基于水分亏缺指数的北疆春小麦不同生育阶段干旱时空特征

基于水分亏缺指数模型，结合新疆历史干旱资料记载，对比分析典型年份干旱指数，确定北疆春小麦干旱等级指标，利用ArcGIS探究1986—2016年北疆春小麦各生育阶段干旱强度、干旱站次比的年际变化规律以及干旱频率的时空分布特征。结果表明：除春小麦营养生长和生殖生长并进阶段干旱站次比呈微弱增大趋势（0.355%·10a^-1），其余生长阶段干旱强度和干旱站次比均呈下降趋势；重旱和特旱在春小麦营养生长和生殖生长并进阶段发生频率最高（主要集中在50.00%~68.00%，0~3.87%），轻旱和中旱在春小麦生殖生长阶段发生频率最高（主要集中在12.00%~25.00%，12.91%~61.27%）；春小麦营养生长阶段，北疆北部地区重旱发生频率较其他地区高（主要集中在39.36%~54.19%），春小麦营养生长和生殖生长并进阶段，北疆东北部地区重旱和特旱发生频率更高（主要集中在67.72%~83.84%，7.74%~9.67%），春小麦生殖生长阶段，北疆西南部地区重旱发生频率较其他地区重旱频率更高（主要集中在46.44%~61.92%）；北疆地区在春小麦生长的3个生育阶段，生殖生长阶段中旱发生频率最高（主要集中在41.93%~51.6%），其余两个时期重旱发生频率均高于其他等级干旱发生频率（主要集中在39.36%~54.19%，51.61%~67.72%），而特旱发生频率均最低（主要集中在0~3%）。     

甘肃冬小麦主产区40年干旱变化特征及影响风险评估

干旱是影响甘肃省冬小麦生产的主要气象灾害。运用1971—2010年甘肃省冬小麦主产区8县（区）气象站降水资料及冬小麦产量资料,分析了40 a干旱时空变化特征,建立了干旱影响冬小麦产量的风险评估指数,对冬小麦在不同季节受不同等级干旱风险进行了分析评估。结果表明,春旱以陇东黄土高原出现频率最高,为0.35～0.39　次·a^-1;徽成盆地及两江流域出现频率最少,为0.18 次·a^-1;初夏旱出现频次最高的地区为环县,为0.35 次·a^-1,最少为西峰、成县及秦安;伏旱出现频率最高地区为环县及麦积,最低为张家川;秋旱出现频率最高为环县,最低为武都。各地干旱均以轻旱为主,其次为中旱。40 a中,20世纪90年代干旱出现频次最多,80年代最少。进入21世纪,秋旱发生频次明显减少,春旱则有相对增多的趋势。冬小麦全生育期徽成盆地及两江流域受旱灾影响风险最小,种植保险率最高,为92％～93％;其次为关山区,种植保险率为91%,干旱风险较小;渭河流域及渭北旱区风险较大,种植保险率为88％～89％;陇东黄土高原种植保险率最低,为83％～85％,冬小麦生长受干旱胁迫最大。     

45年来内蒙古兴安盟作物生长季干旱时空特征

基于内蒙古兴安盟8个气象观测站1973~2017年的逐日降水量、气温、日照时数、风速、水汽压等要素,选用国家标准中相对湿润度指数分析了兴安盟近45年生长季干旱时空分布特征。结果表明:近45年来,兴安盟干旱发生频率平均为4. 12n/a,其中轻旱和重旱发生频率较高,其次为中旱,特旱发生频率较低。全盟多年平均干旱频率空间分布差异不大,各地平均干旱频率在3. 36n/a~4. 58n/a。干旱频率气候倾向率为0.19n/10a,增加趋势不显著。历年生长季各月干旱指数分布结果显示,全盟春旱发生范围大、强度强,秋旱次之,夏旱强度总体较小。兴安盟生长季干旱变化经历了4个明显的阶段变化,20世纪70年代到80年代初期,干旱程度逐渐增强; 80年代初期到90年代末期,干旱强度逐渐减弱; 90年代末期到2010年,干旱强度再一次增强;2011年以后,干旱强度有所减弱。M-K突变检测显示,兴安盟生长季干旱指数在1975年、1976年、1978年、1995年、2012年和2017年均存在突变。     

