1900年前后中国特大旱灾的旱情及其形成的自然因素

为了深入认识近代特大干旱事件的成因,利用中国1900年前后旱涝等级资料、近500年旱涝分布图集和西北地区近500年旱涝分布图集资料等,分析了1900年前后中国特大旱灾的旱情及其形成的自然因素。结果表明:(1)1900年前后的特大旱灾出现在100年来年代际变暖期,以北方干旱最严重,且多灾并发。(2)1900年前后是年代际夏季风最弱的时期,西太平洋副热带高压位置偏南和西伯利亚高压年代际增强期是特大旱灾发生的直接原因。(3)强厄尔尼诺事件与太阳黑子相对数的低值期,也是1900年前后特大旱灾发生的重要原因。

基于信息扩散理论的中国粮食主产区水旱灾害风险评估

水旱灾害频发是影响中国粮食安全供给的主要制约因素。该文基于信息扩散理论的风险分析模型,根据198-2008年期间检索得到的共享数据平台资料,对中国13个粮食主产省(区)的水旱灾害开展风险评估,综合对比分析粮食主产区的水旱灾害风险状况及其空间分布特点。结果表明,中国13个粮食主产省份面临的水旱灾害风险压力均较大且旱灾风险要大于水灾风险。粮食主产区的水灾风险空间分布格局为南部长江中下游省份多以中度风险为主,东北部和中部黄淮海地区主要为低风险区,而旱灾风险则是东北部和中部黄淮海地区以高、中风险为主,南部长江中下游省份的风险相对较低。

胡麻RIL群体苗期抗旱性状的主基因+多基因遗传分析

以抗旱品种定亚17号与抗旱敏感品种天亚3号构建的重组自交系群体为材料,采用数量性状的主基因+多基因遗传模型分析方法对胡麻苗期株高、根鲜重、茎鲜重、根干重、茎干重、根长、叶干重、叶鲜重等8个性状的抗旱系数进行遗传模型分析。结果表明,株高、根鲜重、茎鲜重、根干重、茎干重的最适遗传模型为2MG-Inhibiting,受2对抑制性主基因+加性多基因控制。根长、叶干重的最适遗传模型为3MG-CEA,受3对独立主基因+加性多基因控制。叶鲜重的最适遗传模型为4MG-CEA,受4对独立主基因控制。8个性状主基因遗传率在9.59%～50.96%之间。

干旱胁迫下马铃薯块茎形成期部分农艺性状的遗传分析

以旱作敏感型品种大西洋和耐旱型品种陇薯6号为亲本构建的F_(1)分离群体为材料,采用主基因+多基因混合遗传模型分析方法对其单株结薯数、单株块茎重、株高、茎粗等4个性状进行遗传模型分析。结果表明,4个性状的最适遗传模型均为2 MG-AD,受2对主基因+加性-显性多基因控制,4个性状的主基因的遗传率在16.02%~96.11%之间。

旱灾对水稻市场影响的评估

长江中下游地区是我国水稻主产区,该区域的旱灾将威胁到我国粮食安全。采用小波神经网络和逻辑增长模型建立了一个评估旱灾影响的干预分析模型,评估了2011年发生在该地区50年一遇的旱灾对我国主产区水稻市场的干预模式和影响强度。研究表明旱灾对我国主产区水稻市场的干预近似服从逻辑分布。旱灾发生时,市场价格并不会立刻大幅上涨,在旱灾持续约4个月后,市场价格才被快速拉升,之后逐渐过渡到平缓波动,最后市场价格刚性使得水稻价格维持在一个新的高位上波动。

干旱对水稻根系活力与结实性状的影响

在水稻抽穗灌浆期进行人控土壤干旱，每穗实粒数、结实率、千粒重及产量均下降，但根系活跃吸收面积与α－萘胺氧化活力均增强；抗旱性强的品种，ＴＴＣ还原活力增强，而抗旱性弱的品种，ＴＴＣ还原活力降低，因此，水稻抗旱性强弱与ＴＴＣ还原活力密切相关．

三江平原粮食主产区旱情评价指标研究

选定降水距平百分率、Z指标和降水温度均一化指标,依据红兴隆分局局直及其所辖10个农场1971～2008年的资料对该地区的干旱程度进行单因素评价与分析,比较各指标评价结果,表明Z指标更适合用来判断该地区的干旱分布特征,为制定抗旱减灾对策提供理论依据。

