气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应.Ⅲ.基于降水量距平百分率的南方地区季节性干旱时空特征

分析季节性干旱时空特征和发生规律,可为全球气候变化背景下制定抗旱减灾对策提供理论依据.本研究利用南方15个省（市、区）的气象台站1959-2008年逐日降水、气温资料,以国家标准《气象干旱等级》中的降水量距平百分率作为干旱指标,并进行修正,计算了1959-2008年南方地区干旱指数,分析了年、季、月尺度干旱频率的空间分布特征、以及干旱强度、干旱站次比的年际变化.结果表明： 研究期间,南方地区年尺度干旱风险总体较小.干旱空间特征存在明显的季节性差异,南方地区季节性干旱以秋旱发生频率最高、强度最重,其多发生在长江中下游地区和华南地区等主要农作区;其次为冬旱,主要发生在西南地区西部和华南地区等冬作区;春旱和夏旱较轻,春旱多发区在西南地区西南部、华南南部以及淮北等地,夏旱多发区在长江中下游地区、福建东南沿海和西南地区东北部.研究区干旱多发区呈明显的月际波动变化和空间转换,11月到次年5月,干旱多发区范围随季节推移减小,5-11月,干旱多发区范围随季节推移增大,4-6月干旱发生范围最小,11-12月干旱多发区范围最广.1959-2008年,南方地区年尺度干旱范围略有减小、干旱强度略有增强,但不同季节表现不尽相同：春旱范围略有减小、强度减轻,夏旱范围明显减小、强度减轻,秋旱范围明显增大、强度增重,冬旱范围减小、强度减轻.     

江淮地区夏玉米涝渍灾害时空分布特征和风险分析

为了定量评估江淮地区夏玉米涝渍灾害和揭示其时空分布特征,基于1961—2013年91个观测站点的日雨量数据,耦合夏玉米生育期和涝渍灾情数据,统计夏玉米不同生育时段、不同涝渍等级的灾害样本,采用偏相关分析、多元线性回归、正态性检验、区间估计等方法,构建了基于有效降雨量的夏玉米分生育时段涝渍灾害的等级指标,并验证了指标的合理性;分析了区域1961—2010年夏玉米涝渍灾害的时空分布和风险分布。结果表明:夏玉米涝渍灾害等级与当前涝渍过程降雨量和前2旬逐旬降雨量呈显著正相关;同一等级涝渍灾害,拔节-抽雄期指标阈值最高,抽雄-成熟期的次之,出苗-拔节期的最低;20世纪70年代涝渍灾害的发生有所减少,80年代后又逐渐增多;涝渍灾害的多发区主要分布在沿江、沿淮、沿湖和沿海地区,且随着生育进程的增加,多发区总体随雨带北移;近50年来出苗至抽雄阶段涝渍灾害的发生总体上呈增加趋势,抽雄至成熟阶段则以减少趋势为主;随着生育进程的增加,涝渍灾害风险指数的高值区逐渐由西南向东北移动。     

水位节律差异对三峡水库消落区不同物候类型1年生植物物种构成的影响

三峡水库蓄水后改变了原有长江自然的水位波动节律,并在三峡库区内形成了两种类型的消落区:蓄水前未经历过水淹的完全水库消落区,其水位节律夏低冬高;以及蓄水前属于自然消落区目前受蓄水和洪汛双重影响的消落区,其水位在冬季和夏季都存在高水位。这与自然消落区冬低夏高的水位节律均存在差别。1年生植物根据萌发结实特性可分为春萌秋实、冬萌夏实型植物和广适性植物3类。在不同消落区选取5个样地划分样带设置固定样方,涨水前和退水后调查发现:各消落区均存在3种1年生植物,但3种类型物种的比例和和优势度存在显著差异。只受夏季洪汛影响的自然消落区共发现1年生植物73种,冬萌夏实型植物以45种占优;而水位节律与之相反的完全水库消落区,1年生植物物种数为85种,其中春萌秋实型植物以45种以及较大的优势度成为该区域的优势1年生物种;双重影响消落区,1年生植物物种总数未明显下降,但是在蓄水和洪汛的双重影响下其种群大小相对较低。水位节律的巨大变化会引起1年生植物优势类型的显著改变,适合生长的1年生植物主要是因为其生长周期与淹没期不完全重叠而成为优势物种类型。     

