华北灌溉农业旱灾风险综合防范凝聚力评价指标体系构建

旱灾是对中国造成损失最大、影响最为严重的自然灾害之一.目前已对农业旱灾综合风险防范凝聚力进行初步研究,但尚未构建凝聚力评价指标体系.依据区域灾害系统理论和凝聚力的定义与阐述,在梳理人文社科凝聚力和农业旱灾脆弱性、适应性、恢复性研究成果的基础上,结合邢台市区域特点及对各级政府和农户等主体的调研结果,提出了指标选取原则与依据,运用层次分析法构建了县级和村镇级农业旱灾风险综合防范凝聚力评价指标体系.依据指标性质将体系分为2个部分:软指标“凝心”包括组织领导、协同合作、意愿度等方面;硬指标“聚力”包括孕灾环境、资源和工程设施、财力和粮食供给、农业生产等方面.研究可为后续量化分析提供基础,是对区域凝聚力整体水平的初步探究,也可为减轻旱灾风险提供理论指导与支持.

湖南株洲市抗旱减灾薄弱环节及改进建议

传统灾后抗旱的被动模式已不能适应当今干旱综合应对的需求,风险管理的主动抗旱模式成为现代抗旱工作发展的必然趋势。抗旱薄弱环节评估是制定抗旱减灾措施的基础性工作,是农民增产增收、经济提质增效的有力保障。通过对株洲市应急管理、水利、水文和气象等抗旱主体责任部门的走访调研,发现在抗旱工程体系和非工程体系中,仍存在较多薄弱环节,从而针对性提出改进建议,为各职能部门在干旱频繁化和极端化的背景下,将干旱导致的各项灾害风险降至最低提供参考。

玉米干物质分配与发育进程关系的干旱响应

为深入了解玉米干物质分配(DMP)随发育进程(DVS)的变化及其对干旱的响应机理,并完善玉米DMP参数化方案,基于锦州地区开展4a的玉米营养(VP)和生殖(RP)生长期干旱试验,研究‘丹玉405’和‘先玉335’两个品种玉米地上各器官干物质积累和分配随玉米发育进程的变化及其对干旱的响应特征。结果表明:正常生长情况下,玉米的果穗干重与地上总干重随DVS递增的趋势相似,叶和茎干重随DVS都表现出先增后减趋势;玉米叶干物质分配系数(DMPR)随DVS线性或指数减小,茎DMPR随DVS先增大后减小,最大值出现在开花吐丝期,果穗DMPR随DVS线性增大;叶干物质增长量分配系数(IDMPR)随DVS减小,在乳熟期发生干物质再分配,茎和果穗IDMPR与DVS都呈先增后减的变化特征,茎干物质再分配略晚于叶。土壤干旱情况下,各器官干重随干旱加重而减小;各器官DMPR比干重对干旱的响应偏小且偏晚,其中‘丹玉405’的叶和茎DMPR在玉米生长后期随干旱的加重及发生时间的延后而增大,果穗DMPR的响应与之相反,‘先玉335’各器官DMPR对干旱的响应弱于‘丹玉405’。不同时期干旱使叶、茎和果穗IDMPR较正常值分别偏小、偏大和偏小,叶干物质再分配时间提前。高温和干旱叠加可导致玉米果穗生长停滞,使叶和茎的干物质再分配受到严重抑制,导致DMPR和干重比正常值明显偏大。综合4a试验结果,玉米的干物质积累和DMP随DVS变化及对干旱的响应都表现出明显的种间差异,干旱响应与干旱程度及其发生阶段关系密切。