基于灾情的中国粮食主产区旱灾变化周期研究

利用1971-2016年中国粮食主产区各省区农作物播种面积和农作物干旱受灾面积,计算得到各省区干旱受灾率时间序列,采用经验模态分解法(EMD)得到各省区干旱受灾率时间序列IMF分量,据此分析粮食主产区旱灾变化周期,为旱灾防御提供理论依据。结果表明,湖南省分解得到5个IMF分量,安徽、河南、江苏和黑龙江省以及内蒙古自治区得到4个IMF分量,其他各省分别得到3个IMF分量,与原数据序列相关分析结果表明IMF分量均为有效分量。粮食主产区干旱受灾率时间序列表现为多尺度的周期性波动特征,具有准2~3年周期、准4~6年周期、准10~13年周期以及准16~25年的变化周期,其中,IMF1分量的方差贡献率最大,粮食主产区旱灾主要表现为准2~3年周期的波动特征。趋势项结果表明,1971-2016年粮食主产区干旱受灾率总体呈下降趋势。

一株耐干燥大豆根瘤菌菌株的筛选与固氮效果评价

为解决干燥环境致使大豆种子根瘤菌包衣后根瘤菌快速死亡,降低根瘤菌使用效果,极大程度限制根瘤菌应用的问题,本研究以分离自我国不同大豆主产区的100株大豆根瘤菌为供试材料,选用目前广泛使用的商业化菌株Bradyrhizobium diazoefficiens USDA110和Bradyrhizobium japonicom USDA6为参比菌株,采用玻璃珠干燥法和蛭石盆栽试验,筛选耐干燥且生物固氮性能优良的大豆根瘤菌菌株,并对菌株进行耐干燥筛选和固氮性能评价。玻璃珠干燥法筛选试验结果显示:经过24 h干燥后,根瘤菌菌株5873在玻璃珠上的存活率达到0.44%,显著高于其它菌株,表明该菌株能够耐受干燥胁迫。经16S rDNA序列系统发育分析和ANI计算,初步确定菌株5873属于日本慢生大豆根瘤菌(B.japonicom)。进一步采用蛭石盆栽试验验证菌株5873的共生匹配性和与大豆品种宿主的选择性,并评价其结瘤固氮效果。结果显示:菌株5873与供试的9个大豆品种都能结瘤,表明该菌株具有广谱的结瘤匹配性。其中滇豆5号、徐豆18和冀豆17接种根瘤菌5873后,大豆植株的干重、全氮含量、叶绿素含量与不接种对照相比均显著提高,表现出明显的促生效果。本研究筛选获得一株耐干燥且生物固氮能力优良的大豆根瘤菌菌株5873,可作为根瘤菌包衣专用菌种,也为大豆根瘤菌包衣技术在黄淮海和南方地区的应用提供了菌株资源保障。

不同水分条件下小麦穗部性状的遗传分析

为研究小麦穗部性状的变化特点,以不同水分条件下种植的小麦水旱分离群体为材料,对小麦的9个穗部性状进行遗传分析。结果表明:2种不同环境条件下,群体表现极为显著的超亲分离,分布呈偏态单峰和偏态多峰,且基本符合正态分布,表现为数量性状遗传特点。穗长、不孕小穗数、小穗着生密度和芒长符合2对主基因遗传模型;有效小穗数、小穗粒数、总小穗数、穗粒数和千粒质量符合1对主基因遗传模型。在干旱胁迫条件下,穗长、有效小穗数、穗粒数、小穗着生密度和芒长,5个性状的主基因遗传率最高,分别为88%,73%,64%,67%,95%,芒长的变异系数呈最高值为41%,因此,可能有主基因和多基因控制这些性状。

世界干旱气候研究动态及进展综述(Ⅰ)：若干主要干旱区国家的研究动态及联合国的贡献

为回顾和评述过去70年来世界干旱气候的研究动态及进展,本综述系列文章(Ⅰ)首先从横向评述了世界若干主要干旱区国家的研究动态和联合国专业机构的贡献。其要点如下:(1)20世纪世界出现了两大干旱事件,即20世纪30年代美国的"沙尘暴干旱"和1968-1999年的北非持续干旱。它们灾情重,警示作用强,推进了世界干旱气候研究。(2)作为当今世界科技强国,美国的干旱气候研究起步早,在干旱气候的每一分支领域都起了引领作用,特别是在干旱指数和判据的提出和应用、干旱气候成因及气候模式的模拟方面。(3)中国作为发展中大国,中蒙干旱区是世界独特的中纬度干旱区,我国的干旱气候研究起步虽晚,但中国西北地区水流输送、西北干旱气候成因及中蒙地区春季沙尘暴等方面的研究也取得了令人鼓舞的成果。(4)其他国家如澳、英、日本及联合国等也对世界干旱气候研究、遏制全球增暖及应对全球气候变化等方面作出了重要贡献。

三种复合干旱指数在我国三大农业主产区的适用性分析

利用多源遥感数据,通过与SPI-3的线性相关分析及实际旱情的对比,研究了三种复合干旱指数(PADI、OVDI、TVDI)在我国三类(冬小麦、夏玉米、水稻)农业主产区的适用性。结果表明:三种复合干旱指数不适用于水稻区的干旱监测;在三类农业区的干旱监测中,指数PADI、TVDI对干旱量化结果较为准确(干旱持续时间、严重程度、空间分布等),OVDI对旱情严重程度的判断偏重;指数TVDI、OVDI适合大范围的旱情监测,且TVDI监测结果更为准确;PADI指数由于结合了作物信息,对干旱的量化更全面,适宜于小范围的旱情监测,但对输入信息的要求较高。