干旱与渍涝对砂姜黑土玉米根系干重变化及其分布的影响

砂姜黑土主要分布于黄淮海平原的南部(淮北平原、沂河平原和胶莱平原等)和南阳盆地,面积约4×106ｈａ,其中河南省125×106ｈａ[1],是面积较大的中低产田。其低产的主要原因可归结为“旱、涝、僵、薄”,根本原因在于其不良的水分物理特性[2～4]。而关于旱、涝灾害对作物根系的影响还未见报道。砂姜黑土区地势平坦,土层深厚,光、热、水等自然资源比较丰富,具有适宜作物生长发育的有利条件。因而,充分了解和掌握旱、涝灾害对作物根系的影响,因时制宜灌溉、排涝和耕作,对提高该区粮食产量具有重要意义。为此,于1997～1998年探讨了干旱与渍涝对砂…     

气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应Ⅰ.降水资源演变特征

基于中国南方地区15个省（市、自治区）262个气象台站1959-2008年的降水量资料,分析了季尺度降水量的趋势系数、降水变率、年际及年代际标准化降水距平的变化特征.结果表明：研究期间,中国南方地区降水变化趋势的季节差异较大,大部分地区春季和秋季降水量呈减少趋势,夏季和冬季降水量呈增多趋势,但西南部分地区略有不同;研究区域春旱发生可能性减小,夏旱、秋旱和冬旱发生的可能性增加;春旱更易发生在华南地区和西南地区,夏旱和秋旱发生可能性较高的地区为长江中下游地区和华南地区,冬旱发生可能性较高地区由华南地区扩大为华南和长江中下游地区.中国南方地区春季和秋季降水自20世纪80年代以来明显偏少,夏季和冬季降水在20世纪90年代以前偏少、20世纪90年代偏多、21世纪以来又偏少.中国南方各区域季节尺度降水量标准距平的年代变化基本一致,研究时段内秋季降水量呈减少趋势,夏季和冬季降水量呈增加趋势.     

不同花生品种对旱涝胁迫的响应及生理机制

为评价花生对旱、涝胁迫的响应,本试验以4个旱、涝耐性差异明显的花生品种为材料,运用温室防雨盆栽方法,在苗期、花针期分别进行正常灌溉(对照)、干旱(7d,叶片萎蔫)、根部淹涝(土面水深2 cm,时间1d、3d、7d)和整株淹涝(水深至苗顶,时间1d、3d、7d)的处理,测定地上部及根系生物量、根冠比、根系活力、叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量。结果表明,苗期、花针期干旱均抑制地上部生长,提高根冠比;苗期干旱降低根系生物量,而花针期增加。2个时期淹涝均促进地上部生长、抑制根系生长、降低根冠比,并随淹水加深、延时而加重。旱、涝条件下根系活力均降低,SOD、MDA呈上升趋势。遭受相同时间(7d)的水分胁迫后,危害程度以干旱重于淹涝,花针期重于苗期。基于生物量、生理指标变化的综合分析进一步表明,4个花生品种的旱、涝耐性差异很大,湘花55号耐旱性强、耐涝性弱,豫花15号耐旱性弱、耐涝性强,中花4号耐旱、涝性均最弱,中花8号耐旱、涝性均最强。     

江汉平原四湖地区涝渍地演替分级及趋势预测

涝渍地的演替规律研究是制定涝渍地域生态恢复对策的理论基础。本文利用Delphi法确定了四湖地区涝渍地演替级数的衡量指标,即优势植物种群、面积增长最快的涝渍地种养生物、涝溃地面积占耕地面积的百分比、涝渍地的地下水位和土壤有机质氧化稳定性等5项,在此基础上建立了演替级数分级标准,并以洪湖市为例建立了洪湖市涝渍地演替专家信息库,得到了洪湖市的涝渍地演替级数;最后采用ARIMA模型对洪湖市的涝渍地演替级数进行了趋势拟合与未来预测。结果表明,ARIMA模型能较好地拟合并预测涝渍地演替级数的变化趋势。     

