渭河流域多尺度干旱时空特征分析

基于渭河流域23个气象站1959—2014年的实测资料,对比分析了标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI)在渭河流域的适用性,得出SPEI的稳定性更佳。继而采用标准化降水蒸散指数(SPEI)研究该流域干旱发生频率与干旱强度,分析了近55年渭河流域不同时间尺度干旱的时空变化特征。结果表明:尺度越大,SPEI波动的幅度越小。渭河流域SPEI在1991年发生突变,1991年后干旱加剧,干旱的发生存在14 a和7 a左右周期变化。年尺度干旱的发生频率呈东高西低的分布,中度以上干旱频率最高的地区为西吉、武功和天水周边,频率分别为14.28%、14.28%、12.5%;季尺度上整体的秋旱相比其它季节的干旱发生频率高,中度以上春、秋、冬三季干旱发生的频率天水盆地均最高,频率分别为21.4%、19.6%和8.9%,中度以上夏季干旱发生频率最高的是平凉,其频率为16.1%;月尺度上干旱强度的分布总体上是由东向西减小,其中干旱强度最大的是南部佛坪地区,干旱强度为30%,天水和海源地区近55年发生连续干旱过程的次数最多,可达22 a,该过程中连续干旱的月数大多为3~4个月,而吴旗站存在一次长达9个月的持续干旱过程。     

1961—2012年我国干旱演变特征

利用气象观测数据、气象干旱指数及Mann-Kendal统计检验方法,研究我国近52 a的旱情特征及旱情变化趋势,基于标准化降水蒸散指数SPEI评估不同区域旱灾发生次数、频率及覆盖面积等。结果表明：当时间尺度较小时,SPI指数与SPEI指数变化频率快,这两种指数都能有效地反映出区域旱情信息,而SPEI指数旱情监测效果更好;全国绝大部分站点降水量呈现下降趋势,但没达到显著水平;绝大部分站点平均气温呈现显著上升趋势,且SPEI值也表现出干旱趋势;全国不同省份发生旱灾的频率差异性大,河北、黑龙江、湖北、贵州和宁夏5省份在2001—2010年遭受的旱灾次数高于其他时期,大部分省份干旱覆盖面积呈现显著增大趋势。     

基于SPI/SPEI指数的东北地区多时间尺度干旱变化特征对比分析

利用东北地区(黑龙江、吉林、辽宁)1960—2014年90个气象台站的逐日地面观测数据(平均气温、降水量、日照时数、平均相对湿度、平均风速及平均水汽压),利用标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),对比分析近55 a多时间尺度干旱变化特征及两指数的表征差异。(1)依据各气象台站年总降水量,可将东北地区分为5个子区,各分区年总降水量皆未表现出显著的长期趋势,但Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ区和Ⅴ区年总潜在蒸散量分别呈现显著下降、上升趋势。(2)两指数在1个月(1 mo)尺度上围绕0值频繁波动,随时间尺度增加,形成干湿阶段持续期,其中干旱期持续时间较湿润期稍长。不同时间尺度二者评估旱涝结果总体相似,其中短时间尺度,SPI较SPEI易受降水影响,波动大。长时间尺度差距减小,但在判别程度上SPI较SPEI偏轻。在特殊干旱年1982年和1999年,SPI在降水量减少幅度较大地区或月份监测干旱能力下降。(3)SPI描述东北地区无旱及特旱发生频率时较SPEI高,中旱、重旱及湿润发生频率则相反。(4)在评估东北地区旱涝情况时SPEI指数较SPI指数适用性更好。     

基于SPI的陕西关中地区气象干旱时空特征分析

采用标准化降水指数(SPI)作为研究干旱的指标,根据陕西关中地区30个气象站41 a的气象资料,在计算年、季和月不同时间尺度SPI的基础上,采用克里金插值法获取SPI空间栅格数据,分析关中地区气象干旱的时空特征.结果表明,总体上年均SPI呈下降趋势,气象干旱程度加剧.关中地区年内呈夏季气象干旱减少、秋季增加趋势,除6月...     