基于CLDAS土壤相对湿度的云南农业干旱监测

选取2016-2020年云南37个土壤水分观测站逐日0-10cm土层相对湿度观测数据和逐日降水、气温观测资料,采用线性插值法,将CLDAS格点数据插值到观测站点上,用于与站点观测数据对比分析。利用回归订正法对插值后的CLDAS土壤相对湿度产品进行订正。采用相对误差、平均偏差、相关系数、标准差和均方根误差统计指标,定量评估CLDAS土壤相对湿度在云南的适用性。结果表明:云南土壤水分观测站相对湿度数据观测有效率不高,选用陆面融合数据开展农业干旱监测十分必要;云南地区近80%的CLDAS土壤相对湿度与土壤水分观测站观测值的相对误差绝对值<30%,数据可信度高;在干旱发生频率高的云南中部地区,CLDAS土壤相对湿度与土壤水分观测站观测值的相关系数均在0.8以上,平均偏差小于10%。从农业干旱监测效果来看,基于CLDAS土壤相对湿度的干旱监测指标能很好地描述由气温和降水异常导致的土壤墒情变化,当日降水量接近或超过5.0mm时,能快速响应轻旱站点数的减少;当连续有效降水发生后,监测指标可反映中等及以上等级农业干旱的缓解。综合来看,CLDAS土壤相对湿度在云南农业干旱监测的适用性好。

河北省苹果生长季极端干旱时空特征

本研究深入探讨了河北省苹果种植面临的极端干旱情况,旨在通过分析其时空变化趋势和特征,为河北省苹果产区科学灌溉提供理论依据,进而促进地方特色农业的发展和水资源的有效利用。研究基于河北省142个地面气象站的资料,运用地表湿润指数和小波分析方法,对1981—2020年间近40a苹果生长季极端干旱时空特征进行了综合研究。结果表明:(1)时间变化上,近40a来,河北省苹果生长季极端干旱发生频数年均0.7~3.5次。苹果生长季内各生长期极端干旱发生次数从高到低依次为:初始生长期(萌芽—开花期)、生长后期、果实着色期、幼果期、果实膨大期。年代际间,1980s最高,2000s最低,2010s呈现回升的趋势。(2)空间分布上,苹果生长季干旱发生总次数呈现东北部少、西北和中南部多的特征,年内各物候期,极端干旱发生次数南部地区高于北部地区,但果实膨大期、生长后期极端干旱发生次数高值区集中在冀西北地区。全省范围极端干旱的变化周期为4~8、7~11、16~20a。极端干旱频数在苹果幼果期、生长后期于2010s呈现回升趋势,生产上应引起关注和重视。

北方农牧交错区农户干旱风险感知及其适应策略研究:以陕西省榆阳区为例

为增强农户适应气候变化的能力,提升农业生态系统的气候韧性,本研究以陕西省榆阳区为例,基于农户调研数据运用二元Logistic回归模型对北方农牧交错区农户干旱风险感知及其适应策略进行分析。结果表明:农户的干旱风险感知与适应意向之间存在复杂的非线性相关关系。农户对干旱风险严重性的感知由高到低依次为农兼户、兼农户、非农户、纯农户,适应感知由高到低依次为非农户、纯农户、兼农户、农兼户。农兼户对干旱风险严重性的感知最为强烈而适应感知最弱,纯农户对干旱风险严重性的感知程度最低而适应感知较强;接近半数(47.5%)的受访农户愿意积极应对干旱风险,非农化水平较高的农兼户和兼农户适应意向更强烈,分别有72.34%和58.33%的农户产生积极的适应意向,有36.19%的纯农户产生积极适应意向,非农户的比例仅占23.08%;农户适应感知、适应激励、自然资本、物质资本、社会资本与适应意向存在显著相关关系,且均为正相关。基于以上结果,本研究提出了旨在提升北方农牧交错区农户干旱风险适应能力的政策建议。

挠力河龙头桥水库旱警水位初探

龙头桥水库作为挠力河干流上游唯一的大型工程,为下游重要灌区及河道生态提供水资源调配服务支撑。本文分析了龙头桥水库轻度干旱典型来水,从水功能区、水库功能和生态流量要求等方面得出用水需求,按照最大值法和综合法计算出龙头桥水库旱警水位推荐值,为支撑三江平原腹地加强抗旱管理、确保粮食安全和水安全提供参考。