广东地区公园绿地海绵设施植物应用研究

在对广州、深圳和珠海公园普遍踏查的基础上,选取9个海绵设施应用较多的公园作为调查样地,针对应用的海绵设施类型、结构、规模、植物景观等进行实地调查分析。结果表明,公园绿地应用较多的海绵设施类型以植草沟、雨水花园和旱溪为主;海绵设施应用的植物有87种,隶属49科79属,以禾本科、豆科种类居多;海绵设施不同种植区域选择植物时应根据积水情况综合考虑植物的耐涝性;从海绵设施应用的植物种类及配置景观来看,雨水花园和旱溪最为丰富;最后,针对公园绿地海绵设施应用普遍存在的问题,分别从植物选择、景观配置及后期维护等方面提出建议。     

喜旱莲子草原产地和入侵地种群的植物-土壤反馈差异

植物-土壤反馈是植物通过生长改变根际土壤环境,从而影响后续植物生长发育的生态学过程。入侵植物从原产地扩散到入侵地后,可能会经历植物本身的适应性进化而对土壤环境产生不同影响,从而使负向植物-土壤反馈降低,甚至转为正反馈。以往对入侵植物的植物-土壤反馈研究多集中于比较其与本地种、其他入侵种之间的差异,而较少关注入侵植物的入侵地种群和原产地种群在入侵地的差异。本研究采用同质园实验比较了喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)入侵地(中国)和原产地(阿根廷)种群是否存在对入侵地土壤的植物-土壤反馈差异以及如何通过土壤微生物群落来影响反馈结果。结果表明:(1)喜旱莲子草入侵地种群的反馈表现为正,原产地种群表现为中性。(2)入侵地种群显著增加了土壤的细菌和真菌群落多样性,原产地种群与对照土壤无显著差异。这些结果表明,喜旱莲子草入侵地种群在扩散过程中,对土壤微生物群落的调节作用发生了改变,从而产生正向的植物-土壤反馈效应。     

江苏高邮大气降水氢氧同位素特征及水汽来源

为了研究江苏高邮局地水循环特征,应对气候变化和减缓洪涝灾害.本研究采集江苏高邮自2015年7月—2017年10月的121个大气降水样品及环境因子数据,分析该区大气降水氢氧同位素特征,揭示不同季节水汽来源及影响因素.结果表明: 大气降水δD(δ¹⁸O)季节变化明显,冬半年偏正,夏半年偏负;过量氘值亦呈现冬高夏低;年尺度上,大气降水中δD(δ¹⁸O)与温度和降水量皆为负相关关系,呈现“反温度效应”和“降水量效应”;季节尺度上,均未呈现出“温度效应”,秋冬两季呈现出“降水量效应”;HYSPLIT气团轨迹模型结果进一步表明,江苏高邮夏季水汽主要来源于我国南海、印度洋及太平洋,而春、秋、冬季水汽主要来源于亚欧大陆、大西洋、北冰洋水汽混合及局地蒸发.大气降水δD(δ¹⁸O)值的季节变化主要受到季风活动以及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的影响,降水中氢氧同位素值清晰地记录了厄尔尼诺向拉尼拉之间的过渡.     

难忘鼎湖山——广东省鼎湖山植物夏令营八年回顾

由广东省植物学会和佛山市生物学会共同主办,中国科学院华南植物研究所鼎湖山树木园及自然保护区协办的鼎湖山中学生夏(冬)令营及香港植物学爱好者鼎湖山植物学考察活动,自1987年起已连续进行了8年,共举办40余期。参加的中学生及中学教师2000余人次。香港植物学爱好者近百人次。 夏(冬)令营活动,是青少年进行植物学实践考察、开展课外活动、补充书本知识、陶冶情操的好形式,迄今已越来越受到学生及其家长的     

