Reconstruction of the Rainfall in Rainy Season Based on Historical Drought/Flood Grades

On the basis of historical yearly drought and flood grades from A.D.1470 to A.D.1949, the ten-year mean precipitation in the rainy season in Wuhan district was reconstructed by means of statistical method. The reconstructing method was testified to be simple and effective.

考虑旱灾风险的水库分级分期旱警水位内涵与确定方法

水库蓄水是重要的抗旱应急水源,设定水库旱警水位是提高水库抗旱减灾能力的重要措施。本文基于已有成果,拓展旱警水位的概念与内涵,提出了轻旱、中旱等干旱典型年Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级与Ⅳ级分级、分期旱警水位的控制原则;将水库调度模型与计算农业需水量与需水过程的AquaCrop-OSPy模型结合,以农业生产因旱损失风险最小为目标,模拟不同等级干旱典型年在不同初始水位下的水库运行过程与农业生产因旱损失风险,并绘制农业生产因旱损失风险曲线;以损失风险等级分界点所对应的水库水位为分级旱警水位;采用AquaCrop-OSPy模型模拟多种灌溉方案下各典型年的农业生产,计算各月供水率与农业减产率的偏相关系数,来表示各月的需水敏感度,以此作为时段水量对冲和旱警水位分期的依据。以东庄水库为例,选择其供水区域内的主要农作物夏玉米与冬小麦进行了实例分析。结果表明:旱警水位的分级与分期控制反映了临界调控理论与水量的时空对冲调控;农业生产因旱损失风险变化曲线呈现连续、多拐点、三阶段的变化特征,东庄水库轻旱年旱警水位为Ⅳ级预警,中旱和重旱年为Ⅳ级、Ⅲ级与Ⅱ级预警,特旱年为Ⅱ级、Ⅰ级预警,旱警水位从时间上分为7—12月、1—4月和5—6月三期。

我国单站旱涝指标确定和区域旱涝级别划分的研究

根据１９５１～１９９５年各月降水资料，在全国选取８个代表站，测试了３种单站旱涝指标，并作了相互比较，认为Ｚ指数方法最优．在此基础上，以华北地区为例，选取８０个站点。

云南极端气候干旱的特征分析

应用云南124个站点1961-2011年的旬、日、月降水和气温资料,采用综合气象干旱指数和逐日降水分析云南1961年以来的干旱强度。以云南的干旱过程强度指数为-50、区域代表站的干旱过程用强度指数为-100以上选取极端干旱较为合适,选取干旱强度最大1962/1963、1968/1969、1978/1979和2009/2010年为极端干旱年进行分析表明,在4次极端干旱过程中,强度最强的是2009/2010年出现的秋冬春初夏连旱,是有气象记录以来最强的,其造成的危害及经济损失也最大,其次是1978/1979年、1968/1969年和1962/1963年出现的冬春初夏连旱。云南干旱灾害出现频繁、持续时间长,其分布具有一致性的特点,干旱出现的时段大致在冬、春及初夏季,而近年来秋季干旱呈频发之势。由于云南降水分布极不均,造成各地干旱强度指数存在差异。除滇西、滇西南局部边沿地区降水偏多,出现极端干旱相对较少外,云南大部,特别是云南中部及东部地区最容易发生极端干旱。从1970年代以来,云南出现严重干旱的强度及持续时间呈加重趋势。

近50年四川地区旱涝时空变化特征研究

根据1961-2007年四川地区123个测站的逐日降水资料和NCEP/NCAR逐月再分析资料,采用Z指数作为旱涝等级划分标准,分析了四川地区旱涝出现的频率,采用EOF、REOF分析、趋势分析、滑动t检验以及小波分析等方法,研究了四川地区旱涝灾害发生、发展的空间演变特征及时间变化趋势。结果表明,该地区旱涝事件的空间分布可分为4个区,分别是四川盆地东部区、西部区、川西南山地区和川西高原区。从时间变化趋势上看,四川盆地东部区、川西南山地区和川西高原区由偏旱逐渐向偏涝转变;而四川盆地西部区由偏涝逐渐向偏旱转变。4个分区的周期振荡特征显著,有明显的年际变化和年代际变化。夏季西太平洋副热带高压及南亚高压位置的南北变化、高原季风的强弱变化分别对四川盆地东部区、西部区及川西高原区的旱涝事件有显著的影响。

