基于水分亏缺指数的陕西冬小麦干旱特征分析

以陕西1961—2010近50 a 22个站点的逐日气象数据为基础资料,计算其冬小麦生育期各旬需水量(ETi)以及作物缺水指数(CWDI),并根据农业干旱等级计算出研究区干旱频率,分析陕西冬小麦各生育期内干旱指数时空分布特征。结果表明:陕西冬小麦各生育期干旱频率为拔节抽穗期灌浆成熟期返青期冬前生长期越冬期;冬小麦重旱以上频率的空间分布由北向南逐渐减少;冬小麦干旱指数的年代际变化呈上升趋势,20世纪70年代和90年代干旱指数较高,1968年为突变年份。     

河北省冬小麦生长和产量对气候变化的响应

利用河北省1981-2007年冬小麦产量资料和冬麦区23个农业气象站点冬小麦全生育期观测资料、逐日气象资料,采用最小二乘法、相关分析、通径分析等方法,分析冬小麦生长发育和产量对气候变化的响应。结果表明:冬小麦冬前各生育期、北部麦区起身期、中南部抽穗－开花期平均气温下降,其他发育期平均气温升高;各发育期平均日照时数减少;降水总量冬前增加,冬后减少。冬小麦冬前生育期延后,冬后生育期提前;播种－分蘖期和抽穗－成熟期延长,其他发育期缩短,实际生长天数变化不大。不同生育期内气象要素对冬小麦发育进程和产量影响不同:气温是影响发育进程的主要气象因子,各发育期内均有较大影响;降水对返青后发育进程影响较大;日照主要影响灌浆成熟期。北部麦区气象产量主要受冬前分蘖期、越冬期、起身－拔节期的气温,开花－成熟期的气温和日照,拔节－抽穗期的降水量影响;中南部麦区气象产量主要受全生育期降水量(以返青－抽穗期最为突出)、开花－成熟期的气温和日照影响。     

甘肃东部气候变化及冬小麦生长发育响应特征

分析发现1971年以来陇东黄土高原变暖特征明显,其中西峰半湿润塬区1971～2005年增温线性趋势0.0525℃/a,环县半干旱川区增温线性趋势0.0367℃/a,平凉半湿润半干旱过渡地区增温线性趋势0.0411℃/a.除了环县川区夏季增温不明显,其余各区域四季增温均比较显著,西峰塬区四季增温幅度最大,增温趋势最明显,平凉次之.增温表现出夏季、秋季、春季、冬季依次增强的趋势.西峰半湿润塬区年降水量呈减少的趋势,环县半干旱川区年降水量呈增加的趋势,处于半湿润和半干旱过渡带的平凉年降水量则没有明显变化,不同区域秋季降水量均呈现出减少的趋势.气候变暖对陇东不同气候区域冬小麦生态影响既有相同之处,也有不同之处,相同之处主要表现在停止生长期和乳熟期均没有明显变化,起身期提前趋势明显.不同之处体现在西峰播种期明显推迟,返青期明显提前,而环县和平凉播种期和返青期均没有明显变化;西峰、平凉分蘖期明显推迟,抽穗期明显提前,而环县分蘖期和抽穗期没有明显变化;西峰、环县成熟期显著提前,全生育期日数显著缩短,而平凉成熟期和全生育期日数则没有明显变化;另外,西峰、平凉冬前及早春分蘖减少,越冬死亡率大幅度下降,产量显著增高,西峰、环县灌浆期显著延长,成熟期显著缩短,环县越冬死亡率较高时段对应秋春季降水偏少时段,产量增幅不大,增产趋势不明显.综合分析认为,西峰半湿润塬区气候变暖特征最明显,气候变暖对冬小麦的生态影响最显著.     

