宁夏干旱及其对农业生产的影响

以1951年1月－2000年5月全区19个气象台站的逐月降水资料为基础,采用降水量距平百分离和旱灾指数作为干旱灾害的指标,建立了寄存地区各种干旱类型的旱灾序列,并进行统计分析,较确切地反映出该区域内各年干旱轻重的程度,综合研究了干旱对农业生产的影响。结果表明,宁夏主要以春旱为主,春夏连旱最多,对宁夏影响最大的是秋春夏连旱;近年来干旱与非干旱的程度、范围差距进一步加大,出现干旱极值情况比以前增多,受旱面积有逐年增加的趋势;气候正在向干旱化发展。根据实际情况提出了抗旱对策。     

基于GIS的宁夏气候要素推算及农业气候资源分析

基于GIS技术研究了宁夏气候要素的小网格(250 m×250 m)推算方法,在此基础上分析了宁夏农业气候资源的状况。结果表明:宁夏太阳辐射资源丰富,太阳辐射年总量为4 955~6 155 MJ/m2,是全国太阳辐射最丰富地区之一;年平均气温5.3~9.9℃,呈北高南低分布,积温的分布空间差异明显;年降水量159.7~594.0 mm,南多北少;年蒸发量1 108.8~1 991.7 mm,分布为中西部大,东南部小;年干燥度在0.4~4.7,中北部大部分地区干燥度在2.0以上。宁夏的干旱性气候特点十分明显。     

宁夏回族自治区耕地资源高效利用途径

宁夏地处我国大西北高原东部,其耕地资源在国家粮食保障和区内粮食安全、经济社会发展中具有重要地位,为西北干旱区的农业大区。为了促进宁夏耕地可持续利用,提高耕地的粮食和农产品生产能力,在宁夏耕地资源利用现状实地考察基础上,采用1991-2013年《宁夏农业统计年鉴》和宁夏历年国民经济和社会发展统计公报非农用地清查资料及第二次土壤普查资料,分析影响宁夏耕地高效利用的主要障碍因素和生产性问题-耕地面积减少、质量下降、干旱缺水、土壤盐渍化、水土流失、荒漠化、农业经营租放等,总结宁夏高效利用耕地,确保耕地资源数量基本稳定,质量逐步提高的经验,提出了优化土地利用结构和农业生产布局,节水保水高效用水、提高耕地综合生产能力等高效利用耕地的途径。可为宁夏高效利用耕地,确保粮食与农产品安全和农业综合发展提供科学决策依据,并为国内同类地区高效利用耕地提供参考。     

西北地区农业干旱脆弱性评估及时空分布特征

西北地区是重要农牧交错区,生态环境脆弱,农业生产对气候变化极为敏感,研究其农业干旱脆弱性时空分布特征是有效应对干旱气候的关键。基于IPCC评估框架,考虑蒸散对土壤含水量的影响,将多时间尺度干旱指数纳入指标体系,研究西北地区农业干旱脆弱性及其时空分布特征。结果表明:2010—2020年该地区农业干旱脆弱性呈现下降态势,其中2010—2015年下降幅度最大,但区域均衡性减弱,出现“两极”现象;2015—2020年脆弱重心逐渐向南部地区转移,形成“辐射”效应。该地区农业干旱脆弱性冷热点区域变化显著,2010年热点区域集中在新疆西南部,冷点区域分布在新疆北部和宁夏;2020年热点区域转移至甘肃和青海南部,且呈现向外辐射现象,冷点区域主要集中在新疆北部地区。     

540年来宁夏旱涝分区及演变趋势的诊断分析

应用近500年的旱涝史料和现代降水量资料,对宁夏引黄灌区、中部干旱带和南部山区三个区域进行时段为百年的旱涝特征及演变趋势的诊断分析;通过11年旱涝等级序列滑动平均来探讨其周期变化规律及变化趋势,采用交叉谱分析方法,得到了太阳活动对宁夏地区旱涝的影响尺度、幅度及响应时间,以说明旱涝变化与这些因素的相关程度;并采用功率谱分...     

