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干旱灾害对粮食安全的影响及其应对技术研究进展与展望
赵鸿, 蔡迪花, 王鹤龄, 杨阳, 王润元, 张凯, 齐月, 赵福年, 陈斐, 岳平, 王兴, 姚玉璧, 雷俊, 魏星星
干旱气象, 2023 41 (2): 206
干旱是当今世界出现频率最高、持续时间最长、危害范围最广的重大气象灾害，对全球农业、生态、社会发展和国民经济等影响巨大而广泛。农业旱灾是影响农业生产的重要因素，农业生产关乎着国家粮食安全。我国是一个农业大国，同时也是一个旱灾频发的国家，深入了解农业干旱灾害的成因、影响特征、旱灾强度、严重程度以及作物致灾的生理过程和机理等是提升农业干旱灾害监测预测预警水平、减轻和防御灾害损失、提高国家粮食安全生产需要解决的重要科学问题。本文综合回顾了国内外不同程度的农业干旱及其对粮食生产影响的最新研究进展，从农作物形态、生理、细胞和分子水平等方面探究了干旱影响特征及机制，围绕粮食生产如何有效应对农业干旱问题，评述了当前农业干旱监测的主要指标、方法、预警系统等，针对农业可持续发展和干旱新特征，讨论了当前防旱减灾和农业干旱应对的现状，强调了适应与减缓并举的一系列干旱应对措施，在此基础上结合国家、区域和行业发展需求提出了今后应着重加强的重要科学问题、研究对策及学科发展展望。
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干旱-复水联动对东北春玉米光合生理与产量的影响
姜鹏, 秦美欧, 蔡福, 温日红, 孟莹, 杨霏云, 孙沛, 冯艾琳, 方缘
干旱气象, 2023 41 (2): 214
广发、频发的干旱事件已造成了严重的作物减产，深入解析玉米对干旱的响应过程及机制，对准确评估干旱影响进而合理指导玉米生产具有重要现实意义。基于锦州农业气象试验站已布设的干旱-复水联动试验平台（CK：自然降水处理；RD：2020年6月30日至8月10日控水，之后复水），监测净光合速率（Net Photosynthetic Rate， Pn）、蒸腾速率（Transpiration Rate， Tr）、日茎流量（Daily Stem Flow， DSF）、玉米产量构成要素等参数。结果表明，拔节期，与CK处理相比，RD处理控水初期Pn降低5.0%，Tr增加12.4%，但均不显著；灌浆期，当土壤含水量（Soil Water Content， SWC）降至40.0%后，RD处理下Pn、Tr及DSF显著降低，分别降低至CK处理水平的23.6%和6.9%和32.5%，灌浆期叶片光合产物大部分向果穗输送，耗水能力大于拔节期，干旱对Pn、Tr及DSF的抑制效应更为明显。乳熟期，RD处理进入复水阶段，Pn、Tr. . .
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水分关键期干旱胁迫对冬小麦矿质元素积累、产量和品质的影响
张继波, 薛晓萍, 张新刚, 邱粲, 谭方颖, 李楠
干旱气象, 2023 41 (2): 232
干旱是制约我国粮食产量和品质提升的主要农业气象灾害之一。土壤水分与矿质元素交互作用，共同影响冬小麦的生长发育及产量、品质，探究水分关键期冬小麦叶片矿质元素积累、产量和籽粒品质对不同程度干旱胁迫的响应，对科学施肥和干旱灾害防御具有现实意义。本文以冬小麦品种“齐麦2号”为试材，在水分关键期（拔节—扬花期）设计5个梯度的水分控制试验（T1处理为适宜水平，T2、T3、T4处理分别按照基准补水量75.0 mm的80%、50%、25%一次性补水，T5处理不补水），模拟研究水分关键期干旱胁迫对冬小麦叶片氮、磷、钾矿质元素积累和光合色素、光合参数以及产量和籽粒品质的影响。结果表明：水分控制期间至复水后，T1处理下冬小麦叶片全氮、全磷、光合色素含量及最大净光合速率（Maximum Net Photosynthetic Rate，Pnmax）、表观量子效率（Apparent Quantum Efficiency，AQE）、光饱和点（Light Saturation Point，LSP）均最高，受干旱胁迫影响. . .
