中国典型大范围持续干旱事件对大气环流的响应

在全球气候变化和人类活动强度增加的双重驱动下,频繁、广发的大范围极端干旱事件给中国经济社会发展和生态环境造成了严重影响。为分析中国干旱的时空动态演变特征,该研究采用标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)结合干旱历时、干旱面积以及干旱烈度,构建了一种基于持续干旱栅格概念的大范围持续干旱事件识别方法,研究1961—2020年中国历史大范围持续干旱事件的时空动态演变特征及其对大气环流的响应机制。研究发现:过去60年中国共发生了47场大范围持续干旱事件,平均持续干旱历时为7.14个月,平均持续干旱面积为28.66%,平均持续干旱烈度为-2.86;1980—2010年间每10 a发生的干旱事件平均持续干旱面积出现连续扩大趋势,在1970—2020年间每10 a发生的干旱事件平均持续干旱历时集中在4~8个月之间;海洋尼诺指数(Oceanic Ni?o Index,ONI)与中国大范围持续干旱事件的发生表现出较强的相关性,ONI与SPEI3之间主要存在16~48月的共振周期,当强拉尼娜事件发生时会导致中国春季降水的减少,增加中国发生春旱的频次。研究结果有助于进一步理解中国干旱的成因和规律,提升防旱抗旱政策的科学性和精准性。

隧洞施工和持续干旱对岩溶地下水影响的定量评价

隧洞施工和持续干旱导致岩溶地区地下水位大幅下降会造成严重的生态和环境问题。因此,定量评估两种因素共同影响下的岩溶地下水系统响应有助于施工单位和居民采取有效应对措施。研究采用离散管道-连续介质耦合模型方法,建立了考虑动态施工条件下的九龙岭长隧洞工程区岩溶地下水三维数值模型,并通过工程区水文地质资料和监测钻孔水位数据对模型进行校准,用控制单一影响因素方法分别评价了在2022年8月至2022年10月隧洞施工和极端干旱两种因素对区域岩溶地下水系统的影响。结果表明,研究区域均衡期内地下水位受干旱影响范围占研究区域面积的55.43%(约649.72 km2),是隧洞施工影响的35.1倍,持续干旱是造成研究区域大面积地下水下降的主要原因;随着干旱持续,隧洞沿线整体地下水位下降受干旱影响较大,但在少量局部洞段隧洞轴线上方(如距隧洞入口14~15 km、18~19 km段)水位下降是受隧洞突涌水不同程度的影响;通过对研究区域地下水水量平衡分析发现,在均衡期内干旱影响的补给减量约为824.5万m^(3),明显多于隧洞涌水造成的地下水流失量,持续干旱对研究区域地下水的影响最大。本文阐明了在隧洞施工和干旱共同影响下岩溶地下水系统扰动的时空演变特征,研究成果可为岩溶区地下工程影响评价提供参考依据。

持续干旱使冰糖橙所含柠檬酸大增

柑橘类水果的酸甜由什么决定?湖南农业大学副教授卢晓鹏团队近日发表在《新植物学家》的研究成果发现,在7月至9月的果实膨大期,冰糖橙持续干旱20天以上,果实膨大会受阻;持续干旱30天以上会显著影响果实酸积累,果实酸含量尤其是柠檬酸发生不可逆升高,即使后期复水也无法逆转。

持续干旱下接种PGPR对核桃苗抗氧化系统的影响

为探讨植物根际促生细菌(PGPR)对持续干旱胁迫下核桃叶片抗氧化系统的影响,采用盆栽试验,以1年生核桃苗为试验材料,研究持续干旱胁迫下接种PGPR对核桃苗株高和茎粗、叶片ROS积累和膜脂过氧化产物以及抗氧化酶活性、非酶类抗氧化物质含量的影响。结果表明,与正常浇水相比,持续干旱胁迫使核桃苗的株高和茎粗显著降低19.47%和15.49%,叶片超氧阴离子(O_(2)^(-·))、过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)含量显著升高,同时,叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)与单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性以及还原型谷胱甘肽(GSH)含量均明显升高。在持续干旱逆境下接种PGPR则能显著促进株高和茎粗生长,有效减少叶片内ROS积累和MDA含量,显著提高叶片SOD、CAT、APX和MDHAR活性以及还原型抗坏血酸(AsA)、GSH含量,并不同程度提高叶片AsA/DHA(双脱氢抗坏血酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值。以上分析认为,持续干旱逆境下核桃苗接种PGPR,可通过提高叶片抗氧化酶活性和非酶类抗氧化物质含量来有效清除活性氧,从而增强核桃苗的耐旱能力,促进其生长。