基于SPI指数的宁夏中部干旱带1960—2012年干旱特征研究

研究宁夏中部干旱带的干旱特征可为区域农牧业发展和防灾减灾提供科学决策依据.利用1960-2012年的各站点气象观测资料,计算标准化降水指数(SPI),并借助集合经验模态分解、功率谱分析和重新标度极差分析等方法,对近50年来的干旱特征和变化趋势进行了研究.研究结果表明,宁夏中部干旱带在1960-2012年间发生中旱以上的干旱事件达到了总干旱次数的30％以上;干旱波动周期的多尺度分解显示,该区域存在着0.5a尺度的轻旱,1 a尺度的中旱,3a尺度的重旱和10 a尺度的特旱;平均干旱强度的年际波动周期特征中,有平均超过65％的贡献来自于3.25-4 a左右的干旱周期波动,而平均超过14％的贡献来自于5.78-6.5 a左右的干旱周期波动;总体来看,宁夏中部干旱带的干旱趋势处于增强态势,且具有长程依赖性,即未来还将持续干旱,但不同季节的干旱趋势特征又表现出一定的差异.     

宁夏近40多年积温及不同积温期降水量变化研究

选取宁夏22个地面气象站1961~2005年逐日平均气温、逐日降水量资料,统计计算日平均气温稳定通过0℃和10℃期间的积温,结果表明:随着气候的变暖,宁夏各地≥0℃和≥10℃积温呈明显增加趋势,近19 a增加显著;≥10℃积温不同等值线明显向地势较高地区移动,喜温作物面积扩大;积温持续日数明显增加,有利于作物的成熟;≥0℃和≥10℃积温期间降水量主要在部分干旱地带增加,这有利于干旱地带农牧业生产和植被恢复。     

宁夏山区小麦产量变化特征及其对气候变化的响应

利用宁夏山区各气象站1957～2002年的气候资料及同期小麦产量资料,分析了宁夏中部干旱带和南部山区小麦产量和气候要素的周期性变化特征以及小麦产量与气候要素的关系.采用常用的墨西哥帽小波(Mexican Hat)函数,分别对宁夏中部干旱带和南部山区小麦单产气候产量和气候要素时间序列进行了小波分析,分高、提取了小麦单产气象产量和气候要素时间序列的波动周期,并进行了相关性分析.结果表明:1954～2002年,宁夏中部干旱带小麦单产在波动中增长.气候产量与5月份降水量有明显的正相关.中部干旱带小麦气候产量具有4年左右、8年左右和16年左右的周期振荡,且以8年左右的周期最为显著.5月份降水量有4年左右、8年左右、16年左右和32年左右4个时间尺度的振荡周期,以8年左右、16年左右和32年左右的周期性振荡最强.气候产量和5月份降水量在4年和8年的振荡周期上有同位相,相关性达到显著水平.宁夏南部山区小麦单产在波动中稳步增长.气候产量与5月份降水量有明显的正相关,与5月份平均气温有明显的反相关.宁夏南部山区小麦气候产量有4年左右和8年左右的周期振荡,以4年左右的周期性振荡最强.5月份降水量有4年左右、8年左右、16年左右和32年左右4个时间尺度的振荡周期,以8年左右、16年左右和32年左右的周期性振荡最强;5月份平均气温存在着8年左右和16年左右2个时间尺度的振荡周期,以16年左右的周期性振荡最强.气候产量与5月份降水量4年和8年的振荡周期上具有明显的同位相,与5月份平均气温8年的振荡周期有明显反位相.气候变化对宁夏南部山区及宁夏中部干旱带小麦产量具有明显的影响.     

宁夏近44年水汽时空分布及环流差异特征分析

利用NCEP/NCAR(1961-2004年)月平均再分析资料,对宁夏水汽含量(通量)的年际、年代际演变特征及不同区域和不同季节的分布特征进行分析;同时,结合同期宁夏24个气象站降水实况资料,通过对夏季水汽输送偏多年和偏少年环流差异特征的合成对比诊断分析,结果表明:1961年以来,宁夏水汽含量呈明显减小趋势,2001年后有所增加,中部干旱带水汽含量最小,固原市水汽含量最大;从60年代到70年代中期,不同区域纬向水汽通量总体为增加趋势,之后,均在波动中减少;引黄灌区和固原市60年代到70年代经向水汽通量有所增加,之后显著减小,中部干旱带近40多年经向水汽通量为逐渐减少趋势。同时,水汽输送偏多年,宁夏处于东高西低的环流背景下,河套地区受纬向西风控制,南风偏强,且从太平洋到孟加拉湾上有较大的水汽由南向北输送;水汽输送偏少年,河套地区处于平直气流里,东风气流较强,水汽输送较偏多年显著偏弱。     

