยนแปลงของดัชนีพืชพรรณ (เช่นดัชนีความแตกต่างของพืชพรรณแบบนอร์มาไลซ์ (NDVI)) NDVI ใช้ประโยชน์จากการสะท้อนแสงต่ำในย่านสีแดง (พลังงานสีแดงส่วนใหญ่ถูกพืชที่กำลังเจริญเติบโตดูดซับเพื่อใช้ในการสังเคราะห์แสง) และการสะท้อนแสงสูงในย่านอินฟราเรด ใกล้ (พลังงานอินฟราเรดส่วนใหญ่ถูกพืชสะท้อนเนื่องจากโครงสร้างเซลล์ของพืช) เนื่องจากความแข็งแกร่งและความเรียบง่าย NDVI จึงกลายเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์จากการสำรวจระยะไกลที่ได้รับความนิยมมากที่สุด โดยทั่วไปแล้ว ดัชนีพืชพรรณจะถูกสร้างขึ้นในลักษณะที่พลังงานแสงอาทิตย์สะท้อนที่ลดทอนลง (1% ถึง 30% ของแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบ) จะถูกขยายโดยการหาอัตราส่วนของแสงสีแดงและแสงอินฟราเรดใกล้ตามสมการนี้:

${\displaystyle \mathrm {NDVI} ={\mathrm {NIR} -\mathrm {red} \over \mathrm {NIR} +\mathrm {red} }}$

การเปลี่ยนแปลงของดัชนีพืชพรรณตามกาลเวลา ดังแสดงในกราฟด้านบน แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ ที่แข็งแกร่ง กับระยะการเจริญเติบโตของพืชสีเขียวทั่วไป (การงอก การเจริญเติบโต ความสมบูรณ์ และการเก็บเกี่ยว/การเสื่อมสภาพ) เส้นโค้งตามเวลาเหล่านี้ได้รับการวิเคราะห์เพื่อดึงพารามิเตอร์ที่มีประโยชน์เกี่ยวกับฤดูกาลเจริญเติบโตของพืช (ต้นฤดูกาล ปลายฤดูกาล ความยาวของฤดูกาลเจริญเติบโตเป็นต้น) พารามิเตอร์ ฤดูกาลเจริญเติบโตอื่นๆ อาจถูกดึงออกมาได้ และสามารถสร้างแผนที่โลกของพารามิเตอร์ฤดูกาลเจริญเติบโตเหล่านี้และนำไปใช้ใน การศึกษา การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่างๆ ได้

ตัวอย่างที่น่าสนใจของการใช้ ปรากฏการณ์ทางชีววิทยาโดยอาศัย การสำรวจระยะไกลคืองานของ Ranga Myneni ^{[ 47 ]}จากมหาวิทยาลัยบอสตันงานนี้^{[ 48 ]}แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของผลผลิตของพืชพรรณอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งน่าจะเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและการยืดระยะเวลาของฤดูปลูกในป่าเขตหนาว^{[ 49 ]}อีกตัวอย่างหนึ่งที่อิงตามดัชนีพืชพรรณที่ปรับปรุงแล้ว (EVI) ของ MODIS ที่รายงานโดย Alfredo Huete ^{[ 50 ]}ที่มหาวิทยาลัยแอริโซนาและเพื่อนร่วมงาน แสดงให้เห็นว่าป่าฝนอเมซอนนั้นตรงกันข้ามกับมุมมองที่มีมานานเกี่ยวกับฤดูปลูกที่น่าเบื่อหรือการเติบโตเฉพาะในช่วงฤดูฝนเท่านั้น ในความเป็นจริงแล้วมีการเติบโตอย่างรวดเร็วในช่วงฤดูแล้ง^{[ 51 ] [ 52 ]}

อย่างไรก็ตาม พารามิเตอร์ทางด้านปรากฏการณ์ทางชีววิทยาเหล่านี้เป็นเพียงการประมาณการของระยะการเจริญเติบโตทางชีวภาพที่แท้จริงเท่านั้น สาเหตุหลักมาจากข้อจำกัดของเทคโนโลยีการสำรวจระยะไกลจากอวกาศในปัจจุบัน โดยเฉพาะความละเอียดเชิงพื้นที่ และลักษณะของดัชนีพืชพรรณ พิกเซลในภาพไม่ได้ประกอบด้วยเป้าหมายที่บริสุทธิ์ (เช่น ต้นไม้ พุ่มไม้ ฯลฯ) แต่ประกอบด้วยส่วนผสมของสิ่งที่ตัดกับขอบเขตการมองเห็นของเซ็นเซอร์

สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ รวมทั้งพืชและสัตว์ ต่างมีปฏิสัมพันธ์กันภายในระบบนิเวศและถิ่นที่อยู่ ซึ่งเรียกว่าปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพ [ ^{53 ] ปฏิสัมพันธ์}เหล่านี้ (ไม่ว่าจะเป็นปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชกับพืช สัตว์กับสัตว์ ผู้ล่ากับเหยื่อ หรือพืชกับสัตว์) อาจมีความสำคัญต่อความสำเร็จและการอยู่รอดของประชากรและสายพันธุ์

หลายชนิดประสบกับการเปลี่ยนแปลงในการพัฒนาวงจรชีวิต การอพยพ หรือกระบวนการ/พฤติกรรมอื่นๆ ในช่วงเวลาที่แตกต่างกันของฤดูกาลเมื่อเทียบกับรูปแบบก่อนหน้านี้เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น ความไม่สอดคล้องกันทางฟีโนโลยี ซึ่งชนิดพันธุ์ที่โต้ตอบกันเปลี่ยนเวลาของระยะต่างๆ ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ในวงจรชีวิตของพวกมันในอัตราที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดความไม่สอดคล้องกันในเวลาการโต้ตอบและส่งผลเสียต่อการโต้ตอบนั้น[ ^{54 ] ความ}ไม่สอดคล้องกันสามารถเกิดขึ้นได้ในการโต้ตอบทางชีวภาพที่แตกต่างกันมากมาย รวมถึงระหว่างชนิดพันธุ์ในระดับโภชนาการ เดียวกัน ( การโต้ตอบ ภายในโภชนาการ ) (เช่น พืชกับพืช) ระหว่างระดับโภชนาการที่แตกต่างกัน ( การโต้ตอบระหว่าง โภชนาการ) (เช่น พืชกับสัตว์) หรือผ่านการสร้างการแข่งขัน ( การโต้ตอบ ภายในกลุ่ม ) ^{[ 55 ]}ตัวอย่างเช่น หากพืชชนิดหนึ่งออกดอกเร็วกว่าปีก่อนๆ แต่แมลงผสมเกสรที่กินและผสมเกสรดอกไม้นั้นไม่มาถึงหรือเติบโตเร็วกว่าเช่นกัน ก็จะเกิดความไม่สอดคล้องกันทางฟีโนโลยีขึ้น ซึ่งส่งผลให้ประชากรพืชลดลงเนื่องจากไม่มีแมลงผสมเกสรที่จะช่วยให้การสืบพันธุ์ประสบความสำเร็จ^{[ 56 ]}ตัวอย่างอื่น ๆ ได้แก่ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพันธุ์พืช ซึ่งการมีอยู่ของพันธุ์หนึ่งช่วยในการผสมเกสรของอีกพันธุ์หนึ่งโดยการดึงดูดแมลงผสมเกสร อย่างไรก็ตาม หากพันธุ์พืชเหล่านี้เจริญเติบโตในเวลาที่ไม่ตรงกัน ปฏิสัมพันธ์นี้จะได้รับผลกระทบในทางลบ และด้วยเหตุนี้พันธุ์พืชที่ต้องพึ่งพาอีกพันธุ์หนึ่งก็จะได้รับอันตราย

ความไม่สอดคล้องกันทางด้านปรากฏการณ์ทางชีววิทยา หมายถึง การสูญเสียปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพหลายอย่าง และด้วยเหตุนี้หน้าที่ของระบบนิเวศจึงมีความเสี่ยงที่จะได้รับผลกระทบในทางลบหรือสูญหายไปทั้งหมด ความไม่สอดคล้องกันทางด้านปรากฏการณ์ทางชีววิทยาจะส่งผลกระทบต่อห่วงโซ่อาหาร ของสิ่งมีชีวิตและระบบนิเวศ ความสำเร็จใน การสืบพันธุ์ ความพร้อมของทรัพยากร พลวัตของประชากรและชุมชนในรุ่นต่อๆ ไป และด้วยเหตุนี้จึงส่ง ผล ต่อกระบวนการวิวัฒนาการและ ความหลากหลายทางชีวภาพโดย รวม