3种高山杜鹃对持续干旱的生理响应及抗旱性评价

对土壤持续干旱条件下3种野生高山杜鹃幼苗的保护酶活性、渗透调节物质、丙二醛和质膜相对透性进行测定,研究3种高山杜鹃幼苗对干旱胁迫的生理响应,并进行抗旱性评价。结果表明:随干旱时间的延长,除了大白杜鹃叶片POD活性呈先降后升的趋势外,3种高山杜鹃的保护酶活性呈先升后降的变化趋势,大白杜鹃叶片SOD活性与其他2种杜鹃差异显著(P<0.05),POD活性与其他2种杜鹃有极显著差异(P<0.01);除大白杜鹃的可溶性糖含量呈持续上升趋势外,3种高山杜鹃的渗透调节物质都呈先升后降的变化趋势,大白杜鹃叶片可溶性糖含量与其他2种杜鹃有极显著差异(P<0.01),脯氨酸含量与其他2种杜鹃有显著差异(P<0.05);迷人杜鹃和露珠杜鹃叶片可溶性蛋白质含量的变化趋势则呈先升后降再升的变化趋势,大白杜鹃叶片可溶性蛋白质含量呈先升后降的趋势,大白杜鹃与其他2种杜鹃幼苗叶片中可溶性蛋白质含量有极显著差异(P<0.01),迷人杜鹃和露珠杜鹃叶片的可溶性蛋白质有显著差异(P<0.05);3种高山杜鹃叶片MDA含量呈先升后降再升的变化趋势,而质膜相对透性明显增强,大白杜鹃叶片MDA含量与其他2种杜鹃有极显著差异(P<0.01),大白杜鹃与迷人杜鹃叶片的质膜相对透性有显著差异(P<0.05),与露珠杜鹃叶片的质膜相对透性差异极显著(P<0.01)。经隶属函数法分析得出3种高山杜鹃的抗旱性顺序为:露珠杜鹃>迷人杜鹃>大白杜鹃。通过灰色关联分析可知:丙二醛和保护酶活性与高山杜鹃抗旱性关联度较大,可以作为评价抗旱性的主要指标。

2009-2010年冬春季节我国西南地区持续干旱的成因分析

2009-2010年冬春季节我国西南地区遭遇百年一遇的持续干旱,给人畜饮用水和灌溉造成极大的影响,按照正常的环流形势,西南地区尤其是贵州高原,冬春季节应该多阴雨天气.但由于全球气候变暖,改变了全球原来大气环流的规律性,使局地环流强度加强,致使南支西风(西南暖流)势力特别强大,促使昆明准静止锋和华南准静止锋东移,在2009-2010年冬春季节,我国西南地区处在单一的西南暖流控制下,造成持续干旱,而长江中下游和华南多阴雨天气的特点.

持续干旱及复水对玉米幼苗生理生化指标的影响研究

盆栽试验研究结果表明 ,土壤毛管持水量由 70 %降至 30 %的过程中根茎叶相对含水量分别降低 1 0 .4 1 %、1 2 .0 3%和 1 0 .82 % ,充分复水后其相对含水量均明显提高 ,水分亏缺越严重的处理复水后其相对含水量增加越多 ,且不同亏缺程度处理均根 >茎 >叶 ;茎叶中可溶性糖含量变化先升后降 ,土壤毛管持水量 5 0 %干旱程度时达最大值 ,而根中可溶性糖含量呈渐增趋势 ,但可溶性蛋白质含量减少 ,复水后其含量均有所增加 ,干旱时脯氨酸含量累积 ,而复水后其含量降低。随干旱的加剧根茎叶渗透势、水势均呈降低趋势 ,复水后均有不同程度增加 ,充分复水 1 2h后土壤毛管持水量为 5 0 %和土壤毛管持水量为 6 0 %的处理基本恢复至正常水平 ,土壤毛管持水量为 30 %和土壤毛管持水量为 4 0 %的处理水分亏缺较严重 ,大大影响了根茎叶渗透调节能力 。