四种除草剂不同施药时期对冬小麦田杂草的防除效果

通过对巨星等四种麦田除草在冬前（小麦越冬前）和春季（小麦拔节前）不同施药时间的除草试验，结果表明同一种除草剂品种在冬前适期用药除草效果明显优于春季用药，防效较春季施药可提高10％－20％     

渭北旱塬区气温变化与冬小麦物候的响应

通过对渭北旱塬区永寿、风翔、蒲城、旬邑4个农业气象试验站1971年到2010年冬小麦观测数据以及30个县市区同期气象资料同步观测分析,得出渭北旱塬区气候近40年来增温明显,且以冬季和春季增温最为显著。受气候变化影响,本区域冬小麦播种期、越冬期推迟,返青期、拔节期、抽穗期、成熟期等发育期普遍提前,以返青期提前最为显著,相关性分析显示,除了冬前生长期,冬小麦越冬期以及春季各发育期间隔和发育期平均气温相关显著,而且春季的相关性明显比冬季显著,但表现在发育期间隔方面,却是冬小麦越冬期呈显著缩短趋势,而返青后各发育期间隔没有明显变化。结论认为：气候变暖一方面有利于越冬农作物安全越冬,减少冻害对农业生产的影响,而且温度升高,也增加了农业生产积温,使农作物可生长期延长,有利于提高复种指数;另一方面,由于旱塬区春季气温变率较大,发育期提前将导致作物受冻害的气候风险增大,尤其果树开花期遭受冻害,将对产量构成严重威胁。冬季气温持续上升,将导致冬小麦条锈病孢子和林果病虫害等安全越冬,对病虫害防治工作带来很大难度。因此,气候变暖对旱塬农业生产将产生深刻的影响,应引起高度关注。     

江苏省小麦纹枯病发生规律与病害消长因素分析

研究结果表明,小麦纹枯病田间发生规律大体有冬前发生期、越冬稳定期、返青上升期、拔节盛发期和抽穗后枯白穗显症期五个阶段。小麦越冬前和早春拔节期有2个发病高峰,小麦根围土中病原菌群体数量消长也出现相应的2个高峰,病菌数量高峰较小麦发病高峰约提前20—25天。秋冬降雨量的多少是影响冬前病害发生的主导因子,影响春季病害发生程度的重要气象因素是温度。相关性测定表明,温度与病害发生程度呈显著正相关。因地制宜适期精量播种、平衡施肥和冬前防除麦田杂草等栽培技术,均能有效地控制和减轻小麦纹枯病的发生与为害。     

基于FY-3D/MERSI数据的东北地区干旱监测方法研究

干旱是影响东北地区粮食安全的主要农业气象灾害之一，遥感技术是一种可便捷进行大范围干旱监测的手段。针对目前遥感干旱指数在作物生长发育过程中监测干旱的局限性和适用性等问题，以东北地区玉米和大豆等主要大田作物发育期为切入点，基于FY-3D/MERSI卫星遥感数据和地面土壤相对湿度实测数据，开展不同作物发育阶段干旱监测指数适用性分析，结合径向基神经网络方法，构建全时期和分时期土壤相对湿度反演模型，利用实测土壤相对湿度数据开展精度验证与对比分析。结果表明：风云三号MERSI传感器数据在干旱监测中具有可行性，表观热惯量(ATI)在低植被覆盖或裸土时效果较好，适用于作物冻土期、裸土期和播种～拔节期；水分指数(WI)适用于播种～拔节期、拔节～抽雄期和成熟期等植被生长时期；分时期土壤相对湿度反演模型精度高于全时期土壤相对湿度反演模型，前者监测精度在80.0%以上，比全时期模型精度提高了10%～25%,尤其在冻土期(3月),分时期模型反演精度达到了92.6%。基于作物生长时期和形态差异，选择最适宜遥感干旱指数建立分时期土壤相对湿度反演模型，提高了干旱监测的准确性和可靠性。     