水稻干旱时空演变规律及其补偿效应研究进展

受极端天气和全球气候变暖的影响,干旱已经成为影响水稻生产可持续发展的首要非生物胁迫因素之一。干旱灾害受气象、水文、农业种植等综合因素影响,其演变规律相对复杂,目前针对不同干旱影响因子对水稻生长发育和需耗水的影响还主要集中在单个因子上,尚缺乏水稻干旱灾害发生发展过程以及水稻对干旱传递过程的响应机制研究。鉴于此,本文在综合前人研究的基础上,系统阐述了干旱类型及传播特征、水稻干旱成因及演变过程,归纳干旱胁迫对水稻需耗水规律及水分利用效率的影响,并从水稻生长、生理特性、产量形成等多个方面分析水稻干旱胁迫的生理机制,总结探讨了水稻干旱后复水的补偿效应,并围绕如何有效应对水稻干旱灾害进行展望。未来可从复合干旱事件对水稻的影响、合理利用水稻补偿效应、构建干旱预警体系等方面进行深入研究,进而摸清水稻干旱的时空演变规律,以期为抵御旱灾、保障粮食生产提供关键理论与方法支撑。

厄尔尼诺下崇左市极端气象干旱对甘蔗生长影响

利用崇左市7个国家级地面气象观测站1981~2023年逐日降水量数据、Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料,通过相关性分析、合成、HP滤波分析等方法,分析崇左市季节性极端气象干旱的成因;结合2009年以来崇左市甘蔗株高、单产数据,研究春季和夏秋季极端气象干旱对甘蔗生长的影响。研究结果表明:季节内降水量偏少,小雨、无雨日数多,中雨及以上等级的强降雨日数少等是崇左市季节性气象干旱发生的直接原因;赤道中东太平洋是影响崇左市季节性降水量的重要海温关键区。2023年厄尔尼诺发展,崇左市春季(3~5月)出现极端气象干旱,2020年厄尔尼诺衰减并快速转为拉尼娜状态,崇左市出现夏秋季(7~9月)极端气象干旱。春季极端气象干旱减缓甘蔗苗期生长速度,降低年终单产;夏秋季极端气象干旱对甘蔗茎伸长期株高影响巨大,导致株高和产量严重受损。

2024年全国防汛抗旱工作

2024年汛期,我国强降雨过程多、历时长,江河洪水发展快、来势猛,台风接连来袭、影响大,旱情阶段性明显、局地受灾较重,防汛抗旱形势严峻、任务繁重。党中央、国务院高度重视防汛抗旱工作。在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,各级党委和政府迅速行动、全力应对,国家防汛抗旱总指挥部、各有关部门和单位履职尽责、通力协作,解放军和武警部队、国家综合性消防救援队伍和各类专业救援力量闻令而动、冲锋在前,广大干部群众风雨同舟、众志成城,防汛抗旱工作取得重大胜利。介绍了2024年我国雨情、汛情、灾情及其特点,总结了防汛抗旱救灾各项工作。

基于CWDI蒙冀半干旱区近60a谷子干旱时空变化特征

谷子是半干旱区的特色作物,具有耐旱稳产的特点。蒙冀半干旱区是谷子的优势产区,种植面积及总产量均居全国前列,但干旱严重威胁着该区谷子生产。为揭示干旱对谷子生长过程的影响,提高谷子生产应对干旱风险的能力,选取研究区内27个气象站点1961-2019年谷子生长季(5-9月)逐日气象数据,采用作物水分亏缺指数(CWDI)作为干旱指标,结合干旱强度、干旱频率、干旱站次比分析谷子干旱的时空变化特征。结果表明:(1)近60a,蒙冀半干旱区谷子干旱强度呈下降趋势。干旱的发生频率和站次比均随干旱等级的升高而降低。(2)在谷子各生育阶段,干旱强度和干旱频率表现为拔节期>苗期>成熟期>灌浆期>抽穗期。(3)空间分布上,研究区内谷子干旱强度和干旱频率均表现为由西北向东南逐渐降低,其中中旱、重旱和特旱的发生范围均减小。干旱强度和频率的降低有利于蒙冀半干旱区的谷子生产。