后期持续干旱对北疆棉花生长发育的影响及其抗旱适应性评价

以18个北疆棉区适宜棉花品种(系)为材料,在大田条件下研究了生育期后期持续干旱对棉花产量和生长发育因子的影响,并用加权隶属函数值法对参试棉花材料的后期抗旱适应性进行评价分析。结果表明,除功能叶叶片的干物质含量显著增加外,后期连续干旱引起了其它的产量因子(铃重、铃数、籽棉产量、衣分)和生长发育相关因子(叶面积、鲜重、干重、株高)的明显下降,籽棉产量的下降率最大,为46.80%;在抗旱系数隶属函数值评价上,不同产量和生长发育因子的抗旱性鉴定结果不同;铃数、籽棉产量、叶面积和叶片干重与后期棉花抗旱性显著正相关,其相对重要性依次为铃数>叶面积>叶片干重>籽棉产量。参试材料中,具有抗旱性的材料为晋棉13号、297-5、新陆早8号、新陆早26号和新陆早35号,没有抗旱性的材料为益农2号、新陆早13号、18-3、81-3和134-1。

2009／2010年西南地区秋冬春持续干旱的成因分析

利用国家气候中心提供的1951—2010年逐日综合气象干旱指数(CI)和大气环流监测指数,结合西南地区335个站的逐日降水资料、逐日NCEP/NCAR再分析资料、NOAA提供的逐日OLR资料,通过REOF提取干旱空间分布型,采用合成分析和相关分析等方法,从西太平洋副热带高压、印缅槽、对流活动、水汽输送及垂直运动等几个方面,揭示了2009/2010年西南地区秋冬春持续干旱的大气环流异常特征。研究发现此次极端干旱事件发生在中等强度中部型l Nino背景下,受其影响,反Walker环流导致赤道120°E附近形成显著异常的下沉运动,菲律宾周边地区存在一个强大的异常反气旋,同时,西南地区受异常西北气流控制,两者的共同作用,使对流层低层存在明显气流辐散区,其持续异常是极端干旱发生的重要原因。

3种锦鸡儿属植物幼苗对持续干旱的生理响应

[目的]为乌鲁木齐的荒山绿化植物选择提供依据。[方法]以刺叶锦鸡儿、白皮锦鸡儿和柠条锦鸡儿为材料,幼苗生长90 d时停止浇水,叶片枯蔫后再恢复浇水。研究了叶片中脯氨酸、可溶性糖、丙二醛和叶绿素含量的变化。[结果]刺叶锦鸡儿在干旱处理后第12天叶片大量枯黄,另外2种锦鸡儿在第18天叶片枯黄。正常水分条件下,3种锦鸡儿的脯氨酸含量较低,在0.002~0.005 mg/g之间。干旱处理后期快速增加,浇水后含量下降。叶片枯黄时,柠条锦鸡儿的脯氨酸含量最高,为（0.970±0.004）mg/g。可溶性糖含量的变化趋势与脯氨酸相似。正常水分条件下,刺叶锦鸡儿的可溶性糖含量最高。柠条锦鸡儿的丙二醛含量呈M型曲线变化,白皮锦鸡儿始终保持较低水平,刺叶锦鸡儿在处理后期含量较高。干旱期间,3种锦鸡儿的叶绿素含量持续下降,恢复浇水后上升。[结论]刺叶锦鸡儿的抗旱能力较白皮锦鸡儿和柠条锦鸡儿弱。