基于SPI的山西省1972—2012年春夏干旱特征及对玉米产量的影响分析

利用山西省50个气象站1972—2012年春季和夏季降水量资料,基于标准化降水指数SPI,从山西省整体干旱趋势、干旱面积变化趋势、干旱强度变化趋势、干旱持续时间特征和干旱空间变化等方面,研究了山西省近40年的春季夏季干旱特征,同时结合玉米产量资料,揭示了SPI指数表征干旱特征的优势。结果表明,春季SPI呈增大趋势,气候倾向率为0.15·10a^-1,有湿润的倾向,干旱强度和干旱面积均呈下降趋势,1972—1981年山西省春季平均干旱面积为42%,而近10年为26%,表明山西省春季干旱程度有减轻趋向,但区域性或持续性极端干旱事件频发,因此,春季的干旱并未得到有效缓解。夏季SPI呈减少趋势,气候倾向率为-0.14·10a^-1,有干旱的倾向,但干旱强度呈下降趋势,气候倾向率为-0.055·10a^-1;1972—1981年夏季平均干旱面积为11%,而近10年上升到14%,但较少出现区域性或持续性干旱事件。夏季干旱特别是中等以上强度的干旱显著影响玉米产量,而春季干旱对产量影响较小。SPI值与玉米产量的相关系数要高于降水量,表明基于标准化降水指标的干旱分析在农业生产方面更具指导意义。     

SRES A1B情景下东北地区未来干旱趋势预估

利用区域气候模式PRECIS(providing regional climates for impacts studies)输出的SRES A1B情景的日平均气温及降水资料,通过计算相对湿润度指数,分析2011-2100年东北地区作物生长季(5-9月)的干旱趋势。结果表明：A1B情景下,2011-2100年东北地区农作物生长季将呈现明显干旱化趋势,相对气候基准时段(1971-2000年),未来吉林中南部及辽宁省将变湿润,其余地区将变干燥;就干旱发生范围而言,2011-2100年东北地区农作物生长季的干旱发生范围将呈显著增大趋势,2011-2040年、2041-2070年和2071-2100年的30 a平均值较气候基准时段依次变化了-1.3%、17.4%及38.4%;就干旱频率而言,[JP2]未来干旱发生频率较高的区域主要集中在黑龙江的齐齐哈尔与大庆、吉林的白城以及辽宁的朝阳地区,而低频率区主要位于吉林东部及辽宁丹东地区,相对气候基准时段,未来干旱频率预计在辽东湾地区降低2%,黑龙江西南部与吉林西部增加8%~10%,其余地区增加2%~6%。     

基于标准化降水指数的河南省近45年干旱时空特征分析

依据河南省45个气象站近45年逐月降水资料,以标准化降水指数作为干旱指标,详细分析河南省范围内干旱强度、影响范围、发生频率的时空演变规律。结果表明:(1)在过去45 a中河南省干旱具有明显的周期性且近年来有增强的趋势;从干旱发生站次比上来看,年尺度干旱站次比呈阶段性先增后减的变化趋势,且在全省范围内多发全域性、局域性干旱,分别为11、12 a;春季、夏季、秋季三季干旱站次比呈现上升趋势,上升率分别为1%·10a~(-1)、5.5%·10a~(-1)、9.6%·10a~(-1),其中,夏旱多为区域性干旱,春、秋两季多为全域性干旱,分别为13、12 a。(2)全省平均干旱频率为9.83%,秋季干旱频率高于其他三个季节,为17.53%;河南省东部商丘地区、西部三门峡地区是年、季尺度干旱高发地区,年尺度干旱强度与干旱站次比在时间上变化规律一致,都存在2～6 a的周期性。(3)年尺度干旱强度呈现增强趋势,20世纪90年代干旱强度最高,不同季节中干旱强度都表现为增强的趋势,为此河南省未来发生全域性干旱的风险依然很高。     

海河流域气象干旱时空特征分析

海河流域干旱频发,素有"十年九旱"的说法。文中基于海河流域537个格点1961-2010年的逐日降水数据,采用标准化降水指数作为气象干旱指标,计算干旱频率、变化趋势率和干旱影响站次比。结果表明:50a来海河流域干旱呈加剧的趋势,其中春旱和冬旱减轻,而夏旱和秋旱加重;干旱影响范围呈波动扩大趋势;干旱发生频率较高的地区主要分布在中部、南部以及西部。     