基于APSIM模型的旱地春玉米施肥类型及氮肥用量研究

为探究玉米高产和减少硝态氮残留的合理施肥模式,通过山西寿阳旱地春玉米田间试验和APSIM模型模拟,研究不同施肥类型和施氮量对春玉米产量、硝态氮残留量和氮肥利用率的影响。田间试验设置3个施肥类型主处理,包括化肥单施、有机无机肥配施(配施比例1∶1)和有机肥单施;7个施肥梯度副处理,分别为0、50、100、150、200、250、300 kg·hm-2,并利用2019—2021年试验站点数据对模型进行校准验证。结果表明:APSIM模型可以较好地模拟当地玉米产量和硝态氮残留量状况。各降水年型下,随氮肥施用量的增加,玉米产量先增加后减少,硝态氮残留量显著增加,氮肥利用率有所降低;相同施肥类型及施肥量下,丰水年的春玉米作物产量最高,硝态氮残留量最低,氮肥利用率最高;相同降水年型及施肥量下,有机无机肥配施方式的春玉米产量最高,硝态氮残留量居中,氮肥利用率最高。相较于化肥单施和有机肥单施方式,有机无机肥配施对于干旱地区玉米产量提升效果更好,其土壤硝态氮残留量对降水变化的敏感性相对较低,其氮肥利用率受降水影响也更小。综上,当施氮量介于148~168 kg·hm-2时,有机无机肥配施方式下土壤硝态氮残留量维持在阈值内,春玉米产量可达到理论产量的95%左右,适宜在研究区域推广应用。

基于标准化降水指数(SPI)的宁夏中部干旱带旱灾危险性时空演变特征

[目的]揭示宁夏中部干旱带旱灾危险性的时空特征,为宁夏中部干旱带农业生产、农业灾害防治、种植结构调整和农业灌溉指导提供科学依据。[方法]收集宁夏中部干旱带的沙坡头区、中宁县、同心县、盐池县、海原县5个气象站点的气象观测资料,采用标准化降水指数(SPI)分析了近39年(1981—2019年)干旱等级的时空变化,并结合GIS技术评价其旱灾危险性时空演变特征。[结果]SPI 12结果表明代际干旱趋势呈波动中加剧趋势(趋势线斜率范围为-0.004~0.003)。SPI 3结果表明季尺度旱灾危险性时空分布异质性明显,空间上呈现出南低北高的特征,而时间上则表现为连旱特征突出。春冬两季旱灾发生频率高于45%;夏、秋两季干旱现象不显著,干旱发生频率处于10.26%~43.59%之间;旱灾危险性时空演变特征评价结果表明代际旱灾危险性呈现先下降后上升的变化趋势。季尺度旱灾危险性时空差异明显,空间上表现为旱灾危险性由南向北升高,时间上表现为春冬两季旱灾危险性较高,而夏、秋两季旱灾危险性较低。[结论]宁夏中部干旱带季尺度旱灾危险性时空异质性明显,沙坡头区、中宁县旱灾危险性高,未来应加强春、秋、冬三季的旱灾防治。

小麦干旱监测技术研究进展与展望

发展小麦干旱监测技术是客观监测小麦干旱程度、准确反映干旱波及范围和持续时间的基础,从而能够对小麦干旱灾害做出预警并有效地评估其影响。本文系统梳理了国内外小麦干旱监测方法,包括基于地面常规观测、基于水分控制试验、基于作物模型模拟和基于遥感手段的4个方面的研究进展。分析表明,基于地面常规观测资料构建的小麦干旱监测指数,更多地考虑到业务和服务的应用需求,具有计算过程简单、资料获取方便、物理意义明确的特点;但其以气象观测要素为主,监测结果与农业旱情存在一定的偏差。基于人工水分控制试验的监测手段,直接与小麦生长状态联系,能反映实际的旱情;但仅靠部分站点的试验监测结果难以反映大范围的小麦干旱状况。作物模型可细致描述作物生长发育的全过程以及作物生长同降水量和土壤水分之间的动态关系;但其监测所需参数较多,模型本地化释用程度不高。遥感技术能够及时、客观地获取大范围地表综合信息,但受到天气状况、地表粗糙度、地形和植被等因素的影响,反演结果具有一定的偏差。因此,对于小麦干旱监测应该针对特定地区和特定生长阶段赋予不同干旱监测指数影响权重,应用综合监测指数以更准确地反映作物干旱状况。

