Differential Physio-Biochemical and Metabolic Responses of Peanut (Arachis hypogaea L.) under Multiple Abiotic Stress Conditions

The frequency and severity of extreme climatic conditions such as drought, salinity, cold, and heat are increasing due to climate change. Moreover, in the field, plants are affected by multiple abiotic stresses simultaneously or sequentially. Thus, it is imperative to compare the effects of stress combinations on crop plants relative to individual stresses. This study investigated the differential regulation of physio-biochemical and metabolomics parameters in peanut (Arachis hypogaea L.) under individual (salt, drought, cold, and heat) and combined stress treatments using multivariate correlation analysis. The results showed that combined heat, salt, and drought stress compounds the stress effect of individual stresses. Combined stresses that included heat had the highest electrolyte leakage and lowest relative water content. Lipid peroxidation and chlorophyll contents did not significantly change under combined stresses. Biochemical parameters, such as free amino acids, polyphenol, starch, and sugars, significantly changed under combined stresses compared to individual stresses. Free amino acids increased under combined stresses that included heat; starch, sugars, and polyphenols increased under combined stresses that included drought; proline concentration increased under combined stresses that included salt. Metabolomics data that were obtained under different individual and combined stresses can be used to identify molecular phenotypes that are involved in the acclimation response of plants under changing abiotic stress conditions. Peanut metabolomics identified 160 metabolites, including amino acids, sugars, sugar alcohols, organic acids, fatty acids, sugar acids, and other organic compounds. Pathway enrichment analysis revealed that abiotic stresses significantly affected amino acid, amino sugar, and sugar metabolism. The stress treatments affected the metabolites that were associated with the tricarboxylic acid (TCA) and urea cycles and associated amino acid biosynthesis pathway intermediates. Principal component analysis (PCA), partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA), and heatmap analysis identified potential marker metabolites (pinitol, malic acid, and xylopyranose) that were associated with abiotic stress combinations, which could be used in breeding efforts to develop peanut cultivars that are resilient to climate change. The study will also facilitate researchers to explore different stress indicators to identify resistant cultivars for future crop improvement programs.     

浅析需求导向下如何提升湾沚区水旱灾害防御信息化水平

湾沚区水旱灾害频发,严重影响地区社会经济发展和危及人民生命财产安全。水旱灾害防御信息化系统是防汛抗旱的重要手段,为防汛抗旱的决策和调度提供技术支撑。本文对湾沚区水旱灾害防御信息化建设背景、需求和现状进行梳理和分析。以功能需求和性能需求为导向,针对湾沚区信息化建设存在的不足,提出监测体系、预警平台、终端服务、运维机制等方面的措施建议,为水旱灾害防御信息化建设提供思路与借鉴。     

模拟道路种植环境对银杏生长的影响

城市下垫面性质的改变,压缩了行道树生长的环境空间,阻碍了土壤水分的移动与循环,增加了行道树生长的难度。探究街道种植环境对行道树生长的限制因子,是完善行道树种植设计与栽培管理技术,改善城市街道形象,提升城市绿化水平,增强城市生态系统弹性的有效途径。利用模拟道路立地环境试验站,通过对移植后的银杏生长势的评估、叶性状参数的测定、生理指标的定期观测得出,行道树生长受硬质铺装等人工覆盖面的显著影响,生长量普遍降低了50%;渗透性铺装能有效改善行道树的生存环境;为行道树提供充足的水分供给和有效的降水补充通道,是道路建设和行道树栽植所需要考虑的主要因素;在移栽初期,采取提高土壤保水力和养分水平、增大树池体积的方式对银杏行道树的生长有较好的促进作用。     

变化环境下干旱事件演变驱动机制研究进展

随着气候变化异常和人类活动的日益加剧,干旱事件呈现广发、频发、并发的态势,给社会带来重大损失,为有效应对变化环境下的干旱问题,系统梳理了变化环境下干旱事情演变驱动机制研究进展。干旱事情演变驱动机制研究过程大致分为两个阶段,第一阶段为初期发展阶段（20世纪80年代初到21世纪初）,主要研究单一驱动因子,多应用统计分析方法;第二阶段为发展阶段（21世纪初至今）,对干旱事件演变的驱动机制分析逐渐深入,考虑了气候变化和人类活动的共同影响,但大多只是定性分析。目前干旱事件演变驱动机制研究尚处于起步阶段,研究成果尚不够系统深入,未来需提出干旱事件演变的归因识别方法,加强干旱事件演变的驱动机制分析。     