呼伦贝尔草甸草原不同土壤水分梯度下羊草的光合特性

为探索气候变化引起的干旱可能对呼伦贝尔草甸草原生产力造成的影响,利用Li-6400便携式光合测定系统对呼伦贝尔草原4个土壤水分梯度下羊草的光合生理指标进行测定。结果表明:羊草叶片净光合速率的日变化在土壤质量含水量为(40±1)%、(20±1)%及(10±1)%的条件下呈双峰曲线,峰值分别出现在8:00和16:00,有明显的光合午休现象,在干旱胁迫(土壤质量含水量为(5±1)%)条件下变化趋势平缓,曲线双峰特征不明显,净光合速率大幅下降;叶片蒸腾速率和气孔导度的日变化趋势均呈双峰曲线;不同土壤水分梯度下羊草叶片胞间CO2浓度的日变化与净光合速率日变化趋势相反。通过光响应的研究表明,土壤水分胁迫使最大净光合速率、光饱和点、表观量子效率以及水分利用效率降低,而光补偿点升高。干旱胁迫降低了呼伦贝尔草甸草原植被的光合生产能力,从而可能导致草地生产力大幅下降。

旱情评价综合指标研究

以淮河流域为研究对象,分析各类型因素与旱情的相关性,确定主要影响因素降雨量、流量和蒸发量。建立旱情综合指标函数,根据降雨量、流量和蒸发量的资料,确定其各自影响旱情严重程度的权重系数,构造出综合干旱指标,以指标函数值对旱情进行分级,以等级来反映旱情的严重程度。

干旱指数CI的确定及其在新疆的应用

利用综合干旱指数CI,计算了新疆的干旱等级,并对CI指数定义的干旱等级在新疆的适用性作了分析。对北疆代表站的计算结果与实际情况的相关性达到了72.1%,南疆准确率为60.1%,可运用于对新疆的气候干旱监测业务。

农业旱灾脆弱性定量评估的可变模糊分析法

农业旱灾脆弱性反映了整个农业系统对干旱的适应、反应和应对能力,农业旱灾脆弱性的研究对一定致灾强度下的灾害预防有积极作用。该文在根据对农业旱灾脆弱性相关研究的基础上,给出衡阳市农业干旱脆弱性评估分级区间界限值,根据可变模糊集合理论,提出农业旱灾脆弱性定量评估的多指标多级别的可变模糊分析方法。定量评估分析结果表明,衡阳市农业旱灾脆弱性的级别全为III级,其强弱的排序为衡南、衡阳、常宁、衡东、衡山、耒阳、祁东,较客观地反映了衡阳市的农业干旱脆弱性等级和强弱排序。

小麦旗叶叶绿素含量及荧光动力学参数与产量的灰色关联度分析

为探讨干旱胁迫条件下小麦旗叶光合性状的变化及其对产量的影响，以小麦RIL群体（旱选10号×鲁麦14）F8代的305个株系及其亲本为材料，分析雨养和灌溉两种水分条件下，开花期和灌浆期旗叶叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数的变化情况、相关关系、遗传力、基因数目以及不同性状与产量的关系。结果表明，在两种水分条件下，RIL群体性状多数表现超亲现象，变异系数为1．12％～67．05％。雨养条件下抗旱亲本旱选10号的旗叶叶绿素含量及叶绿素荧光动力学参数比水地品种鲁麦14表现稳定。两种水分条件下，两个生育时期的旗叶叶绿素含量极显著正相关，而荧光动力学参数相关性表现复杂，Fm与Fv、Fo/Fm与Fv/Fm之间相关性最高，相关系数大于0．994。在所有性状中，叶绿素含量的遗传力最高；多数性状在雨养条件下的基因数目多于灌溉条件的，控制灌浆期‘帆的基因数目最多，达34对。灰色关联度分析显示，灌浆期Fm、Fv及F0与Fm曲线之间的面积对产量影响较大，可以作为选择抗旱高光效小麦的重要评价指标。

宁夏气象灾害变化及其对粮食产量的影响

利用宁夏23个站点1961-2004年的年降水量、冰雹发生次数和无霜期数据,1991-2006年宁夏水稻、小麦、玉米、马铃薯产量数据,粮食总产量和干旱、冰雹、冷冻害的受灾成灾面积数据,分析了宁夏干旱、冰雹和霜冻三种主要气象灾害的变化趋势及其对粮食生产的影响。结果表明:近年来,宁夏地区的旱灾指数在波动中增加,干旱发生的强度和频率有增加趋势,干旱的影响加重;冰雹的年均发生次数有明显减少趋势,但冰雹影响的程度和范围有所增大;无霜期天数增加,霜期缩短。干旱是影响宁夏主要粮食作物产量和粮食总产量的最主要的灾害;对于冷冻害和冰雹对粮食作物产量的影响,一方面与灾害的发生时间和发生区域有关,另一方面还与作物的主要生育期及作物种植的地理位置有关。