基于集对分析和信息扩散的区域农业旱灾脆弱性评价与诊断

农业旱灾脆弱性评价是农业旱灾风险防控的重要依据。该文基于信息扩散改进指标值隶属度计算方法,构建样本指标值与评价等级标准之间的联系数,采用级别特征值法确定区域旱灾脆弱性等级,完成利用减法集对势对子系统发展态势进行分析。同时,识别出农业旱灾脆弱性主要诱导因子,建立了基于集对分析和信息扩散的区域农业旱灾脆弱性评价与诊断模型。该文将模型应用于安徽省宿州市,结果表明:宿州市在2007—2017年的农业旱灾脆弱性处于中等程度,且总体呈下降趋势;农业旱灾暴露性改善明显,灾损敏感性降低且发展较平缓,防灾减灾能力有所提升,但仍处于较弱水平。宿州市农业旱灾脆弱性主要诱导因子依次为:监测预警能力、单位面积应急浇水能力、农业GDP占地区生产总值比例、节水灌溉率、复种指数、灌溉指数、单位面积现状供水能力、耕地率、农业人口比例、库容系数。

淮北平原冬小麦农业干旱时空变化规律

【目的】探究淮北平原冬小麦农业干旱的时空变化规律。【方法】以作物水分亏缺指数(CWDI)作为干旱指标,分析淮北平原1957—2018年各地区冬小麦各生育阶段CWDI年际变化趋势、空间分布、波动范围、干旱站次比和空间频率分布,探讨淮北平原冬小麦农业干旱的时空变化规律。【结果】淮北平原冬小麦整个生育期内旬需水量和旬供水量均呈先降低后上升的变化趋势,旬有效降水量变幅不大,均在10mm以内,而潜水蒸发强度在3月中旬—5月下旬显著增加,增幅达260%。阜阳、蚌埠和蒙城地区的冬小麦生长期水分供需相对平衡,而砀山、亳州和宿州地区水分供需不平衡;宿州CWDI波动性最大,蚌埠CWDI波动性最小。1957—2018年,冬小麦生育期干旱站次比呈显著上升趋势;2010年干旱范围最广、干旱程度最大。各生育阶段农业干旱程度的空间分布不均,呈由南到北递增的趋势,黄潮土区干旱等级普遍高于砂姜黑土区;轻旱发生频率高值中心由淮北平原南部向北部迁移,中旱高值区主要集中在亳州和宿州;重旱呈北高南低的特征;特旱在全生育期内较为罕见,发生频率不足5%。【结论】淮北平原1957—2018年冬小麦干旱程度呈上升趋势,水分供需不平衡,砀山和宿州地区需增加灌溉量。

安徽省干旱危险性评价及等级划分

区域干旱危险性评价是实现旱灾风险管理的基础,可为防旱减灾工作提供科学有效的决策依据。选取安徽省104个县级行政区的水资源量和降水量数据,采用指标综合评估法构建了基于危险性指数的干旱危险性定量评价方法,对安徽省各县区的干旱危险性进行了评价,得到了安徽省干旱危险性等级分布图。结果表明:基于水资源量和降水量数据的计算结果绘制的县域干旱危险性区划图中,除个别县区的危险性等级分布有所差异外,安徽省干旱危险性等级分布由北到南逐渐降低;安徽省干旱危险性程度的总体变化趋势与其自然地理分布紧密相关,并且受到社会发展的影响。研究结果可为安徽省旱灾风险区划提供支撑。

