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。

干旱胁迫对中红杨光合生产和水分利用的影响

为探究干旱下中红杨幼苗光合生产的水分利用策略,以毛白杨作对照,采用盆栽控水法模拟土壤干旱,测定瞬时光合、光响应参数与水分利用效率(W_(UE))及株高生长量对3个干旱时长(15、30、45 d)与3个胁迫程度(正常供水CK即土壤相对含水量75%~80%、中度干旱MS即40%~45%、重度干旱SS即25%~30%)的响应。结果表明:干旱时长与胁迫程度引起两个品种净光合速率(P_(n))、最大净光合速率(A_(max))和毛白杨的蒸腾速率(T_(r))显著下降(P<0.05);干旱15 d时SS提高了中红杨的T_(r)和毛白杨的W_(UE),干旱30 d时MS、SS提高了中红杨的T_(r),干旱45 d时MS提高了毛白杨和中红杨的W UE。同等处理下较毛白杨,中红杨的P_(n)、T_(r)、A_(max)和株高生长量降幅小,暗呼吸速率(R_(day))降幅大,光补偿点(L_(CP))高、光饱和点(L_(SP))低。综上,两个品种对比,干旱前后毛白杨光合性能强,但干旱敏感度也高,反映其通过降低P_(n)以维持较高的W_(UE),采取节水型抗旱策略;干旱胁迫下中红杨的光合性能和水分利用能力弱,蒸腾强,株高生长量也低,说明其采取耗水型、低光合生产的抗旱策略,不适宜在干旱或缺水地区推广栽培。