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。

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。

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。

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。

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。

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。

江苏沿海地区不同旱涝指标的对比分析

根据1956-2000年各月降水资料,在江苏沿海地区选取7个代表站,对降水距平百分率、降水标准化变量和Z指数进行了对比分析;并对依据Z指数划分旱涝等级的界限值进行了调整,得到修正后的Z指数更适合本地区单站旱涝指标的划分.

两种干旱指标在乌海地区干旱分析中的应用比较研究

本文对降水量距平百分率、M指数两种干旱指标进行了分析、比较,发现降水量距平百分率是适合乌海地区的干旱指标,并以此为乌海地区的干旱指标,根据乌海实际干旱情况,将干旱等级标准按不同时间尺度进行了调整.根据调整后的等级标准,对乌海地区的干旱情况进行了分析。

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。

西北地区气象干旱监测指数的研究和应用

为了更有效地监测西北地区干旱,综合西北地区广泛应用的Z指数方法和帕默尔气象干旱指数基本原理的优点,选取西北地区138个代表站1961—2000年40年逐月降水量资料,分东、西两片分别建立了西北地区东部和西部的单站气象干旱监测指数。在此基础上建立了区域干旱指数,确定了区域旱涝等级的划分标准。以计算得到的干旱指数与历史旱情记录进行了对比验证,并对计算结果做了进一步的统计分析。结果表明:干旱指数对西北地区旱情的反映符合历史实际;西北地区东部近几十年来干旱发生的次数和强度较西部更重;从长期演变趋势看,西北地区东部干旱发生频率呈现出上升的趋势,尤其是1990年代中期后上升趋势更为明显,而西北地区西部则呈现下降趋势;西北地区东部3、4、5、6月份的区域干旱均具有5～10年的周期,而西北地区西部区域干旱的周期性不明显。这些指数的建立,将为更好地开展西北地区的干旱监测、诊断业务提供气象意义明显且应用简便的气象干旱指数。

基于MODIS数据温度植被干旱指数干旱监测指标的等级划分

采用2000—2014年每年6—9月的黑龙江省MODIS数据,计算温度植被干旱指数(TVDI)。以过去15a的全省40个旱作农业站点以旬为单位的土壤相对湿度为研究对象,与MODIS数据得到的TVDI相对应,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。结果显示:TVDI被分为5个等级,TVDI<0.46为无旱,TVDI在0.46~0.57为轻旱,TVDI在0.57~0.76为中旱,TVDI在0.76~0.86为重旱,TVDI≥0.86为特旱。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%。证实了该等级划分结果的准确性。

不同麦类种质抗旱性评价及优异种质筛选

为了解不同麦类种质的抗旱性,进一步发掘小麦近缘种的优势性状以改良小麦品种,2018—2019年在兰州新区和武威黄羊镇对引自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的灌溉圃小麦、干旱半干旱圃小麦、合成小麦、硬粒小麦和小黑麦设置了正常灌溉和水分胁迫两种处理,在拔节期、抽穗期、灌浆期对心叶或旗叶进行了叶绿素荧光动力学参数测定,并进行了农艺性状鉴定和产量测定,分析了不同生育期叶绿素荧光参数的变化及其与抗旱指数的关系。结果表明,水分胁迫对不同麦类作物产量构成因素的影响程度不同导致其抗旱性有差异。水分胁迫下,PSⅡ潜在活性(F_(v)/F_(o))、PSⅡ反应中心最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、PSⅡ实际光化学量子效率(F′_(q)/F′_(m))均较正常灌溉下降低,而非光化学淬灭系数(NPQ)升高。随小麦发育进程推移,F_(v)/F_(o)、F_(v)/F_(m)、F′_(q)/F′_(m)呈先升后降的趋势,NPQ呈上升趋势。荧光参数的变化说明,干旱胁迫导致PSⅡ结构受损,反应中心受到破坏,光能转化效率降低,电子传递受阻。灰色关联度分析显示,灌浆期荧光参数与抗旱指数的关联度较高,其次为抽穗期、拔节期,各荧光参数与抗旱指数关联度为F_(v)/F_(m)>F′_(q)/F′_(m)>F_(v)/F_(o)>NPQ。基于农艺性状、抗旱指数和叶绿素荧光参数,得出不同麦类种质的抗旱性强度依次为小黑麦、干旱半干旱圃小麦、灌溉圃小麦、合成小麦;筛选出9份优异材料,可用于今后小麦育种。