• วิทยาศาสตร์ภาคประชาชน  – การวิจัยทางวิทยาศาสตร์โดยมือสมัครเล่น
• Nature Detectives  – องค์กรการกุศลเพื่อการอนุรักษ์ป่าไม้ในสหราชอาณาจักรหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• การเลื่อนเวลาของฤดูกาล  – ปรากฏการณ์ที่ฤดูกาลค่อยๆ เปลี่ยนช่วงเวลาไป
• วันสะสมอุณหภูมิสำหรับการเจริญเติบโต  – เครื่องมือเชิงอนุมานในด้านปรากฏการณ์ทางชีววิทยา
• วงจรชีวิตทางชีววิทยา  – ลำดับขั้นตอนของสิ่งมีชีวิต

• Demarée, Gaston R; Rutishauser, This (2011). "จาก "การสังเกตการณ์เป็นระยะ" สู่ "มานุษยวิทยาเชิงเวลา" และ "ปรากฏการณ์วิทยา" – การถกเถียงทางวิทยาศาสตร์ระหว่าง Adolphe Quetelet และ Charles Morren เกี่ยวกับที่มาของคำว่า "ปรากฏการณ์วิทยา"(PDF) .วารสารนานาชาติชีวอุตุนิยมวิทยา . 55 (6): 753– 761. Bibcode : 2011IJBm...55..753D . doi : 10.1007/s00484-011-0442-5 . PMID  21713602 . S2CID  1486224 . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 2020-12-04 . สืบค้นเมื่อ2018-11-20 .

• โครงการศึกษาปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของนกในอเมริกาเหนือ:โครงการวิทยาศาสตร์ภาคประชาชนเพื่อแปลงข้อมูลปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของนกให้เป็นดิจิทัล
• โครงการ Budburst:โครงการวิทยาศาสตร์ภาคประชาชนเพื่อศึกษาปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของพืชในสหรัฐอเมริกา
• เครือข่ายวิทยาศาสตร์พลเมืองและการวิจัยด้านปรากฏการณ์ทางชีววิทยาแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา:การสังเกตการณ์ปรากฏการณ์ทางชีววิทยาในสหรัฐอเมริกา
• รายการ Mountain Watch ของ AMC ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 14 เมษายน 2016 ที่Wayback Machineเป็นการสำรวจโดยประชาชนและการติดตามปรากฏการณ์ทางชีววิทยาในเทือกเขาแอปพาเลเชียน
• โครงการแพนยุโรปด้านปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของพืช (PEP725)เป็นฐานข้อมูลแบบเปิดของยุโรปที่รวบรวมชุดข้อมูลปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของพืชเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการศึกษา
• ปฏิทินธรรมชาติของสหราชอาณาจักร เครือข่ายปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของสหราชอาณาจักร
• เว็บไซต์ข้อมูลปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของพืชจาก DWDข้อมูลเกี่ยวกับเครือข่ายปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของพืชที่ดำเนินการโดยกรมอุตุนิยมวิทยาแห่งชาติของเยอรมนี (DWD)
• ปฏิทินธรรมชาติของไอร์แลนด์เก็บถาวรเมื่อ 28 มกราคม 2021 ที่Wayback Machineนาฬิกาฤดูใบไม้ผลิและนาฬิกาฤดูใบไม้ร่วง
• Naturewatch: โครงการด้านปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของแคนาดา
• โครงการ Spring Alive:การสำรวจปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของนกสำหรับเด็ก
• Moj Popekวิทยาศาสตร์พลเมืองสำหรับปรากฏการณ์วิทยาพืชในสโลวีเนีย
• เครือข่ายปรากฏการณ์วิทยาฝรั่งเศสของObservatoire des Saisons
• ปรากฏการณ์ทางชีววิทยาถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน 2016 ที่Wayback MachineวิดีโอผลิตโดยWisconsin Public Television
• เครือข่ายปรากฏการณ์ทางชีววิทยาของออสเตรีย ดำเนินการโดย ZAMG