宁夏旱区湿地生态系统碳汇功能研究

采用3S技术对2012年宁夏旱区TM卫星假彩色数字影像进行解译,并利用GPS仪进行了野外考察验证,实地调查了宁夏湿地典型植被,获取了较为全面、完整和系统的宁夏湿地资源数据,在此基础上研究了不同湿地类型碳汇功能。结果表明:宁夏湿地总面积为19.65万hm2,占国土面积的3.1%,位居我国西部干旱半干旱地区之首。其中自然湿地面积(包括河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地)为17.03万hm2,占宁夏湿地面积的82.38%,主要分布在宁夏沿黄经济区。宁夏湿地总碳储量为1502.80万t,约占宁夏旱区五种主要生态系统(林地、灌木、草地、湿地、特色经果林)碳汇的45.03%,比全球湿地总碳储量占全球陆地生态系统碳库的百分比(10%-35%)高出10多个百分点。预测了2015年的碳汇潜力为1593.48万t,与2012年相比,2015年湿地面积增加0.34万hm2,碳汇量增加90.68万t。     

不同玉米自交系幼苗对水分胁迫的响应及其耐旱性评价

以9份玉米自交系为试材,采用盆栽试验方法进行苗期的水分胁迫试验,研究土壤水分胁迫对玉米自交系的生长发育及生理特性的影响,并采用多元分析方法对玉米自交系的耐旱性做出了综合评价。结果表明:水分胁迫下,玉米自交系幼苗通过外部形态及内部生理生化变化来响应干旱对其伤害,且耐旱性强的材料变化幅度小于耐旱性差的材料。通过主成分分析将干旱胁迫下玉米幼苗的6个单项指标转化为3个彼此独立的综合指标,并计算得到综合评价D值,比较准确地对玉米自交系材料的耐旱性做出了评价;利用聚类分析将9份玉米自交系材料分为耐旱性不同的四类,即干旱敏感型、弱耐旱材料、中度耐旱材料、高度耐旱材料四类。利用逐步回归的分析方法建立了玉米耐旱性评价回归方程:D=-0.107746+0.35003UWC+1.67684WUE-0.05857REC-0.1699Pro,筛选出适宜干旱胁迫下玉米耐旱性鉴定指标4个,即地下部含水量、水分利用效率、相对电导率、脯氨酸含量。在相同的逆境胁迫下可通过测定其它玉米品种上述4个指标的耐旱系数,利用回归方程进行耐旱性预测;材料8-8-1、KH207 A27-4-2的耐旱性较强,可以在后续试验中进行抗旱育种及栽培研究。     

山栏稻资源早期抗旱性评价及抗旱资源筛选

为明确山栏稻抗旱差异性,筛选抗旱性强的资源,采用PEG人工模拟干旱的方法,研究20个山栏稻资源的芽期、苗期抗旱性。结果表明,采用不同的评价指标,资源间的抗旱性排序有所不同;山栏稻资源的抗旱性具有显著差异;芽期、苗期抗性极显著正相关,芽期抗旱性较强的资源有L6、L30、L31、L33,苗期抗旱性较强的资源有L6、L26、L30、L31;采用隶属函数法进行抗旱性综合分级,结果显示山栏稻资源总体抗旱性较强,中抗以上的资源占55%,其中L6、L30、L31几个资源具有强抗旱性,建议在季节性干旱地区推广,同时为抗旱种质创新利用提供参考。     

吉林省主推玉米杂交种及骨干系大田全生育期的耐旱评价

基于减产率对31份吉林省主推玉米杂交种进行耐旱性直接评价.同时,通过31份玉米杂交种的大田苗期、开花期和灌浆期候选形态指标与减产率的相关性分析,筛选出适宜的耐旱鉴定指标.根据确立的形态指标,对68份骨干玉米自交系进行耐旱性间接评价.结果表明:(1)在31份玉米杂交种中,筛选出耐旱性极强杂交种6份、耐旱性强杂交种12份、耐旱性中度杂交种5份、耐旱性弱杂交种7份和耐旱性极弱杂交种1份;(2)株高和茎粗可作为大田条件下苗期、开花期和灌浆期的耐旱鉴定形态指标;(3)在68份玉米自交系中,筛选出耐旱性极强自交系6份、耐旱性强系21份、耐旱性中度系28份、耐旱性弱系7份和耐旱性极弱系6份.研究结果将为吉林地区耐旱玉米种质资源筛选提供依据.     