三峡濒危植物疏花水柏枝的回归引种和种群重建

疏花水柏枝分布于三峡库区原海拔70～155m的消落带,三峡工程修建后它将丧失其全部生境而成为濒危植物。实验结果显示其种子在土壤含水量大于10%以上时开始萌发,以土壤含水量达到饱和状况时萌发最好。种子萌发与定居阶段对土壤水分条件的严格要求使得疏花水柏枝分布区十分狭小。回归引种和种群重建是拯救该物种的主要手段。三峡工程修建后库区内新的消落带将形成夏旱冬淹的水节律,完全不同于库区原有消落带所具有的冬旱夏淹的水节律,不适于作为疏花水柏枝种群的迁移地。相比之下库区淹没区以上各支流消落带的生态环境与疏花水柏枝原有生境较为接近,适于作其新的生境。种群遗传多样性、年龄结构、分布格局、繁殖与扩展等生物学特性是种群持续发展的基础,文章以此为依据,对疏花水柏枝种群重建与管理中的相关问题进行了分析讨论。认为疏花水柏枝种群恢复与重建中目前所面临的主要问题是如何增强被隔离的种群间的基因交流、促进种群的种子扩散与萌发、协调新建种群与当地物种的关系、营造有利于新建种群定居与生长的生态环境。重建种群的管理应结合疏花水柏枝的生长发育节律和移栽地的生态环境条件来开展,要有效地监控种群的生长发育动态,合理地在隔离种群间相互引种,适时地进行水分管理,并对周围植被适度控制。     

旱涝胁迫对棉花根系生长的影响

为探究旱涝胁迫对棉花花铃期及吐絮期根系的影响,于2016年在武汉大学灌溉排水试验场开展了受旱、受涝及旱涝急转胁迫测坑试验,使用微根管系统对根系进行了原位生长过程监测,并用挖掘法对结果进行了验证。结果表明:通过微根管观测图片所获取的根系信息,代表了根管周围3.3 mm透视厚度土层的根系状况;从蕾期至吐絮期内,根系生长呈"S"型曲线,其中花铃期根系生长发育最快;0~30 cm是根系主要分布区域,约占根系总量的70%~80%;不同旱涝胁迫处理下总根长及总根表面积从大到小的顺序为受涝组旱转涝组正常组受旱组;涝渍导致表层根系大量繁殖,特别是根粗为0.2~0.4 mm的根系生长;干旱使得棉花根长密度变小,径变粗,深层根系生长加速、占比上升,根系重心下移;旱转涝后根系指标增速大于对照组,证明后期受涝对前期受旱在根系生长方面具有补偿效应。     

菊花及其近缘种属植物耐涝评价体系建立及耐涝性鉴定

为发掘耐涝种质资源,建立了菊花近缘种属植物苗期耐涝性评价体系.根据盆栽淹水处理过程菊花近缘种属植物表型变化,将涝害指数划分为7级;采用叶色、叶形态、茎色、茎形态4个外观形态指标,并将其定量分级,制定等级得分标准及评价方案,然后以各指标得分的总和对耐涝性进行综合评价,建立评价体系.对57个菊花近缘种属植物进行了苗期耐涝性鉴定,结果表明,耐涝性鉴定时间以淹水6d为宜;菊花近缘种属植物对水涝较为敏感,大部分材料属于较不耐涝级,同种不同种源存在耐涝性差异;初步筛选出8份耐涝性强的菊花优异种质.     

西藏高原的一种特产植物——“冬麻”

在祖国的西藏高原,沿怒江上游和澜沧江流域的部分地区,为由砂页岩红色岩层风化的红壤所覆被的山坡上,生长一种西藏高原特有的植物——“冬麻”(藏名音译).冬麻属豆科,据中国科学院植物研究所鉴定,学名为Salweenia wardii Baker,这属只有这一种植物,是怒江上游区域的特产(属名就从荫尔温——怒江得名);其他地区尚未发现过. 冬麻为多年生的常绿灌木,茎高一公尺许,也有高达2米的.性抗寒,经冬不凋,昌都附近之最低温度在-18°至-20℃间,对其生长发育仍无影响.性耐碱、耐旱、耐瘠,举凡山坡瘠地,野草生长都感困难者,它仍然生长繁茂.开花期甚长,几达半年之久,笔者1953年11月26日,即于场地附     