持续干旱下四种地被植物对土壤水分利用的比较研究

于2010年6～11月期间利用盆栽试验研究了持续干旱胁迫对德国景天、中华景天、早开堇菜、草地早熟禾四种地被植物种群的日均蒸腾量及其动态、萎蔫系数、土壤水分利用率、耗水指数的影响。结果表明:两种景天种群的日均蒸腾量都显著低于草地早熟禾和早开堇菜,存活时间都远远大于后两种植物。德国景天、中华景天、草地早熟禾种群的萎蔫系数无显著差异,三者均显著低于早开堇菜。景天种群的平均土壤水分利用率为72.35%,显著高于早开堇菜。德国景天、中华景天的耗水指数显著低于其他两种植物,不同植物的抗旱性为德国景天>中华景天>早开堇菜>草地早熟禾。

持续干旱对油棕幼苗叶绿素荧光动力学参数的影响

为研究持续干旱对油棕叶绿素荧光动力学参数的影响,以油棕2年生幼苗为试验材料,采用盆栽方式模拟自然持续干旱,测定叶绿素荧光参数及叶绿素含量,并运用隶属函数法对其抗旱性进行综合分析。结果表明:干旱胁迫下,油棕叶片叶绿素含量、可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、可变荧光与最大荧光比(Fv/Fm)均降低;初始荧光(F0)和非光化学淬灭系数(NPQ)则升高,说明干旱胁迫伤害了光系统Ⅱ(PSⅡ),使得PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)降低,光合电子传递、光合原初反应过程受到抑制,起光保护作用的热耗散(NPQ)提高。4个品种的叶绿素荧光参数和叶绿素含量的变化存在品种间差异,整个处理过中对干旱的适应性‘热油6号’>‘热油8号’>‘热油2号’>‘热油4号’,因此,叶绿素荧光参数和叶绿素含量可作为抗旱性强弱的诊断指标用于油棕抗旱育种及相关研究。

春玉米持续干旱过程中常用气孔导度模型的比较研究

气候变化背景下,干旱频发导致的土壤水分变化将影响气孔导度模型的适用性,进而影响生态系统碳-氮-水循环模拟的准确性。基于春玉米持续干旱田间模拟试验资料,比较了常用气孔导度模型在干旱条件下的模拟效果,评价了土壤水分响应函数对气孔导度模型效果的影响,并探讨了气孔导度模型的适用土壤水分范围。结果表明,在持续干旱过程中,模型模拟效果表现为BBL模型最优,其次是USO模型和BWB模型,Jarvis模型最差;引入土壤水分响应函数,提高了BWB模型和USO模型的模拟效果,而降低了Jarvis模型和BBL模型模拟效果,模型模拟效果表现为USO修正模型最优,其次是BBL修正模型和BWB修正模型,Jarvis修正模型最差。在持续干旱过程中,Jarvis模型和BWB模型的剩余气孔导度较大,而BBL模型和USO模型的剩余气孔导度相对较小,表明BBL模型和USO模型在干旱条件下具有一定的稳定性。基于95%置信区间判断表明:Jarvis模型、BBL模型和USO模型在土壤相对湿度范围为33%—83%条件下适用,而BWB模型的适用土壤相对湿度范围为33%—76%,引入水分响应函数后可在试验条件下适用。研究结果可为干旱条件下选取合适的气孔导度模型以准确模拟陆地生态系统碳循环和水循环提供依据,并为改善农业水资源的有效使用和评估提供支撑。

持续干旱作用下东辽河流域土壤容重及水分空间变异特征分析

针对2009年发生的特大干旱,研究了持续干旱作用下东辽河流域的土壤湿容重和重量含水量的空间变异特征,以期为持续干旱作用下改善土壤质量,进而提高东辽河流域的粮食产量提供理论依据。对比分析2008年9月和2009年9月的野外采样数据可知,东辽河流域土壤湿容重变异不大,为弱变异性;土壤水分变异较大,为中等变异。由于受人类耕作的影响,10 cm深的土壤湿容重和重量含水量空间变异性明显高于30 cm深。从整体上看,2009年9月10 cm深和30 cm深的土壤重量含水量的变异系数均高于2008年9月。持续干旱作用下,10 cm深的土壤湿容重及其变异系数均减小,10 cm深和30 cm深的土壤重量含水量及其变异系数也减小。丘陵旱田土壤重量含水量最小值10 cm深为5.490%,30 cm深为4.575%;丘陵水田土壤重量含水量最小值10 cm深为11.619%,30 cm深为8.425%,明显小于农作物适墒重量含水量,已严重威胁到作物的正常生长,若干旱持续下去将影响东辽河流域的粮食产量。