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。

木薯苗期叶绿素含量及荧光动力学参数与抗旱指数的灰色关联度分析

为探讨木薯苗期叶绿素含量及荧光动力学参数与抗旱性的关系,以17份木薯种质为材料,采用盆栽试验,在干旱胁迫和正常供水2种情况下,运用灰色关联度分析法,评价木薯苗期叶绿素含量及荧光动力学参数与抗旱指数间的关联度。结果表明,实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]、可变荧光(F v)、F m/F0和F v/F m对木薯抗旱性影响较大,可作为选育木薯苗期抗旱品种的重要参考指标。

广西秋冬季旱涝的时空分布特征及同期环流分析

利用广西88个站点1961—2006年的逐月降水资料,采用Z指数定义方法,对秋季和冬季进行旱涝等级划分。采用EOF分解对旱涝等级场展开分解,得出广西秋季和冬季的旱涝时空分布和年际变化特征,分析结果表明:全区性偏涝或偏旱是秋冬季旱涝分布的主要型态;各季时间系数出现极大或极小值的年份与广西发生干旱或洪涝的年份有着很好的对应关系;秋季时间系数在近几年为正值,振幅较大,说明近年来广西秋季旱情明显。对旱涝同期的500hPa环流进行了分析,结果表明:500hPa高度场上,秋季涝年在乌拉尔山东面的槽明显比旱年深,南海高压偏强,副高较弱;冬季涝年为北高南低的形势,冷空气路径偏南,青藏高原上位势高度低,不断有小槽东移影响广西。

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,TVDI<0.46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,TVDI>0.86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。

农业干旱脆弱性模糊综合评价

科学合理地选用评价指标和评估模型对客观真实地评判干旱脆弱性具有重要意义。根据农业干旱脆弱性的发生机制,从自然、社会、经济方面综合考虑选取影响农业干旱脆弱性的指标,建立农业干旱脆弱性评价指标体系,并采用基于熵权的模糊综合评价法,以广西百色市地区为例,对其农业干旱脆弱性程度进行分析评价,根据最大隶属度原则得到综合评估结果。结果表明,广西百色市地区的农业干旱脆弱性程度较严重,这是当地落后的经济水平、恶劣的自然环境以及社会因素综合影响的结果体现。农业干旱脆弱性程度评价结果可为当地政府制订缓解或降低农业干旱脆弱性程度的针对性治理对策提供参考。

我国北方地区苹果不同干旱等级时空特征

为定量评估我国北方地区苹果不同干旱等级灾害时空分布特征,以我国苹果主产地为研究区域,对前人提出的干旱指数进行等级划分,结合历史灾情资料,对划分的等级进行验证;利用验证后的干旱指数,明确1981-2016年苹果不同干旱等级时空变化特征。结果表明:划分的干旱指数等级能够较好地反映我国北方地区苹果实际干旱特征;各生育阶段甘肃省中北部、宁夏回族自治区各年代以重旱发生为主,山西省、陕西省、山东省以及河南省干旱等级随年代变化较大;重旱发生面积在果树萌动-花芽萌动和成熟-落叶生育阶段1981-2000年随年代变化逐渐增加;各生育阶段无旱和重旱高频区频率高于50%,轻旱和中旱高频区频率高于30%;1981-2016年轻旱发生范围最大,果树萌动-花芽萌动生育阶段的重旱和盛花-成熟生育阶段的中旱站次比呈显著上升趋势。研究区域西北地区干旱严重,且发生频率较高。

三峡库区上游(川渝地区)旱涝指标研究

根据1961～2007年川渝地区156个台站逐日温度降水资料，测试了3种单站旱涝指标，并做了相互比较。结果表明，CI指数能较好地反映逐日的干旱变化，Z指数对月、季的旱涝评估较好，对Z指数的划分标准进行修正，修正后Z指数更适合三峡库区上游（川渝地区）旱涝等级的划分。基于各站Z指数，提出了一种能反映三峡库区上游区域旱涝强度的区域旱涝计算方法。

基于标准化降水指数的成都市气象干旱演变特征

基于成都市及周边21个国家地面气象观测站1960~2019年逐日降水数据,采用标准化降水指数(SPI)方法,计算该市近60年季尺度和年尺度的干旱特征指数,并分析各时间尺度上的干旱演变特征。结果表明,总体上,成都市以轻旱、中旱为主,春夏季干旱多发,西部、北部地区干旱频率较高;近年来,成都市干旱强度和干旱站次比均呈显著增加趋势,意味着干旱等级和影响范围显著增加;成都市不同尺度干旱演变具有明显的阶段性特征。未来成都市各时间尺度的干旱强度演变趋势将持续增加,应引起水利、农林和气象部门的高度关注。