泉州市40年春季干旱分析

通过对泉州市各地40年春旱的统计分析，初步揭示出我市春早的主要特征和影响因素。

2022年长江流域重大干旱发展过程中西太平洋副热带高压的多维度异常特征

2022年长江流域发生了罕见的夏秋冬连旱.此次干旱是伏秋季降水异常偏少和气温异常偏高叠加形成的复合型干旱,与冬季干旱连在一起的超长事件;其中8月全流域的高温干旱异常特征最为显著.以往关于西太平洋副热带高压(简称西太副高)的异常变化对长江流域高温热浪和干旱的影响的相关研究主要侧重于纬向异常这种单一维度的异常,而较少关注其经向、厚度、面积、持续时间的多个维度异常;且单一维度的异常不足以刻画其作为主控环流因子对极端高温干旱事件的影响.为了揭示西太副高的多维度异常特征对此次长江流域重大干旱的影响,本文重点分析了干旱发展过程中西太副高的多个维度异常特征.结果表明,在整个干旱发展过程中,8月西太副高在500 hPa上纬向偏西异常最为显著,无明显的经向异常.覆盖长江流域的面积为历年同期最大.在垂直方向上自低层往高层不断西伸;400~200 h Pa上西太副高与南亚高压位置相互联通,以高压坝的形式覆盖长江流域,西太副高的厚度异常深厚.通过与历史同期8月不同程度干旱年份进行对比分析,结果发现,只有当西太副高的空间异常持续维持,才能造成流域严重的高温干旱.

中国先秦−清代重大旱灾的时空分布格局与变迁过程

从历史文献和史料记载中提取从先秦至清代(850 a B.C.—1911年)有详尽灾害描述的重大旱灾记录,以县域为最小研究单元构建重大旱灾频次和累计等级的时间序列并进行空间分布可视化。利用熵权法确定重大旱灾综合指数,结合空间自相关、重心分析法和标准差椭圆研究中国历史时期重大旱灾分布格局及变化过程。结果表明:①从先秦至清代(850 a B.C.—1911年)中国重大旱灾共发生580 a,平均每4.76年发生1次,总体呈现上升趋势。②整体上,重大旱灾的发生频次北方高于南方,旱灾频次最高的地区是陕西、河南和山东的一些县域。③明代为重大旱灾累计等级最高时期,全国近56.81%的地区都有发生重大旱灾。重大旱灾累计等级具有显著的空间自相关性,其相关性变化经历了“增−减−增−减”的过程,全期莫兰指数为0.43,具有显著空间集聚性。④重大旱灾分布县数共占总发生旱灾县数的21.42%,不同时间段上,重灾区在陕西、河南、山西、河北、山东间变化。其重心始终位于河南省境内,在河南省内部,沿“西南−东北−西南−东南−西北”方向移动。⑤重大旱灾频次与气温、降水呈现显著负相关。中国西高东低的地势条件、温带大陆性季风气候和人类不合理活动与华北及其周边地区成为重灾区有一定的关联。此外,气候变化与人口分布对历史时期重大旱灾分布格局变动具有重要的影响。

我国13个粮食主产区农业旱灾风险评价

从危险性、暴露度、脆弱性、防旱抗旱能力四个方面构建农业旱灾风险评价指标体系,对我国13个粮食主产区的农业旱灾风险进行单指标和综合风险评价,并将其划分为五个风险等级。结果表明,黑龙江省、河南省为农业旱灾高风险区域,河北省、安徽省、内蒙古自治区、山东省为农业旱灾较高风险区域,湖北省、湖南省、四川省、江西省为农业旱灾中等风险区域,吉林省、江苏省为农业旱灾较低风险区域,仅有辽宁省为农业旱灾低风险区域。

玉米苗期抗旱性状的主基因和多基因遗传分析

为了解玉米苗期抗旱遗传规律,以抗旱玉米自交系‘81162’和干旱敏感自交系‘沈503’构建P1、P2、F1、B1、B2、F26世代群体,采用数量性状的主基因+多基因遗传模型分析方法对苗期玉米苗高、根鲜重、地上鲜重、根干重、地上干重、根长、鲜重根冠比、干重根冠比性状的抗旱系数进行遗传分析。结果表明,苗高、根鲜重、地上鲜重、根干重、地上干重、根长的最适遗传模型为2MG-A,主要由2对加性主基因控制。鲜重根冠比和干重根冠比的最适遗传模型为MX2-ADI-AD,主要由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-多基因控制,为玉米抗旱育种提供参考依据。