柴达木盆地干旱时空变化特征

利用柴达木盆地气象站收集的降水和气温数据,计算了SPI和SPEI两种干旱指数,并用于评价研究区不同时间尺度的干旱特征。然而,由于测站分布稀疏,两种指数在区域干旱评价方面存在不足。在此基础上基于全球范围内的scPDSIpm数据集,并用PDSI指数分析了干旱演变特征及时空分布规律,研究发现：①温度在年际尺度对研究区的干旱情况影响较大,而在月尺度和半年尺度上对研究区干旱情况影响不明显;②PDSI指数与SPEI和SPI干旱指数的相关系数较高（0.7以上）,与两者具有较好的一致性,PDSI更适宜于无资料地区的干旱评价;③研究区中部干旱状况最为严重,东部边缘和西北部干旱频次相对较少,但2000年以来这种趋势得到改善。本研究对评价不同干旱指数的适用性及资料缺乏地区的干旱评价具有重要的指导意义。     

典型干旱指数在滦河流域的适用性评价

利用1957-2010年滦河流域9个代表气象站逐月降水量资料及滦河三道河子、韩家营、承德、下板城和滦县站的1956-2000年逐月天然径流量资料,分别应用降水距平百分率、标准化降水指数（SPI）、降水Z指数及径流距平百分率,评价滦河流域干旱情况,并比较4种干旱指数的评价效果。结果表明：降水距平百分率反映干旱程度较轻;与降水Z指数相比,SPI指数能较客观地反映滦河流域干旱程度,3种气象干旱指数在滦河流域的适用性评价结果SPI]指数优于降水Z指数和降水距平百分率;而径流距平百分率的水文干旱指数评价结果与实际旱情更为吻合。但是,这4种干旱指标缺乏综合性和机理性,尚需加强降水、气温、蒸发、径流量等因素的综合考虑,提出反映干旱内在机理的指标。     

CI指数的改进及其在陕西省的适用性分析

利用陕西4个站点2002—2012年逐日降水、气温资料和气象干旱指数,结合测墒站建站至2012年墒情数据,通过增加变量和调整权重系数对CI进行改进,统计分析改进前后的综合气象干旱指数在陕西干旱过程描述、频率及强度等方面的应用情况和改进效果,并比较了与同期土壤相对湿度的相关性差异。结果表明:改进的综合气象干旱指数(CInew)监测的干旱日数较CI偏少,春夏季尤为明显。各等级干旱发生频率CInew较CI偏低0.1%~8%,年干旱强度较CI平均偏低64.2,但改进前后的综合气象干旱指数在年干旱日数、频率、强度的总体变化特征方面并没有显著差异,均能反映出陕西干旱频率及强度的变化特征。CInew在具体干旱过程监测中的不合理跳跃次数明显减少,克服了CI对弱降水的骤然反应,保留了对强降水的敏感性,CInew与土壤相对湿度的相关性达0.9,较CI明显偏好,监测过程更符合实际干旱的演变规律,程度更贴近实际。因此,CInew可以作为陕西干旱监测与评估指标之一在业务中推广应用。     

东北地区玉米干旱时空特征分析

利用1961～2007年东北地区124个气象站日气象数据,采用彭曼-蒙特斯方程计算参考蒸散量、作物需水量及玉米水分亏缺指数,按玉米生长的不同发育期确定不同干旱等级玉米水分亏缺干旱指标并计算了干旱频率,并就其时空分布及其年际变化特征进行分析.结果表明:东北地区玉米生长季内干旱呈现明显的季节性和区域性,干旱发生频率较高的时...     