Assessment of drought hazard,vulnerability and risk in Iran using GIS techniques

The drought has enormous adverse effects on agriculture, water resources and environment, and causes damages around the world. Drought risk assessment and prioritization of drought management can help decision makers and planners to manage the adverse effects of drought. This paper aims to determine the risk of drought in Iran. At the first stage, standardized precipitation index (SPI) was calculated for the period 1981-2016. Then the probability map of different drought classes or drought hazard probability map were prepared. After that the indicator-based vulnerability assessment method was used to determine the drought vulnerability index. Five indices including climate, topography, waterway density, land use and groundwater resources were chosen as the most critical factors of drought in Iran and followed by the analytical hierarchy process questionnaire, the weights of each index were obtained based on expert opinions. Fuzzy membership maps of each index and sub-index were prepared using ArcGIS software. The drought vulnerability map of Iran was plotted using these weights and maps of each indicator. Finally, the drought risk map of Iran was provided by multiplying drought hazard and vulnerability maps. According to the 43-completed questionnaires by experts, climate index has the highest vulnerability to drought. Climate does not have an important role in drought hazard index, but it is the most crucial factor to classified drought vulnerability index. The results showed that central, northeast, southeast and west parts of Iran are at high risks of drought. There are regions with different risks in Iran due to unusual weather and climatic conditions. We realized that the climate and the groundwater situation is almost the same in the central, east and south parts of Iran, because the land use plays a crucial role in the drought vulnerability and risk in these areas. The drought risk decreases from the center of Iran to the southwest and northwest.     

16份玉米自交系全生育期抗旱性鉴定与评价

以16份玉米自交系为试验材料,通过比较其在全生育期水分胁迫和正常灌溉条件下农艺性状、产量性状和光合特性的差异,以抗旱系数为基本评价指标,采用逐步回归法建立最优回归方程,同时结合相关性分析、隶属度及聚类分析方法,对玉米自交系进行抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明：水分条件对散粉吐丝间隔期、株高、穗长等11个性状具有显著/极显著影响,单穗粒重、散粉吐丝间隔期和穗长可作为玉米自交系抗旱性鉴定的次级性状筛选指标。利用次级性状抗旱系数的平均隶属度和旱情发生时期抗旱系数的平均隶属度两种方法对自交系抗旱性进行综合评价,结果完全一致的有11份;通过聚类分析,将16份玉米自交系分成4类,其中强抗旱型5份、抗旱型6份、中抗旱型4份、弱抗旱型1份。参试材料中,抗旱性最强的自交系为Si-287,最弱的自交系为X178。     

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。     

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。     

柯西河流域干旱对作物产量的影响及其空间差异

干旱是柯西河流域中山区发生最为频繁的气象灾害之一,对农业生产造成极大的影响。利用气象、农业数据,结合线性趋势、回归分析等方法,分析了1998-2015年研究区的干旱变化特征及其对作物单产增长率的影响。结果表明:(1)研究区作物缺水指数呈先上升后下降的趋势,就作物缺水程度来看,南部干旱灾害最为严重,中部其次,北部最轻;(2)干旱对不同作物产量的影响差异显著。当0.60≤CWSI(作物缺水指数)<0.63时,小麦单产增长率受到干旱的影响;当0.63≤CWSI<0.64时,马铃薯和小麦受到干旱影响;当0.64≤CWSI<0.65时,大麦、马铃薯和小麦受到干旱影响;当0.65≤CWSI<0.66时,玉米、大麦、马铃薯和小麦受到干旱影响;当CWSI≥0.66时,玉米、大麦、马铃薯、小麦和水稻等5种作物均受到干旱影响;(3)干旱对作物产量的影响存在显著的区域差异,不同地区的作物受干旱影响的临界值和程度不同。     

清代陇东地区干旱灾害初步研究

通过对历史文献资料的搜集、整理、分析,对清代陇东地区干旱灾害的等级序列、时间和空间特征及其成因进行了研究.结果表明:陇东地区自1644年清世祖顺治元年至1912年中华民国元年的268年中,共发生干旱灾害111次,平均每2.4年发生1次;清代陇东地区中度旱灾发生最多,其次为大旱灾和轻度旱灾,而特大旱灾发生最少;从清代早期...     

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...