淮北平原不同时间尺度下的夏玉米干旱特征

【目的】在生长阶段和生长季内起始不定的10d尺度下,对淮北平原夏玉米的干旱时空特征进行研究,探索不同土层深度下的干旱规律,为夏季作物的抗旱灌溉提供更加科学合理的规划依据。【方法】基于干旱严重程度指数(DSI),将2010—2019年表土层(0~10cm)和根系主要分布层(0~50cm)的干旱状态进行分级,并利用M-K检验法和克里金空间插值法,在生长阶段和生长季内起始时间不定的10 d两种较小时间尺度下,对淮北平原夏玉米干旱的时间变化趋势和空间分布特征进行了分析。【结果】(1)自2016年生长季开始,砀山、蒙城、谯城站的干旱程度和频率显著升高,阜阳站干旱程度和频率都显著降低,而宿州站的干旱事件则集中在2010—2012、2019年生长季;与生长阶段尺度相比,部分干旱事件在生长季内起始不定的10 d尺度下的干旱程度更大,干旱频率也更高;(2)各个生长阶段的多年平均干旱指数最高的是播种—出苗期,达到了中旱以上,此生长阶段的干旱频率同时也最高,在40%以上;2种尺度下重旱以上的干旱事件常发生在北部砀山和中部蒙城、宿州区域;0~10 cm土层的干旱频率在西南部较高,0~50 cm土层的干旱频率则在东部和北部较高;(3)生长季内起始不定10 d尺度下,每个生长季干旱程度最高的时段其起始时间多数处于播种—出苗的早期,出苗—拔节的早期,拔节—抽雄的中期,且大都在重旱以上,少数发生在8月与9月。【结论】淮北平原夏玉米在2016年生长季之后有显著的干旱突变趋势,干旱程度和频率常常在播种—出苗期最高,相比于生长阶段时间尺度,在生长季内起始不定的10d尺度下会识别出更高的干旱程度,干旱频率也有所增大,同时能更确定严重干旱事件的发生时段。

基于SPAC系统的阿克苏地区农业干旱灾害风险评估与区划

为明确阿克苏地区干旱灾害风险及其区划,利用层次分析法和加权综合评价法,基于SPAC(soil-plant-atmosphere continuum)系统,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承载体暴露性三个方面构建农业干旱灾害风险评价指标体系。整合多源数据信息,将阿克苏地区划分为5个干旱灾害风险等级。结果表明:阿克苏地区农业干旱灾害风险高,中等风险及以上的区域占阿克苏地区总面积的78.1%,且呈“南高北低”的特征。高风险区主要分布在阿瓦提县、沙雅县和温宿县的南部;中高风险区主要分布在新和县西部、拜城县东部、库车市中部、柯坪县南部和阿克苏市南部;中风险区主要分布在库车市西南部和阿瓦提县北部。阿克苏地区绿洲农业干旱灾害风险不高,中低风险区和中风险区占绿洲总面积的68.6%,绿洲地区干旱灾害风险低于阿克苏其他区域,但温宿县绿洲区域干旱灾害风险高。

干旱条件下马铃薯叶片光合特征对叶室温度的响应

通过Li-6400便携式光合仪设置叶室温度分别为22、25、28、31和34℃,模拟叶片局部温度,测定马铃薯块茎膨大期充分供水(土壤含水量保持80%田间持水量,对照处理)和干旱(土壤含水量在65%田间持水量时开始持续干旱)条件下叶片光合特征的光响应曲线,研究干旱条件下马铃薯叶片光合特征对叶室温度的响应特征。结果表明:充足灌溉条件下马铃薯在25℃时具有较大的光合潜能,且对弱光的利用最强,22℃条件下马铃薯叶片对光环境适应最强,28℃条件下马铃薯叶片活性最好,而干旱胁迫处理明显降低了马铃薯的最大光合能力、弱光的利用能力和叶片活性。随着温度升高,充足灌溉条件下马铃薯叶片净光合速率和气孔导度先升后降,在25℃达到最大,此时蒸腾速率最小,水分利用效率较高,说明此温度条件下马铃薯表现出较强的水、气调节能力,对环境的适应能力最强,25℃下马铃薯光合作用较为适宜,其次是22℃,而干旱胁迫马铃薯叶片在22℃条件下净光合速率最大、蒸腾速率最小、气孔导度较大、水分利用效率最高,此温度条件为干旱胁迫下马铃薯适应能力最适温度。温度高于31℃对马铃薯光合作用不利。