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1997—2021年四川省干旱时空变化特征分析
蔡怡亨, 李帅, 张强, 邓彪, 罗玉, 孙蕊
干旱气象, 2023 41 (2): 250
构建适宜的气象干旱指标是开展干旱监测和干旱评价业务服务的基础。基于1997—2021年四川省155个国家气象站逐日平均气温和降水，以及各县（市、区）农作物播种面积资料，通过改进气象干旱综合指数（Meteorological Drought Composite Index， MCI）中的季节调节系数，形成改进的气象干旱综合指数（Modified Meteorological Drought Composite Index， MCIm）；再结合历年干旱受灾面积、有效灌溉面积修订区域性干旱过程识别方法，并识别出四川省历年区域性干旱过程51次，然后再利用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF）、旋转经验正交函数（Rotated Empirical Orthogonal Function）、Morlet小波分析法，分析区域性干旱过程时空分布特征。结果表明：1997—2021年四川省发生区域性干旱过程的持续日数呈现出“先变短再增长再变短”，平均影响范围呈现出. . .
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内蒙古中部干旱半干旱区水汽和液态水特征研究
苏立娟, 衣娜娜, 郑旭程, 史金丽, 邓晓东
干旱气象, 2023 41 (2): 259
基于多通道微波辐射计数据与呼和浩特站逐小时降水数据分析 2017、2018年4—9月内蒙古中部干旱和半干旱区35个降水日积分水汽含量、积分液态水含量月变化特征，进一步分析层状云稳定性降水和积状云对流性降水中液态水含量、水汽含量的垂直分布特征和积分液态水含量、积分水汽含量的相位特征。结果表明，降水日积分水汽含量和积分液态水含量具有明显的季节变化特征，两者均在夏季和初秋较大。降水发生前积分水汽含量与积分液态水含量有明显跃增，这种变化在对流性降水中更明显，且超过80%的样本显示积分水汽含量与积分液态水含量存在反相位变化。对流性降水水汽含量主要分布在0~6 km高度，且随高度递减，而液态水含量随高度先增加后减小；稳定性降水水汽含量和液态水含量的垂直分布与对流性降水一致，但两者均小于对流性降水。基于积分水汽含量与积分液态水含量的降水发生判断条件对指导当地人工增雨作业、缓解旱情有实际应用价值。
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干旱半干旱区土壤水分对降水的脉动响应：以荒漠草原达茂旗为例
张存厚, 崔崴, 越昆, 赵杏花, 吴英杰, 森迪
干旱气象, 2023 41 (2): 267
大气降水是内蒙古干旱半干旱区荒漠草原土壤水分的主要补给来源，也是不同时空尺度上各种生物过程的重要驱动因子。土壤水分对降水响应过程的研究，对于调控地表覆被、科学恢复植被及促进大气降水向土壤水的有效转化具有重要价值。基于荒漠草原站点2012—2020年日降水量与2016—2020年4月下旬至10月下旬逐时降水量及0~50 cm各层土壤水分观测数据，研究降水分布格局及土壤水分对独立降水事件的响应过程。结果表明，研究区小于5.0 mm的降水事件占主导，属于典型的干旱半干旱区降水脉动事件，0~10 cm、>10~20 cm、>20~30 cm、>30~40 cm和>40~50 cm各层土壤水分响应的降水量阈值分别为3.2、9.2、14.3、16.7和25.3 mm。小雨级别独立降水事件能引起0~10 cm土壤水分响应的概率为36.0%，中雨级别独立降水事件能引起0~10 cm、>10~20 cm、>20~30 cm各层土壤水分响应的概率分别为100%、39.5%. . .