中国大陆1960～2012年持续干旱日数的时空变化特征

采用1960~2012年508个地面观测站逐日降水量资料,分析了中国大陆近53 a四季持续干旱日数变化趋势。结果表明：近53 a来我国大陆春季和冬季持续干旱日数呈明显下降趋势,其中冬季气候倾向率为-0.7 d/10 a,夏季变化趋势比较平稳,秋季呈明显上升趋势。空间变化上持续干旱日数气候倾向率春季在-0.41~0.41 d/10 a之间,大部分地区呈减少趋势;夏季持续干旱日数气候倾向率508个测站中有59%的测站为减少趋势,41%为增加趋势;秋季大部分地区气候倾向率呈增加趋势,统计有302个测站呈上升趋势,占中国大陆总测站数的69%;冬季持续干旱日数气候倾向率在-0.62~0.44 d/10 a之间,统计508个测站中有66%的测站为减少趋势,34%为增加趋势。

库区山洪暴发与持续干旱的机械防治措施

根据几年来的实践和探索 ,认为节水微滴灌技术系统结合高山峡谷陡坡地切断长陡坡、开挖蓄水池是农业和峡区水土保持的一个重要环节 。

灌浆期持续干旱对不同产量潜势小麦品种灌浆特性的影响

利用盆栽试验研究灌浆期持续干旱对４种类型的小麦品种（小偃６号、长武１３１、超大穗和分３３）灌浆过程的影响。结果表明，高产品种超大穗和分３３有较高的灌浆速率且达到最大灌浆速率的时间早于另２个常规品种；灌浆期持续干旱可使其最大灌浆速率下降，达到最大灌浆速率的时间提前。高产品种其营养体各部分可向籽粒输送更多的物质，茎和茎鞘输出的时间早，穗轴和芒颖的输出晚；灌浆期持续干旱使输出更多，而对物质转移的具体时间影响不大。高产品种的源库关系比较协调。

持续干旱对森林火灾的影响研究综述

文章通过对干旱定义和对干旱等级的划分,从持续干旱对森林可燃物、火源和林火行为等方面,综合分析了持续干旱对森林火灾的影响。结果表明,持续干旱会降低可燃物的含水率,使可燃物载量和分布发生变化,对森林可燃物有较大影响;持续干旱还会影响火源,使林火强度增大,林火蔓延速度加快,火烈度增大,提高森林火灾发生的几率和森林火灾的强度。

多年持续干旱历时的概率分布与重现期确定方法的研究

用直接方法（解析法）和间接方法（模拟法）对多年持续干旱历时的概率分布进行了分析，提出了一种确定多年持续干旱历时重现期的方法——全历时重现期法。该方法概念明确，便于实用。

持续干旱对蜜源植物泌蜜的影响及养蜂技术优化研究

为了了解云南省持续3年干旱对蜜源植物开花流蜜的影响,采取相应的蜜蜂饲养技术提高养蜂经济效益。2009年7月～2012年6月对苕子、石榴、小叶桉树、野藿香、枇杷、野坝子6种蜜源植物进行跟踪调查,对比每一种蜜源植物3年开花流蜜情况,并对蜜蜂采取相应的饲养管理技术。结果表明:主要蜜源植物开花泌蜜受到很大的影响,辅助蜜源植物反而因温度适合,没有大雨或大风的影响而流蜜相对较好。这说明在持续干旱年份只要采取相应的饲养技术,即可获得很好的经济效益。