西北地区东部夏季不同等级降水的空间分布特征及其在旱涝年分布的差异

根据我国西北地区东部59个气象台站近50 a(1965-2014年)的逐日降水资料,将降水划分为小雨、中雨和大雨3个等级,分析了该地区夏季不同等级降水的降水量、降水日数和降水强度的空间分布特征,并讨论了不同等级降水量及降水日数与夏季总降水量的关系及其在典型旱涝年的空间分布差异。结果表明:(1)西北地区东部夏季降水日以小雨为主,约占总降水日数的81%;但在夏季总降水量中,小雨、中雨和大雨降水量相当,各约占1/3。(2)该地区夏季不同等级降水量、降水日数和降水强度的空间分布不均,但均大致呈现出由南向北递减的空间分布特征。(3)该地区夏季总降水量与中雨日和大雨日的相关关系显著,表明中雨以上量级降水日数的变化可基本反映夏季降水量的变化。(4)西北地区东部典型涝(旱)年,降水量的偏多(少)主要是由于中雨以上等级降水日数偏多(少)引起的中雨量和大雨量偏多(少)所致。

干旱指标及等级划分方法研究

对国内外干旱指标和等级划分方法进行了对比分析,探讨了常用干旱指标的计算原理、功能、适用范围及优缺点,并结合大凌河流域的实际情况,提出了适用于该流域的干旱指标划分体系,最后利用历年干旱资料,对干旱划分等级进行了验证。

广西玉米品种苗期生理生化指标与其抗旱性的综合评价

【目的】利用生理生化指标综合评价广西主要种植的玉米品种苗期抗旱性,为广西抗旱性玉米品种选择提供参考。【方法】以广西主要种植的12个玉米品种为试验材料,采用盆栽法,测定苗期干旱胁迫下玉米叶片相对含水量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性、可溶性糖含量和丙二醛含量;通过五级评分法,综合评价玉米苗期抗旱性。【结果】苗期干旱胁迫下,各玉米品种叶片相对含水量、叶绿素含量和硝酸还原酶活性较对照降低,可溶性糖含量和丙二醛含量较对照增加,其中相对含水量和硝酸还原酶活性降幅最小的为桂单0810,对应抗旱系数分别为0.9210和0.8366;叶绿素含量降幅最小的为桂单688,抗旱系数为0.9486;可溶性糖含量增幅最大、丙二醛含量增幅最小的均为桂单0810,对应抗旱系数分别为0.3010和0.8234。各生理指标均与品种抗旱性存在极显著相关,通过五级评分法进行综合评价,评价指数为2.3939-5.8943,其中桂单0810抗旱性综合评价得分最高,其次为桂单688、玉美头102、正大619和玉美头105。【结论】相对含水量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性、可溶性糖含量和丙二醛含量可作为玉米苗期的抗旱性鉴定指标。广西主要种植的12个玉米品种中以桂单0810苗期抗旱性最强。

基于可公度理论的关联规则算法在干旱中的预测研究

利用可公度理论中的三元-五元可公度式及其拓展式,从粗粒度角度对郑州地区从1901年-2000年严重干旱等级以上记载年份进行可公度数统计和分析,依据预测结果结合数据挖掘理论中的关联规则算法作进一步推演和修正,结果表明该方法预测准确率达80%,同时预测从2013年-2015年郑州市不会发生严重以上等级干旱。

春性小黑麦材料抗旱性的比较研究

为筛选抗旱性相对较强的小黑麦品(种)系,本文采用灰色关联度、隶属函数值、模糊聚类分析方法,通过室内模拟干旱与大田干旱实验相结合,对20个春性小黑麦品种(系)的主要农艺性状和部分生理性状与产量抗旱指数的关联度进行分析,再采用隶属函数值法对参试材料进行综合评价和分析。结果表明:通过灰色关联度分析,各生育阶段各性状与产量抗旱指数的关联度排序与综合三个生育阶段的各性状的总关联度排序趋势一致(除离体根系失水速率)。再通过综合评价与聚类分析,最终筛选抗旱性相对较强的小黑麦抗旱品种(系)05草鉴10、05草鉴12和H03-5。