渭河流域干旱指标空间分布研究

基于月降水数据,运用干旱指标研究渭河流域的干旱特征。以西安站为例,详细对比了Z指数与SPI计算结果的一致性和差异;分别采用1、3、6、9、12个月和24个月时间尺度SPI分析了该站历史旱涝状况及持续时间,并探讨了其季节旱涝特征。计算了渭河流域1995年11月不同时间尺度的SPI值,并绘制了相应的空间分布图。结果表明：多时间尺度SPI[WTBZ]能够反映出降水的分散情况,并给出降水量区间与干旱指标的对应关系,是进行旱涝监测和预报的一种有效手段;发生于1995年的渭河全流域干旱具有季节性和多年特征,干旱程度总体上由东南部向西北部递减。     

贵州省干旱历时和干旱烈度的时空特征分析

全球气候的变化,导致局部地区干旱问题的加剧,我国贵州地区干旱也频繁发生。文中基于贵州省1951-2012年的19个典型站点的气象资料,以SPEI指标识别了贵州气象干旱历时和干旱烈度,确定了贵州气象干旱历时和烈度的Gamma适线频率分布曲线以及时空变化特征。结果表明:干旱历时和干旱烈度的Gamma适线频率曲线和经验频率点能够很好的吻合;干旱历时和烈度在时间上的变化趋势基本一致,而在空间分布上存在较大差异。遵义、毕节、铜仁、黔南州地区干旱频次、干旱历时和年均干旱烈度等均处于较高水平,为贵州省干旱易发地区,研究结果对旱情的识别及干旱区划的研究具有一定的指导意义。     

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.     

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。     

特旱条件下玉米自交系抗旱性评价

为了发掘和利用玉米抗旱种质资源,选育耐旱高产的玉米杂交种,通过全生育期控水试验,对58个玉米优良自交系的抗旱性进行了鉴定和评价,并进行了抗旱性聚类和遗传背景分析。结果表明:在特旱条件下,58个自交系减产幅度为40.6%~100%,平均产量下降了81.6%;结实率、穗行数、行粒数、出籽率4个性状分别与抗旱系数或抗旱指数存在显著或极显著的相关性,可作为玉米自交系抗旱性评价的关键指标;根据抗旱性的不同,58个自交系可划分为3类,其中第I类自交系K12、PB1139、RD6的抗旱性极强,第II类自交系CL11、郑58、P138、特早熟、Ft45-5具有较强的抗旱潜力。为了便于利用杂种优势,将不同抗旱性的自交系按照其所属遗传类群进行了再次划分,58个自交系可划分为2个类群,其中A群中抗旱性强的自交系有CL11和郑58,B群中抗旱性强的自交系有K12、PB1139、RD6、Ft45-5、P138和特早熟。     

干旱胁迫下玉米自交系抗旱性评价及筛选

以39份玉米自交系为材料，2017—2018年在甘肃省张掖市设置田间自然抗旱鉴定试验，筛选抗旱鉴定指标，综合评价玉米自交系的抗旱性。结果表明：在干旱胁迫下，39份玉米自交系的粉丝间隔时间延长了0~3 d，株高、穗位高、穗长、穗粗、穗干重、籽粒干重、出籽率及百粒重均降低，其中，穗干重、籽粒干重和出籽率3个指标分别为正常灌水处理的81.5%、79%和88.5%。穗干重、籽粒干重和出籽率与平均抗旱系数呈显著正相关，可作为玉米自交系抗旱鉴定的主要指标。利用加权抗旱系数法综合评价筛选出强抗旱玉米自交系10份，其中自交系E28、DH351、陇1222、浚92-8和黄早四，抗旱性达到极强。本研究所筛选到的抗旱自交系可在选育抗旱新品种中加强利用。     

