干旱指数法综合评价河南烤烟新品种抗旱性

以中烟100、云烟87和NC89为对照品种,采用PEG(聚乙二醇)模拟干旱试验,结合盆栽控水试验研究干旱胁迫对河南省烤烟新品种的影响,采用干旱指数法综合评价新品种的抗旱性。结果表明,河洛1号抗旱性最强;其次是豫浓香201,在中度干旱胁迫条件下抗旱性较强,重度干旱则影响烟叶正常生长;渠首1号抗旱性与对照品种NC89、中烟100和云烟87基本相当。

基于温度植被干旱指数(TVDI)的甘肃省农业干旱监测方法研究

改进温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI)并明确TVDI的农业干旱等级阈值,对提高TVDI指数监测农业干旱能力有重要意义。利用近19 a的MODIS(Moderate Resolu⁃tion Imaging Spectro-radiometer,MODIS)遥感数据,基于单时次和多时次方法构建NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)-LST(Land Surface Temperature,LST)、EVI(Enhanced Vegetation In⁃dex,EVI)-LST、RVI(Ratio Vegetation Index,RVI)-LST、SAVI(Soil-Adjusted Vegetation Index,SAVI)-LST等几种特征空间,讨论TVDI计算方法,分析TVDI在甘肃省农业干旱监测中的适用性,并明确甘肃省夏季TVDI农业干旱分级标准。结果表明:(1)基于多时次方法构建的SAVI-LST特征空间TVDI更适合甘肃省农业干旱监测,其对土壤相对湿度(Relative Soil Moisture,RSM)拟合的均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)和平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)比NDVI-LST特征空间TVDI对RSM拟合的RMSE和MAE下降1%~5%;(2)TVDI适用于夏季甘肃省半干旱区、半湿润区、湿润区等非干旱区浅层10、20 cm土壤深度的农业干旱监测,RMSE和MAE约15.6%和12.6%,拟合误差湿润区<半湿润区<半干旱区;(3)利用TVDI与RSM线性关系确定的TVDI农业干旱等级更有利于提高TVDI监测农业干旱的准确性。

表征生态状况的综合干旱指数构建及干旱风险分析

联合标准化降水指数、标准化土壤湿度指数、标准化地下水指数和标准化生态缺水指数,基于熵权法和相关系数赋权法分别构建了西北地区综合干旱指数CDI_E和CDI_C,分析了CDI_E、CDI_C与标准化叶绿素荧光指数(SSIF)、自适应帕尔默干旱指数(scPDSI)间的相关性,评估了CDI_E、CDI_C对植被状况的表征以及综合干旱的监测能力,并选取典型干旱事件进行验证。利用游程理论分析了1986—2015年西北地区的综合干旱特征及暴露度、脆弱性、恢复力3个风险因子,采用等权法计算综合干旱风险,依据10 a滑动窗口分析干旱风险的变化趋势。结果表明:CDI_C考虑了干旱与植被的响应关系,且与scPDSI的相关性较强,能较好地反映西北地区的综合干旱情况;CDI_C可以同时监测到气象、农业、地下水和生态干旱,且反映的干旱与实际情况一致;CDI_C显示研究时段内西北大部分地区呈变湿趋势;综合干旱在新疆、青海等干旱半干旱区的发生频率较高且干旱风险较大,各区干旱风险呈先增后减的趋势。

8份多叶羽扇豆种质幼苗对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

【目的】探究干旱胁迫对不同多叶羽扇豆种质叶片的生理特性影响。【方法】以8份多年生多叶羽扇豆种质作为试验材料,以30%的PEG‐6000溶液模拟干旱胁迫,测定干旱胁迫后8份多叶羽扇豆种质的生理指标。【结果】冰岛种质相对抗旱性较强,渗透调节物质含量较高,MDA含量相对较低,活性氧积累量趋于低水平,抗氧化酶活性最高;美国B种质相对抗旱性较弱,渗透调节物质含量最低,MDA含量最高,活性氧积累量最高,抗氧化酶活性趋于最低水平。【结论】采用隶属函数方法综合评价表明,多叶羽扇豆的抗旱能力排序为:冰岛>美国A>江苏>德国>临夏>陕西>酒泉>美国B。本研究结果为多叶羽扇豆的种植推广提供理了论依据。