基于修正Z指数辽西北地区干旱时空特性分析

利用辽西北地区1971—2010年40个雨量站点降水资料,修正并验证Z指数干旱等级,并基于修正后Z指数,采用小波分析法和克里金空间插值法分析辽西北地区干旱时空特性。结果表明,修正后Z指数适合辽西北地区。时间上,辽西北地区干旱发生频率呈上升趋势,旱涝周期交替发生,存在8年左右的主周期。空间上,不同等级干旱频次的等值线梯度均较小,空间分布比较均匀;辽西北地区干旱高发区主要集中于朝阳市。

基于气象指标优化模型的自贡地区干旱等级评定

以自贡地区季节性干旱为研究对象,基于区域综合干旱评价中不同指标评价结果具有不确定性,利用逐日平均气温、降水量、土壤湿度等单项气象指标资料,选取降水距平百分率、湿润度指数、土壤含水量、标准化降水指数4种干旱评价指标,运用加权法判定各评价指标的权重,并采用改进的TOPSIS评价模型,按照《气象干旱等级》(GB 20481-2006)评价标准,对自贡地区2017年1-6月旱情进行综合指标评价。研究结果表明:1月和2月为特大干旱,3月为轻旱,6月为无旱,与自贡地区同期气象干旱实况监测一致;由于评价与监测时间尺度不同以及降水时空分布不均,使得4月和5月的评价结果与实况重旱不完全一致,但在统一评价时空尺度时改进TOPSIS模型评价结果客观并且符合自贡地区实际情况。

水稻芽期抗旱性综合评价及鉴定指标鉴选

以蒸馏水处理为空白对照,将20份水稻品种种子用浓度为20%PEG-6000(聚乙二醇)的溶液处理,测定整个发芽周期内的发芽势、发芽率、根芽长、干物质变化及相关生理指标,并应用多种统计方法进行抗旱性分析、综合评价,探讨芽期抗旱性鉴定方法及指标。结果表明:干旱胁迫降低了绝大部分品种发芽势、发芽率、根芽长、根芽干质量、SOD活性等,对根芽长、物质消耗的抑制作用较萌发相关指标更强;提高了剩余种子干质量、POD、CAT、MDA、β-淀粉酶、可溶性糖、脯氨酸等;除根数和可溶性糖在品种与干旱胁迫互作间、根芽比在干旱胁迫间、脯氨酸在品种间差异不显著外,所有指标在干旱胁迫间、品种间及干旱胁迫和品种互作间差异达显著水平。应用改进的分级法、隶属函数法、主成分法分别进行抗旱性综合评价,3种综合评价指标间均极显著正相关,其中以分级系数和隶属函数综合值评价结果优于主成分法。聚类分析表明,20个品种芽期干旱胁迫下可分为5个不同抗旱性类群,其中‘冈优99’抗旱性很强,‘德香4923’‘内6优138’‘川香优6号’‘川优6203’抗旱性较强。储藏物质转化率、活力指数、萌发抗旱系数、芽长、芽干质量与各综合指标显著相关性,且与萌发相关单项指标显著相关。综合分析表明,储藏物质转化率可作为水稻芽期抗旱性首选指标,活力指数、萌发抗旱系数、芽长、芽干质量可以作为备选指标,而分级系数、隶属函数综合值可作为抗旱性精确鉴定的综合指标。改进的分级法进行综合评价应用效果较好,可作为综合评价法适用。此外,综合评价法可较好评价参试品种芽期抗旱性强弱,且以分级法、隶属函数法综合评价法较优。

4种干旱指标在河西走廊地区的适用性评估

为了对比4种干旱指标在河西走廊地区的适用性,利用中国气象局提供的河西地区12个气象站点1960—2013年地面观测数据,计算出该区4种干旱指标,并对照《中国气象灾害大典》的实况干旱记录资料,评估这4种干旱指标在河西走廊地区的适用性。结果显示:(1)在年际尺度上,Pa和MI所判定的干旱等级高于实测干旱等级,SPI和SPEI的模拟能力相对较好;在季节尺度上,SPEI的判断结果与实际情况更为接近;(2)Pa、SPI和MI在整个河西走廊的部分区域均呈现不同程度的变湿趋势,而SPEI的倾向率空间分布特征表明河西走廊地区以不同的速率变干;(3)Pa、SPI和SPEI的干旱频率一致;MI在降水更加稀少的干旱区域适应性和可靠性相对较差;(4)SPEI与MI的相关性在干旱的疏勒河流域较差;(5)通过与实际干旱记录的对比,发现4种指标的出现错误的频率为MI>SPI和Pa>SPEI。