基于降水量距平百分率的内蒙古地区干旱特征

利用1971—2015年内蒙古地区52个气象站逐月降水量观测数据，采用降水量距平百分率(Pa)，从干旱频率和干旱变化趋势率分析了研究区近45 a来干旱时空分布特征。结果表明：从时间变化来看，年降水量呈微弱的下降趋势，并于1998年和2012年发生突变；春季、秋季和冬季降水量变化呈上升趋势，夏季降水量变化呈下降趋势；年尺度干旱主要发生在1999—2011年；季节尺度干旱发生频率为冬旱>春旱>秋旱>夏旱。从空间变化来看，多年平均降水量由东向西呈逐级递减趋势，降水分布地域特征明显，大兴安岭以东地区和巴彦淖尔市西部地区降水变化趋势率较高，呼伦贝尔市西北部、通辽市中南部、赤峰市中部、阿拉善盟西部地区降水变化趋势率较低；发生不同等级干旱的几率为轻旱>特旱>中旱>重旱，各级干旱易发生地区集中在呼伦贝尔市西部、赤峰市中北部、通辽市北部、锡林郭勒盟中西部以及阿拉善盟西部地区。Pa变化趋势率表现为，呼伦贝尔市中东部、巴彦淖尔市西部和阿拉善盟东部呈上升趋势，即干旱程度减轻；兴安盟南部至鄂尔多斯市、阿拉善盟中西部呈下降趋势，即干旱程度加重。     

冬小麦综合干旱评估指标建立及应用

为提高冬小麦干旱监测和定量灾损评估的准确性,以半干旱黄土高原陇东地区为例,利用15个冬小麦种植县1965—2020年逐日降水资料、MCI指数,1978—2020年冬小麦产量资料、干旱灾情资料,以及1981—2014年生育期观测资料,探索建立冬小麦干旱灾损评估新指标WDI,以因旱减产率和干旱指标之间的关系参考历史灾情确定等级阈值,基于WDI分析陇东地区冬小麦干旱时空分布特征。结果表明：WDI在评估干旱对冬小麦产量影响方面优于气象干旱指数;从3个代表站WDI年际变化看,环县波动幅度最大且数值最小,其次是西峰,处于阴湿地区的华亭波动幅度最小且数值最大。20世纪90年代初至21世纪初波动最剧烈。从年代变化看,20世纪90年代全生育期、拔节~开花期WDI平均值分别为-10.6、-5.4,为各年代最低,处于干旱期;21世纪10年代WDI平均值则分别为4.4、2.6,为各年代最高,处于相对湿润期。在空间分布上,干旱频率由东南向西北增大,重度以上干旱主要发生在陇东西部和中北部。冬小麦全生育期、拔节~开花期轻中旱发生频率分别为34%~52%、41%~57%,重度以上干旱频率均为4%~18%,评估结果与历史实况基本一致。WDI兼顾气象学与生物学意义,能较好表征冬小麦产量损失、干旱时空特征分析,可用于冬小麦干旱监测和评估业务。     

基于SPI指数的近50a内蒙古地区干旱特征分析

利用近50a逐月降水资料,以标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,详细全面地分析了内蒙古东中西部年际干旱强度、干旱覆盖范围和干旱频率特征及其演变规律.结果表明:近50a来,内蒙古东部和中部总体干旱强度增加但不显著,西部总体干旱强度减弱但不显著.从干旱覆盖范围来看,西部呈略微减少趋势,中部增加但不显著,而东部呈显著增加趋势,且中部和西部以全域性干旱为主,东部以区域性干旱为主.从干旱频率上看,东中西部空间差异性明显.东部轻旱发生频率较高的地区包括海拉尔市东北部、兴安盟、通辽市西部以及赤峰市东部,中旱在大部分地区发生的频率都较高,重旱在海拉尔市局部地区发生的频率较高;中部地区锡林郭勒盟轻旱、中旱和重旱发生的频率都较高;西部大部分地区轻旱发生的频率较高.     

气象、农业干旱指标综述

介绍了以降水量统计特征作为指标和以降水量、气温统计特征作为指标的气象干旱指标,以土壤含水量、作物旱情、作物需水量、供需水比例、作物水分综合统计特征为指标的农业干旱指标.列出气象、农业干旱指标计算公式,介绍计算方法和干旱指标的详细等级标准,并对各指标计算所需统计资料观测、收集的难易程度,各指标的优缺点、适用性及其适用区域范围评述,为干旱的监测、评估、预警和研究提供依据.     