近50年淮河流域旱涝与太阳黑子的关系研究

根据淮河流域1961～2010年的月降水资料,用Z指数法分析了淮河流域旱涝灾害规律,并采用频率分析法分析了太阳黑子极值年附近的旱涝特征、Morlet小波分析淮河流域的旱涝指数和太阳黑子数时间序列之间的周期性和相关性。结果表明,Z指数能较好地反映淮河流域旱涝灾害的实际情况,且洪涝化程度随淮河流域旱涝事件频率增加而加大;淮河流域旱涝灾害与太阳活动有一定的对应关系,淮河水系地区分别在太阳黑子m、M年附近易发生涝灾、旱灾,旱涝指数约存在4、10、16年的主要周期;沂沭泗水系地区在太阳黑子M年附近易出现旱灾,旱涝指数约存在3、12、30年的主要周期,但局部时间段上有较明显的相关性,随时间段的不同,相关变化也不同。     

ENSO事件对渭河流域气象干旱和水文干旱的影响

利用渭河流域1960~2012年13个气象站的逐日降雨资料和三个水文站的径流资料,分析ENSO事件对该区域的降雨、径流、气象干旱和水文干旱的影响。结果表明,ENSO事件对渭河流域的降雨量和径流的影响较为明显,尤其是在7、8、9、10月;EI Ni1o事件对降雨量/径流有减少作用,而La Ni1a事件对降雨量/径流有增加效应;ENSO事件对径流的影响具有空间和时间的差异性,且由下游到上游逐渐变大;渭河流域共发生142次气象干旱和76次水文干旱,发生气象干旱和水文干旱平均持续时间分别为2.56、3.40个月,气象干旱和水文干旱发生次数呈增加趋势;ENSO事件对气象干旱和水文干旱的影响较大,经过卡方检验,在10月EI Ni1o事件和La Ni1a事件与气象干旱的发生有显著(α=0.05)关系,同时10月EI Ni1o事件和水文干旱的发生也有显著关系。     

合肥市干旱识别及基于Copula的特征值重现期分析

以合肥市月降水量为干旱指标，以轻旱等级的上下限值为干旱发生阈值，并以月水面蒸发量与土壤耕作层有效含水率之和为干旱解除阈值，采用三阈值游程理论法识别干旱，以干旱烈度和峰值强度为干旱事件的特征值，利用适于描述具有上尾相关性的GH Copula函数构建特征值的联合分布，计算干旱事件特征值的各种重现期，辨析各种重现期的内涵及其对实际旱情的反映。结果表明，基于月降水量和月水面蒸发量识别的干旱能较准确地反映实际旱情；合肥市干旱始于10、7月的可能性最高，严重干旱绝大多数均始于或包含7月；发生于2019年7~12月的干旱烈度、峰值强度的重现期分别为27.4、42.9年，烈度和峰值强度的“AND”、“OR”联合重现期分别为48.0、25.7年；联合重现期越大的干旱不代表其对承灾体造成的损失越严重。     

长江流域上游干旱特征分析

为分析长江流域上游干旱特征,利用1961年1月至2012年12月长江上游共69个气象站的气象数据资料,以帕尔默干旱指数(PDSI)为主要指标对长江上游流域的干旱强度、干旱持续时间、干旱频率等干旱特征进行比较分析。结果表明,长江上游区域PDSI的月际变化较大,旱涝期交替出现,同时年代干旱最强值呈现先减弱后增强的趋势,并在2006年达到干旱强度最强值;干旱持续时间较长的干旱事件主要发生在1960、1970年代,平均干旱持续月数为4.2个月;上游干旱频率主要以初始干旱为主,其中年际干旱集中在1960年代末期至1970年代初期和2000年代后期两个阶段,季节干旱主要发生在冬季。研究成果可为长江流域上游的干旱治理提供参考。     

城市干旱多层次模糊综合评价方法

运用模糊数学理论建立浙江省城市干旱多层次模糊综合评价模型,模型综合考虑了气象、城市供水、城市节水、城市抗旱非工程措施等影响城市干旱的因素,并以杭州市区为例进行实例评价,模型评价结果符合实际情况,可用于城市干旱的综合评判.