大公民科學家時代：成為科學的一份子
近十年來，推廣生物多樣性逐漸主流化與珍惜自然環境，「公民科學家」越來越備受重視。然而，許多參與其中的民眾，卻不一定瞭解自己觀察與上傳的生物資料，究竟有哪些貢獻。本文利用植物物候研究的例子，概述物候研究的重要性，以及公民科學資料在科學報告中扮演的角色。
撰文｜何郁庭
你有使用過iNaturalist嗎？你有當過調查植物物候的志工嗎？近十年來，「植物公民科學」的相關活動在臺灣逐漸形成一股風潮，許多單位辦起工作坊，向民眾傳達公民科學(citizen science)的意涵，並同時教導民眾使用開源觀測平台的APP。漸漸地，對野外自然環境有興趣的民眾，紛紛開始拿起手機，記錄生活周遭的野生生物，並且上傳到網站上，分享給社群。
可能有很多拍照、上傳植物資料的人，會好奇自己拍攝和上傳的照片，到底有怎樣的重要性，在植物物候相關的科學報告中，又扮演怎樣的角色。其實，因為手機的便捷和網路的便利，大家隨手拍攝的照片，正在為植物物候研究這門古老的科學，開拓了新的可能性。
為什麼要在乎「植物物候」？
一般而言，「植物物候」指的是植物在不同的季節時，所展現出展葉、開花、結果跟落葉的各種事件，乍聽之下距離人們非常的遙遠，但這門學問的起源，可以追溯到農業時代的需求。古代的社會既沒有溫度計，也沒有天氣預報，所以如果要知道何時該開始插秧，何時又要收成，還得觀察周遭各種生物的提示，因此，觀察植物萌芽、開花的時間，便成為農事活動的其中一項重點。
物候可說是探究植物和氣候變化關係的科學，植物的物候事件會受到溫度、濕度、光照，甚至是下雪等各項環境因素影響。植物開花時間的改變，會影響授粉者的行為及生存，授粉者的多寡，又會影響捕食者能否獲得充足的食物，這樣一層層向上推，最終導致整個生態系產生改變。
所以，當1990年代人們開始關注氣候變遷的議題時，「物候學」就成了氣候變遷影響研究中，重要的生物性指標。
傳統的研究物候方式——現地調查(local-scale observations)
紀錄植物物候最直觀的方式，就是同一群人用相同的方法和標準，定時到同一個地區去，監測同一批植物。現地物候調查是個成本低，但成效很好的物候監測方式，現地調查大多由一群受到良好訓練的調查人員執行，所以對植物的物種、現地的植群等，都有紮實的背景知識，所以在第一線紀錄植物物候時，除了觀察植物本身，還能察覺跟植物或環境相關的其他資訊。
現地調查的另一個好處，在於調查的單位，可以根據他們想探討的主題，客製化調查的時間頻度與紀錄方式，例如計算每個植物的枝條上有幾棵花苞，有幾片葉子，甚至是每次調查都計算地上有幾棵新發芽的小苗。
然而，現地調查還是有一些缺點的，最顯而易見的就是人力的限制。假設今天研究團隊想要專門研究玉山上的植物物候，即便每個月調查人員都爬上玉山主峰的山頂，一年可以紀錄的次數也只有12次。另外，由於各個地區的調查有各自的頻度與規則，所以不同地區的資料，或是不同研究單位的資料，可能會遇到沒辦法相互比較或整合的問題。
觀測區域性的物候調查方式——數位擴張(digital expansion)
拜網際網路革新與開放資料發展，加上公民科學的興起，長年進行現地調查的物候研究學者，在這個數位化的時代不用再單打獨鬥，而是能和公民科學家、志工們合作，改以人海戰術的方式取得更多生物記錄，來討論研究者想要詢問的科學問題。
公民科學(citizen science)這個詞彙約於1990年代被提出，主要著重於利用公民自身動員所產生的科學知識，儘管公民科學有許多不同的名稱，各個研究者或公民科學團體對於這個概念的範圍也略有不同，但大致上都符合開放資料、公民參與，以及具有一定程度的資料品質等原則。
以開放數位資料為基礎的公民科學，其優點恰好能補足過往現地調查的限制。公民科學社群的參與者只要每人上傳幾筆資料，集合起來就能累積數量可觀的觀察，且公民科學的調查遍及地區更加廣大，舉例而言，如果某個人想要了解全臺灣苦楝(Melia azedarach)的開花時間，他可以不用一個人環島跑遍全臺，而是動員社群中同樣對苦楝花感興趣的人，分工合作在自己居住的城市記錄開花的情況與日期。
雖然數位資料與公民科學聽起來像是物候研究的萬用工具，但它同樣有調查的侷限和缺點。比方說，公民科學的資料，時常會遇到地點跟物種取樣不均的問題。在交通易達的地方，通常伴隨的觀察記錄會比較多，而偏遠的地區，仍然會有資料不足的情況；另外，大眾在野外觀察自然生物的時候，大多會被大又鮮豔的花或果實吸引，所以這類的觀察記錄會特別多，反觀「顏值」較低的植物，就比較少人會特別記錄。
所以，如果想要利用公民科學的開放資料進行研究，這些問題都需要預先思考克服的方法。
物候研究是關於植物和氣候變化關係的研究，整體來說，只要可以取得特定的植物物候狀態，以及環境氣候資訊，並加以對應，或許就能發現其中特殊的關聯性。它不需要太昂貴的儀器與設備，部分的氣象資訊甚至是免費提供所有人下載的，只要有效的分析和利用這些資料，就有機會從中發現驚人的研究成果。
當然，如果要針對植物進行研究，相關的專門知識還是必須齊備；而在資料處理的過程中，也會伴隨著調查產生大大小小的雜訊，所以要成為一個專門研究植物物候的研究者，還是有一定的門檻。不過，假若你不滿足於僅僅當個提供植物觀察的公民科學家，或許你也能利用現有的公民科學資料，開展一個屬於自己的專題研究，自己提出令你好奇的問題，並試圖自己找出答案！
參考文獻
- MacKenzie,C. M., A. S. Gallinat, L. Zipf (2020) Low-cost observations and experiments return a high value in plant phenology research. Applications in Plant Sciences. 8(4):e11338. https://doi.org/10.1002/aps3.11338
- 林德恩（2022）台灣公民科學現況與未來挑戰。自然保育季刊。第120期。38－49頁。
- 謝東佑、邱祈榮（2013）植物物候在氣候變遷研究之回顧與展望。中華林學季刊。第46卷第3期。391－410頁。
延伸閱讀
- 精準賞花誰能神預測？ 特生中心廣邀公民科學家「拍照打卡」就能貢獻台灣植物物候大數據。環境資訊中心。2020/01/03。
- 眾志成城—植物調查及物候觀察。科學月刊Science Monthly。2021/07/12。
- 臺灣維管束植物調查及物候觀察網站