万荣县麦田土壤干旱研究

万荣县气象局1964-2008年0～100 cm各旬旱地麦田土壤湿度资料分析表明,小麦生育期的耕作层土壤相对湿度有下降趋势,特别是拔节抽穗期土壤相对湿度下降4.9％ ·10a-1,作物旱情指标Kd和作物水分亏缺率G也显示拔节抽穗期干旱化明显.另外,冬前和越冬期分蘖数增大.土壤干旱的综合原因是降水量(特别是夏季)减少、冬前和越冬期作物系数增大和四月日照不显著增多引起的参考作物蒸散增加.拔节抽穗期有明显的干旱化趋势.     

Palmer旱度模式在渭北旱塬泾惠渠灌区的应用研究

依据泾惠渠灌区的水文气象历史资料,应用待定系数和回归方法,建立了适用于泾惠渠灌区的Palmer旱度模式.将该旱度模式应用于灌区干旱系列特征分析,分析结果给出不同干旱程度可能发生的频率及年内分布,验证了灌区有较明显的旱化倾向及冬灌期和春灌期大旱的出现机率较大等特征,这些均与灌区多年来的实际干旱情况相符,表明了所建立的Palmer旱度模式合理,具有较明确的物理意义且能够反映灌区的干旱特征.     

花椒抗旱性研究进展

花椒是我国重要的油料和经济作物，在干旱半干旱地区分布较广。近年来，随着全球气候变暖的加剧，水资源短缺的形势更加严峻，干旱已成为影响花椒生产的主要环境因子。本文从花椒生长形态特征、生理生化变化和抗旱分子机制3个方面阐述了花椒抗旱性的国内外研究现状，并分析了花椒抗旱性评价的方法。结果表明：花椒主要通过根、茎、叶特征的变化实现形态上的抗旱；通过保持较高的光合色素含量和调整气孔开度维持较高的光合效率、积累较多的渗透物质以增强叶片保水能力和细胞的渗透调节性能，保持较高的抗氧化酶活性减轻活性氧对细胞的伤害来提高其生理上的抗旱性；长链非编码RNA(Incrna)和ZbWRKY转录因子在花椒的抗旱过程中发挥了重要作用，其通过调控代谢途径、合成代谢物和产生植物激素应对干旱胁迫。隶属函数法、主成分分析法、聚类分析法、灰色关联度分析法可作为花椒抗旱性评价的主要方法。今后应继续加强花椒抗旱生理研究，并建立系统的抗旱性鉴定评价体系，以期为花椒抗逆性研究提供参考。     

广西玉米品种开花期抗旱性鉴定与评价

选取20个广西玉米品种，在开花期进行干旱胁迫处理，测定叶片相对含水量、可溶性糖含量、叶绿素含量、丙二醛含量、SOD酶活性等生理指标，同时测定产量指标。通过五级评分法对生理生化指标进行抗旱性打分，通过产量指标计算抗旱指数，综合评价玉米开花期的抗旱性。结果表明，五级评分法综合得分在1.9293~5.6595之间，其中正大619、桂单162和桂单0810得分大于5.0，其次为迪卡008、先玉30T60、先正达901、庆农68、南美1号和万川1306得分在4.0~5.0之间。而抗旱指数值在0.4104~1.0963之间，其中桂单0810、太平洋99和正大619抗旱指数大于1.0，先玉30T60、迪卡008和南美1号抗旱指数在0.9~1.0间。两种评价结果之间的相关性为0.5887，达到极显著相关。五级评分法与抗旱指数可同时用于玉米开花期抗旱性评价。两方面评价结果均表现抗旱的品种为桂单0810、正大619、先玉30T60、迪卡008和南美1号，其中桂单0810和正大619为抗旱性极强品种。     

1421-1950年青海东部农业区旱灾特征及驱动力研究

通过对相关历史文献的整理、统计和分析,研究1421-1950年青海东部农业区干旱灾害的等级序列、阶段性和周期性特征以及驱动力因子。结果表明：1421-1950年青海东部农业区共发生旱灾152次,平均3.5年发生1次。其中,轻旱64次,中旱63次,重旱20次,特旱5次,分别占旱灾总数的42.11%,41.45%,13.1...     