基于SIF的东北春玉米干旱动态阈值构建

为实现对春玉米全生育期干旱的动态监测,消除分段式干旱灾害阈值在跨越发育期的灾情监测中的跳跃性,该研究构建了东北春玉米全生育期干旱动态阈值,实现了对玉米全生育期灾情的连续性监测。该研究以东北地区春玉米为研究对象,基于时间序列日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)数据,结合2000—2020年东北地区春玉米实际干旱灾情资料,采用多项式、高斯拟合法构建东北春玉米不同干旱等级曲线,得到最优拟合模型,以相邻干旱等级拟合曲线的平均值作为玉米全生育期各干旱等级动态临界阈值,并用独立样本和典型干旱事件验证动态临界阈值。结果表明,高斯拟合模型在描述东北春玉米不同干旱等级时间序列叶绿素荧光指数值时较多项式拟合效果更佳;该研究构建的东北春玉米不同干旱等级动态阈值能较好地反映东北地区春玉米干旱情况,干旱等级识别结果与实际灾情等级基本符合的占91.03%,其中完全符合的占82.76%,验证精度较高;基于典型干旱事件的时空验证结果也表明该干旱等级动态阈值能较好地反映东北地区春玉米干旱时空演变特征和干旱灾情的发生发展动态。

西北地区生态干旱脆弱性评估

为了解西北地区生态干旱脆弱性的空间分布和演变趋势,从暴露度、敏感性以及影响力三方面提出了生态干旱脆弱性的概念及定量表征方法,利用熵权法构建生态干旱脆弱性指数,采用莫兰指数评估脆弱性指数的空间相关性和脆弱性局部空间聚集情况,分析了西北地区1985—2014年的生态干旱脆弱性区域分布、脆弱性程度及趋势。结果表明:西北地区生态干旱高脆弱区主要分布在天山山脉、青海南部、青海湖附近、甘肃中部、陕北以及陕西中部等地区,其余地区均处于中等及以下脆弱性等级;生态干旱脆弱性指数局部空间分布相对聚集,呈现出“大聚集、小分散”的空间分布格局;生态干旱脆弱性在研究时段呈现先升高后降低的趋势,伊犁盆地、吐鲁番盆地和河西走廊地区脆弱性改善效果明显,但青海南部、陕北等局部地区脆弱性仍有升高趋势,未来需要加强这些地区的生态保护工作。

利用短序列区域站资料计算干旱指数SPI的应用研究

干旱是全球影响范围最广、危害最重的自然灾害之一。标准化降水指数(SPI)是干旱监测业务和科研中使用最为广泛的气象干旱指数之一。目前,中国已建设了大量高密度的区域自动气象观测站,这些站由于缺乏长历史序列数据,无法用于计算SPI,如何利用这些短时间序列区域站数据开展精细化干旱监测评估是目前关注的重点。利用1960-2020年2032个国家气象站和2010-2020年云南省1009个区域站日降水数据,选取31个国家站作为方法试验站,构建了通过伽马分布参数插值法来拟合区域站的SPI(Iab),并与常用的邻站替代法、多元线性回归法进行了对比,进行交叉检验和误差分析。通过对比拟合值与真值的相关系数、均方根误差和平均绝对误差得出,除在中国西北站点稀疏的地区外,拟合值Iab均明显优于其他两种方法的拟合结果。在不同季节和不同时间尺度下,参数插值法拟合得到的SPI(Iab)效果最好,特别是在中国中东部地区的Iab值较其他方法平均误差减小0.02~0.30;北京、昆明历年拟合值Iab与真值Iz误差变幅最大为0.16,不到半个干旱等级0.25;拟合值Iab与真值Iz的相关系数达0.999,通过0.001的显著性检验。采用该方法进行区域站干旱过程的监测结果显示,利用高密度区域站计算的干旱指数SPI比仅利用国家站插值得到的SPI更接近干旱灾害实况。总体而言,伽马分布参数插值法可以用于高精度短序列区域站降水资料推算干旱指数SPI,从而实现气象干旱精密监测、预报和评估服务。