河北省南部冬小麦冬前及越冬期热量变化特征

采用河北南部4个代表性站点逐日气象资料,利用Mann-Kendall检验和小波分析等统计方法,建立了河北南部冬小麦冬前及越冬期积温适宜度评价模型,分析了温度及积温变化特征。结果表明:1961~2010年日平均气温稳定降至16℃日期在1985年前后发生突变,突变区域为2005~2007年,日期变化存在10~12a尺度周期变化规律;气温稳定降至14℃的日期在2003年前后发生突变,突变区域为2009~2010年;冬前≥0℃积温适宜度平均值为0.89,在1991年前后发生突变,2004~2010年积温适宜度呈显著降低趋势,积温适宜度变化存在12~15a尺度震荡周期;越冬期负积温适宜度平均值为0.64,变异系数0.36,1967年前后发生突变,突变区域为1976~1993年,负积温适宜度变化存在4~7a震荡周期;越冬期极端最低气温在1985年前后发生突变,1995年后极端最低气温升高趋势十分显著;越冬期最低气温≤-10℃日数呈明显减少趋势。河北南部麦区冬前积温升高趋势不显著,近10a大多数年份积温显著偏多,但波动较大,偏离常态发生概率增大,积温适宜度呈下降趋势,极易出现积温过多或过少,造成冬前旺长或苗弱;越冬期负积温呈明显减少趋势,积温适宜度上升,极端最低温度升高,日最低气温≤-10℃日数减少,这种变化趋势一定程度上减少了极端最低温度偏低和低温持续时间较长引起的冻害发生。     

气候变化对山西省冬小麦种植的影响

以1961-2005年地面气象观测资料和冬小麦生长发育资料为基础,分析了山西省气候要素及关键界限温度等变化趋势和特征。结果表明:山西省年平均气温增温明显,最冷月平均气温稳定上升,其倾向率为0.42℃/10 a;冬、春两季增温明显,其中冬季气温上升尤为显著;年平均气温和极端最低气温等值线北移较明显;降水量总的趋势在减少,秋、夏两季节降水量下降趋势以及阶段性都较明显,冬、春季总降水趋势不太明显,但阶段性起伏比较大;年平均日照时数也呈下降趋势。≥0℃积温、降水量和日照时数较1960年代在区域分布上东南部地区则较正常,其余地区呈增加、减少趋势。经M-K检验可知,自上世纪70年代末、90年代初开始温度升高、降水减少趋势开始明显,并在1998年通过U0.05显著性检验,从1990年代开始的气候暖干旱化趋势明显。气候变化使冬小麦播种和越冬期推迟,从返青开始各发育期均有提前,冬小麦种植北界较1960年代北移约15km左右。     

旱地冬小麦返青前秸秆覆盖的土壤温度效应

设置田间试验,研究旱地麦田秸秆覆盖的土壤温度效应,采用微型温度纪录仪连续24 h观测,获得了小麦返青前10 cm和20 cm深度土壤温度的系统数据.结果表明:秸秆覆盖使麦田冬前(11月21日～12月20日)和越冬前期(12月21日～1月20日)的昼夜平均温度显著升高;冬前和越冬前期,秸秆覆盖土壤10 cm温度在13∶00～17∶00之间低于无覆盖,其余时间高于无覆盖土壤,越冬后期,秸秆覆盖土壤10 cm温度在12∶00～23∶00之间低于无覆盖,其余时间则高于无覆盖;覆盖土壤20 cm温度在24 h内则始终高于无覆盖土壤(冬前和越冬前期);8∶00～10∶00覆盖与无覆盖温差最大.土壤20 cm昼夜平均温度均显著高于10 cm土壤;秸秆覆盖条件下20 cm与10 cm温差昼夜平均值在冬前显著低于无覆盖,在越冬期则稍高于无覆盖;秸秆覆盖显著降低土壤温度的变幅,土壤的升温速率和降温速率也显著低于无覆盖土壤.     

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.     

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。     

锦鸡儿等旱生树种抗旱生理的研究

研究了青海东部干旱半干旱地区常见的１４种旱生树种在多项抗旱生理指标上的特征。通过凋萎系数的测定将参试树种的抗旱程度进行了初步划分。深入研究了多项水分生理指标，并据此进行了主成份二维排序，将参试树种按耐旱特征划分为五个不同的抗旱类型，供各种生态类型区选用。又综合多指标对１４个树种的抗旱顺序进行了综合排序。