深圳地区8种园林地被植物耐涝性综合评价

为高效筛选雨水花园适用植物,以香彩雀Angelonia salicariifolia等8种园林地被植物为试材,采用盆栽模拟涝渍的方法,研究不同时间淹水胁迫处理后8种植物的观赏性状及生理指标,通过主成分分析与隶属函数法对其耐涝性进行综合评价,并筛选评价植物耐涝性的有效指标。结果表明,8种园林地被植物的耐涝性强弱依次为香彩雀、水鬼蕉Hymenocallislittoralis、龙船花Ixorachinensis、朱槿Hibiscusrosa-sinensis、大花马齿苋Portulacagrandiflora、朱蕉Cordylinefruticosa、巴西野牡丹Tibouchinasemidecandra、四季海棠Begoniasemperflorens;植物叶片的相对含水量、MDA含量、相对电导率与Fv/Fm值是反映植物耐涝性的重要指标。     

植物叶片为什么发黄

植物叶片失绿、发黄的原因很多。肥料过多会造成“肥黄”;肥料不足会引起“饿黄”;缺少水分会出现“旱黄”;病虫危害则导致“病黄”、“虫黄”等等。从当前栽培植物中出现的叶片发黄现象看,由下面十二种因素所致,而其中的“肥黄”、“虫黄”和“病黄”,则是最常引起的叶黄现象。     

紫菀鞘锈菌的一个新寄主及其细胞学和超微结构特征

加拿大一枝黄花Solidago canadensis是一种外来入侵植物。由于它强大的竞争能力并缺乏自然天敌,这种植物在我国东部迅速扩展和蔓延,已引起严重生态问题。我们于2015年5月在浙江宁波地区第一次发现加拿大一枝黄花锈病。该病在叶片上产生黄斑,大量夏孢子堆和夏孢子覆盖植物叶片,引起叶片扭曲、叶疫和落叶。依据形态学特征和分子数据,引起加拿大一枝黄花锈病的病原菌被鉴定为紫菀鞘锈菌Coleosporium asterum。超微结构分析揭示,在一个孢子堆中冬孢子形成、萌发以及担子的产生是一个连续的过程,即在一个孢子堆中,既有冬孢子发育又有担子发育,而个体冬孢子间或担子间也具有不同的发育水平。研究结果为进一步探索病害侵染循环以及病原菌对寄主生长和传播的影响提供了科学数据。     

植物抗逆性生理生化研究的某些进展

食物短缺是当今世界面临的几大严重问题之一。限制粮食增产的主要原因是自然逆境如旱、涝、盐、碱、不良温度等。通过扩大种植面积或增加农业投入改造中低产田来增加粮食生产都会碰到需要克服逆境限制或减轻逆境伤害的问题。因而,了解植物对逆境的反应,提高植物的抗逆性,已成为农业增产的基础研究和重要的战略措施,倍受世界各国政府和科学家的关注,是当前研究的热点之一。植物对逆境的反应是多方面的,本文主要介绍一些从基因表达角度开展研究的植物生理生化适应性方面的工作。     

涝渍胁迫下5种菊花近缘种属植物生理特性

采用土培模拟涝害的方法,对5种菊花近缘种属植物的根系活力、叶绿素含量和光合生理特性以及涝渍胁迫后的形态表现进行研究和观察,比较了其耐涝能力.结果表明:涝渍胁迫下,5种菊花近缘种属植物根系活力急剧下降,但紫花野菊在胁迫初期表现出强的根系活力;5种植物叶绿素含量总体呈现先升后降的趋势;涝渍胁迫15d时纪伊潮菊、泡黄金菊的光合强度明显降低,CO2同化作用下降,并出现负值,叶片已丧失光合作用能力,其次是大岛野路菊和那贺川野菊,而紫花野菊维持了一定水平的净光合速率.结合叶片外观形态观察发现,紫花野菊最为耐涝,泡黄金菊最不耐涝,而大岛野路菊、纪伊潮菊和那贺川野菊的耐涝性介于两者之间.