西北地区农业干旱脆弱性评估及时空分布特征

西北地区是重要农牧交错区,生态环境脆弱,农业生产对气候变化极为敏感,研究其农业干旱脆弱性时空分布特征是有效应对干旱气候的关键。基于IPCC评估框架,考虑蒸散对土壤含水量的影响,将多时间尺度干旱指数纳入指标体系,研究西北地区农业干旱脆弱性及其时空分布特征。结果表明:2010—2020年该地区农业干旱脆弱性呈现下降态势,其中2010—2015年下降幅度最大,但区域均衡性减弱,出现“两极”现象;2015—2020年脆弱重心逐渐向南部地区转移,形成“辐射”效应。该地区农业干旱脆弱性冷热点区域变化显著,2010年热点区域集中在新疆西南部,冷点区域分布在新疆北部和宁夏;2020年热点区域转移至甘肃和青海南部,且呈现向外辐射现象,冷点区域主要集中在新疆北部地区。

基于时变参数和阈值的非平稳水文干旱评估方法构建

变化环境下,气候变化和人类活动的双重影响导致径流过程出现非平稳特征,需构建非平稳水文干旱评估方法。选取渭河流域为研究区,基于平稳性、突变性和趋势性分析方法,分析径流过程非平稳特征;分别采用基于位置、尺度和形状参数的广义可加模型和完全自适应噪声集合经验模态分解法,构建考虑径流过程非平稳变化的时变参数标准化径流指数和时变阈值法,开展非平稳水文干旱事件评估;结合标准化降水指数和历史记载干旱事件验证两种非平稳干旱评估方法的合理性。结果表明:渭河流域年径流序列突变点出现在1990年前后,且径流序列在突变点后(1991—2020年)呈显著(α<0.05)上升趋势;不同设计方案间的对比结果表明,时变参数标准化径流指数和时变阈值法具备更强的稳健性,可合理刻画出径流过程的旱涝动态变化;构建的两类非平稳评估方法与标准化降水指数及历史记载干旱事件表征的旱涝过程有较高的一致性,更适应于变化环境下的水文干旱评估。

玉米抗旱性鉴定研究进展

介绍了国内外关于玉米抗旱性鉴定原理、方法、指标、研究的现状、进展和存在的问题,并从作物遗传育种学的角度,指出了今后玉米抗旱性鉴定研究的发展方向。

干旱监测指数研究

日益严重的全球化干旱问题已经成为各国科学家和政府部门共同关注的热点,它直接威胁着人类的生存环境。而干旱监测,尤其是遥感干旱监测,一直是科学界公认的难题。本文对传统的干旱监测指数如帕尔默干旱指数、作物湿度指数、标准降水指数、地表水分供应指数的优缺点进行评述;将遥感干旱监测指数分成2类,一类是基于地表反射率和发射率的干旱监测指数;另一类是基于地表水和能量平衡模型的干旱监测指数,详细介绍了这2类干旱遥感监测指数的原理、方法以及适用范围.对各种干旱监测指数存在的问题以及干旱监测的发展趋势进行了探讨。

林木抗旱性研究及其进展

干旱是威胁人类生存与发展的最大环境压力之一,也是影响干旱区林木分布和生长的主要限制因子。林木抗旱性的强弱,直接关系到造林的成败,因此研究林木的抗旱性是树种选择的基础。文中主要从林木抗旱机理的研究、林木抗旱评价指标的研究、林木抗旱性评价的主要方法3个方面对近年来林木抗旱性评价进行了总结。