甜荞资源萌发期耐旱性鉴定体系建立与种质筛选

为了探索荞麦萌发期耐旱性鉴定胁迫浓度与鉴定指标,建立甜荞萌发期耐旱性鉴定体系,筛选优异种质资源,以80份不同来源的甜荞种质资源为材料,通过设置不同的PEG6000胁迫浓度(10%、20%、25%和30%),研究了不同干旱胁迫对甜荞种子萌发和生长的影响。结果表明:低浓度胁迫(10%PEG6000)对甜荞种子的萌发率和根的生长影响较小,萌发抗旱指数变幅为80.92%～109.31%,对部分品种具有一定的促进作用;随着PEG6000高渗溶液浓度的升高,种子萌发率、萌发抗旱指数、株高和根长等各项指标呈下降趋势,20%PEG6000溶液胁迫下,萌发抗旱指数为50.82%～101.62%,在25%PEG6000溶液胁迫下各品种的萌发抗旱指数均在50%以下,当浓度达到30%时,萌发抗旱指数均在5%以下,显著抑制了种子的萌发,20%PEG6000溶液为荞麦萌发期耐旱性鉴定的适宜浓度;种子的相对发芽率、萌发抗旱指数、相对根长指数和根长胁迫指数4个指标与甜荞耐旱性等显著相关,相关系数分别为-0.92、-0.94、-0.85和0.85,可作为甜荞萌发期耐旱性鉴定的有效指标;通过对80份甜荞种质资源进行耐旱性鉴定,共筛选到耐旱性极强的种质资源3份(3.75%),耐旱型种质13份(16.25%),耐旱性较弱种质33份(41.25%),敏感型种质31份(38.75%)。     

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.     

基于温度植被干旱指数的黑龙江省旱情动态研究

2015年黑龙江省发生大面积干旱,为了对此旱情进行动态监测,采用6—9月的MODIS数据,计算温度植被干旱指数(TVDI);以过去15年(2000—2014年)的全省40个旱作农业站点以旬为单位的TVDI为研究对象,根据土壤相对湿度的农业干旱等级划分标准,制定TVDI的干旱监测等级,利用2011年实地测取土壤相对湿度数据对该等级进行验证,结果表明,验证结果准确度达到83%。结果显示:TVDI被分为5个等级,TVDI0.46为无旱,TVDI在0.46~0.57之间为轻旱,TVDI在0.57~0.76之间为中旱,TVDI在0.76~0.86之间为重旱,TVDI0.86为特旱,用此标准对黑龙江省2015年的旱情进行分析,能够较好地反映出黑龙江省整体的实际旱情。在监测中2015年7月份全省旱情最为严重,持续到8月中旬,到8月下旬省内各地陆续降雨,重旱区域减少,整体旱情减轻。     

干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期生理特性的影响

以干旱敏感型芜菁(WJC106)和抗旱型芜菁(WJC129)为试验材料,采用盆栽自然干旱方法,研究干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期丙二醛含量、相对电导率、抗氧化酶活性、渗透调节物质、光合荧光以及叶片气孔形态特征的影响。结果表明：干旱胁迫显著增加芜菁苗期丙二醛含量和相对电导率,WJC106的增幅分别为59.71%和27.05%,WJC129分别为54.52%和20.06%,其细胞膜受损程度较大。WJC129有较强的调节能力,在干旱胁迫下其抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量显著高于WJC106。干旱胁迫下WJC106和WJC129脯氨酸增幅分别为85.22%和88.97%,可溶性蛋白增幅分别为32.51%和58.26%,脯氨酸和可溶性蛋白起主要渗透调节作用。干旱胁迫除对芜菁有效光量子产量影响不明显之外,对叶绿素含量、光合及荧光参数均造成负面影响,其中WJC106受影响较大,WUE下降了71.5%,而WJC129光合及荧光各项指标相对比较稳定,WUE反而增加了18.2%。干旱胁迫使两个不同抗旱类型的芜菁苗期叶片气孔变小,保卫细胞变薄,气孔开度和气孔张开率显著减小。在干旱胁迫下,抗旱型芜菁的气孔开...     

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.