模拟干旱胁迫下冬小麦胚芽鞘长度变化及与抗旱性的关系研究

以6个抗旱性不同的冬小麦品种(系)为材料,通过不同浓度的PEG-6000渗透溶液模拟干旱胁迫处理,研究了小麦苗期的胚芽鞘长度、苗高、主胚根长等性状,并与其在大田及防雨棚控水条件下的产量构成和抗旱性的关系进行分析.结果表明,在不同浓度的PEG-600 0渗透溶液干旱胁迫处理下,小麦苗期胚芽鞘长度在品种间差异显著;产量的抗旱指数与苗期不同干旱胁迫处理下的胚芽鞘长度的相关性分析表明,小麦的胚芽鞘长度与其抗旱指数呈极显著正相关(相关系数为0.9600),抗旱性强的品种胚芽鞘较长,抗旱性弱的品种胚芽鞘较短.在不同程度的干旱胁迫处理下,各品种的胚芽鞘长度变化趋势大致相同 ,因此利用胚芽鞘长度可以在早期对小麦的抗旱性进行鉴选.     

甘肃河东早春旱和春旱的监测与预测

利用1958年以来甘肃河东地区具有代表性的12个站点的降水和蒸发资料,给出了甘肃省早春旱和春旱指数计算公式和判别标准。结果表明:此法能够较准确地提炼出早春旱和春旱与多雨的年份,而且资料获取相对容易,在实时业务的干旱监测中有一定的应用价值。对46a来干旱的时空分布特征进行了初步分析,给出典型年份前期和当时场的风场和高度场的环流特征,指出从隆冬开始,北风异常就贯穿我国中西部上空的整个对流层;随着高度的升高,东亚高度场减弱并向西倾斜,东亚槽偏强,欧洲脊偏强,高低空环流的这种配制以及东西方向的波列分布状况不利于河东地区的降水,易造成干旱,并就此给出一个预测模型。     

山西南部季节性干旱特征及综合防御技术

采用标准化降水指数(SPI)为干旱指标,计算了山西省运城市49年(1958—2007年)各月干旱指数,并在此基础上分析了山西南部地区季节性干旱特征。研究表明,干旱强度与干旱频率在不同年代际表现特征不同。与运城地区49年同期均值相比,进入20世纪90年代后,春旱发生频率、干旱强度分别提高了29.0%、5.1%;夏旱发生频率提高41.9%,干旱强度下降了7.4%;秋旱发生频率下降了23.8%,干旱强度提高了7.7%;冬旱发生频率下降了26.6%,干旱强度下降了37.5%。干旱的季节性特征为春旱和夏旱有加重趋势,秋旱和冬旱有减弱趋势。春旱(3—5月)和伏旱(7—8月)作为可预见性干旱,可采用土壤墒情监测、干旱预警、制定系统性抗旱措施等综合防御技术。对于不可预见类型干旱,可采用建立抗旱水源、储备抗旱机械等策略。     

基于Copula函数的河北省夏大豆干旱风险特征研究

干旱是河北省夏大豆生育期内的主要农业气象灾害之一。选用1991—2020年河北省夏大豆种植区97个气象站的气温、降水、日照时数、风速等资料,以作物水分亏缺距平指数划分干旱等级,基于游程理论提取干旱事件的历时和烈度,采用Copula函数分析干旱事件的同现重现期,以及干旱事件同现重现期与大豆单产之间的关系。结果表明：（1）该区干旱历时、干旱烈度的高值区位于邢台、邯郸,干旱频次的高值区位于石家庄西部、保定西部、廊坊北部,说明高频次的区域不一定是长历时、强烈度干旱过程的分布区域。（2）河北省夏大豆干旱历时以威布尔分布和对数正态分布为主,而干旱烈度以广义极值分布和对数正态分布为主。（3）Frank-Copula函数为河北夏大豆干旱历时和干旱烈度的最优联合分布函数。（4）时长为3旬的干旱事件重现期最小,重旱的高风险区主要分布在廊坊、保定、石家庄中西部、沧州中东部、衡水、邢台、邯郸;时长为11旬的各等级干旱仅邯郸中东部为相对高风险区,其它大部地区为低风险区,即时长为11旬的干旱事件出现的可能性较小。（5）大豆单产与干旱时长、干旱烈度的相关系数75%的站点通过了P<0.05的显著性检验,与重现期的相关系数所有站点均通过了P<0.05的显著性检验,甚至1个站点通过了P<0.001的显著性检验,说明重现期更能反映干旱事件对产量的影响,长历时、高烈度干旱事件的重现期低值区为干旱的高风险区。