植物抗旱性鉴定评价方法及抗旱机制研究进展

干旱显著影响植物各阶段的生长发育、各种生理生化代谢过程和生态环境,是植物成活与生长的重要限制因素之一,随着现代分子生物学的发展,从分子水平研究植物抵御干旱等逆境的机理已成为农业研究的一个重要任务。从植物抗旱性鉴定评价体系和抗旱机制研究两个方面对近年来植物抗旱性研究进展进行了综述,以期为今后植物抗旱分子机制的研究和改良植物抗旱性的分子遗传育种工作提供参考。

我国水稻抗旱性鉴定方法与指标研究进展

综述了我国在水稻抗旱性鉴定方法与指标方面取得的一些进展,并简单介绍了一些水稻抗旱性的相关研究。

紫花苜蓿资源抗旱性鉴定评价方法研究

采用反复干旱法对176份苜蓿(Medicago sativa L)种质资源进行了苗期抗旱性鉴定,开展了鉴定指标与评价方法的研究。结果表明:地上生物量、地下生物量、株高、根长、分枝数和根冠比均与平均抗旱系数、平均抗旱指数呈极显著相关性,均适宜作为苜蓿抗旱性鉴定指标,其中地上生物量、株高相关系数较高;通过对不同评价方法分析比较,明确了DRC适宜种质资源抗旱性评价,IDRI适宜抗旱品种筛选,DRI适宜旱地条件下高产品种的筛选;抗旱性等级划分采用群体逐级分类法;采用DTIg、DRIv、DTIv方法分别对参试材料进行抗旱性分级,一级(抗旱性极强)材料数量分别为30份、25份、21份,对照敖汉苜蓿均处于中等水平。

干旱遥感监测中不同指数方法的比较研究

干旱是主要的气象灾害之一,严重危害农业生产,及时准确地了解干旱信息具有重要意义。目前卫星遥感技术已成为干旱监测的重要手段之一。比较了干旱遥感监测中几种不同的指数方法,旨在为抗旱救灾提供参考。

应用Z指数方法判断南方季节性干旱的结果分析

应用"Z指数法"来判断"土壤-作物"系统法所确定的干旱事件并进行对比分析得出:两种方法的指标既相互联系又存在差异。桃源县1960～2001年27次中等和中等以上干旱事件中一致率为29 6%,基本一致率为44 5%,错误率为25 9%,"一致"的个例多出现在60年代,"基本一致"多出现在70～80年代,"错误"多出现在90年代;两者在夏季发生的旱灾中一致性较好,秋季一般,冬季较差;重灾一致性较好,中、轻灾一致性较差;用"土壤-作物"系统法指标判断干旱,重旱约每3年一遇、中旱约1 9年一遇;用Z指数方法标准判断,重旱每7年一遇、中旱约2 1年一遇。

气象、水文干旱指数计算方法研究概述

概述了气象干旱和水文干旱的指标种类,并对各指标进行初步评述,同时详细介绍了几种常用干旱指数的计算方法。鉴于以往干旱指标大多比较单一,描述气象干旱和水文干旱的指标彼此独立,因此,今后在针对流域干旱的研究中应加强对于水文干旱和气象干旱的指标耦合,力求建立综合性的干旱指标。

玉米品种早期抗旱性分析

对山东省主推的9个玉米品种进行了萌发期PEG模拟水分胁迫试验。结果表明:水分胁迫对每个玉米品种的发芽势、发芽率、胚根长、胚根干重等都有影响,但不同杂交种在抗旱性上存在明显差异。本研究使用隶属函数法对参试材料抗旱性进行了定量评价,其中莱农14、农大108、登海701为早期典型抗旱型品种;浚单20、金海5号、青农105、中科11为早期较抗旱型品种;登海662、郑单958为早期不抗旱型品种。其它各抗旱筛选指标中,种子萌发抗旱指数与隶属函数对品种抗旱性分析结果较为一致。

作物抗旱性鉴定指标研究及进展

阐述了作物抗旱性鉴定指标研究的现状、进展和存在的问题 ,指出了今后的研究方向 ;论述了目前常用的抗旱性鉴定指标的科学性、应用范围和注意事项 ;重点阐述了简单实用的抗旱性鉴定指标 -抗旱指数 (DroughtResistantIndex DRI)的科学性。