This paper aimed to characterize the spatial and temporal pattern of agricultural drought in Pre-Kharif season using Vegetation Health Index (VHI) and illustrated drought characteristics in Bangladesh during 2001-2015. VHI was calculated from TCI (Temperature Condition Index) and VCI (Vegetation Condition Index) derived from MODIS Terra satellite data, LST (Land Surface Temperature) and EVI (Enhanced Vegetation Index), respectively. The finding showed that all drought-affected areas were experienced by mild, moderate, severe and extreme droughts in several years of Pre-Kharif seasons. Significant drought events were found in the year of 2002 and 2013. On average, Chittagong district covered the largest drought area in all drought stages, and the fraction of drought area was the highest in Sylhet and Rangpur for Pre-Kharif season. Finally, overlaying annual VHI raster maps resulted in that the most vulnerable district to agricultural drought were Sylhet, Rangpur, and Mymensingh in the northern and eastern regions of Bangladesh.
Comparative drought resistances of 11 perennial warm-season turfgrasses were evaluated in the field after withholding irrigation for 48 days in summer I and 57 days in summer II. There were significant variations among the grasses in their drought resistances. From two years study of field shoot recovery from drought stress, the relative rankings among the 11 warm-season turfgrasses was as follows. 'Arizona Common' and 'Texturf 10' bermudagrasses [Cynodon dactylon (L.) Pers.], 'Tifgreen' hybrid bermudagrass [C. dactylon (L.) Pers. ${\times}$ C. transvaalensis Davy], and 'Georgia Common' centipedegrass [Eremochloa ophiuroides (Munro.) Mack.] possessed good drought resistances, whereas 'Texas Common' St. Augustinegrass [Stenotaphrum secundatum (Walt.) Kuntze] and 'Tifway' hybrid bermudagrass [Cyndon dactylon (L.) Pers ${\times}$ C. transvaalensis Davy] possessed poor drought resistances. 'Texas Common' buffalograss [Buchloe dactyloides (Nutt.) Engelm.], 'Pensacola' bahiagrass (Paspalum notatum Flugge.), and 'Adalayd' seashore paspalum (Paspalum vaginatum Swartz), 'Meyer' zoysiagrass (Zoysia japonica Steud.), 'Emerald' zoysiagrass (Z. japonica Steud. ${\times}$ Z. tenuifolia Willd. ex Trin.) were found to rank intermediate. Visual leaf firing showed the highest correlation (r=-0.84) to shoot recovery from drought stress. Visual leaf rolling (r=-0.59) and canopy-air temperature differential (r=-0.64) also showed very significant correlations, whereas leaf water potential (r=0.54) showed relatively lower correlation.
Groundwater resource is mostly used in Abomey-calavi (southern region of Benin) as main source of water for domestic, industrial, and agricultural activities. Groundwater intake across the region is not perfectly controlled by a network due to the presence of many private boreholes and traditional wells used by the population. After some decades, this important resource is becoming more and more vulnerable and needs more attention. For a better groundwater management in the region of Abomey-calavi, the present study attempts to predict a future probable groundwater drought using Recurrent Neural Network (RNN) for future groundwater level prediction. The RNN model was created in python using jupyter library. Six years monthly groundwater level data was used for the model calibration, two years data for the model test and the model was finaly used to predict two years future groundwater level (years 2020 and 2021). GRI was calculated for 9 wells across the area from 2012 to 2021. The GRI value in dry season (by the end of March) showed groundwater drought for the first time during the study period in 2014 as severe and moderate; from 2015 to 2021 it shows only moderate drought. The rainy season in years 2020 and 2021 is relatively wet and near normal. GRI showed no drought in rainy season during the study period but an important diminution of groundwater level between 2012 and 2021. The Pearson's correlation coefficient calculated between GRI and rainfall from 2005 to 2020 (using only three wells with times series long period data) proved that the groundwater drought mostly observed in dry season is not mainly caused by rainfall scarcity (correlation values between -0.113 and -0.083), but this could be the consequence of an overexploitation of the resource which caused the important spatial and temporal diminution observed from 2012 to 2021.
This study investigated the effect of exogenous hydrogen peroxide ($H_2O_2$) on the antioxidant responses and growth of warm-season turfgrass (Zoysia japonica Steud.) and cool-season turfgrass (Poa pratensis L.) subjected to drought stress. Compared with control plants that were not pretreated with $H_2O_2$, plants pretreated with $H_2O_2$ had significantly greater fresh and dry weights of shoots and roots, and increased water content. $H_2O_2$ pretreatments before drought stress significantly decreased the concentrations of malondialdehyde and $H_2O_2$. DPPH radical scavenging and glutathione activities were significantly increased. The responsive activities of the antioxidant enzymes superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, catalase, and peroxidase were also significantly enhanced. Our results suggest that exogenous $H_2O_2$ could improve the growth of warm-season and cool-season turfgrass under drought stress by increasing the activity of their antioxidant enzymes, while decreasing lipid peroxidation.
Drought is the recurrent natural disasters which harshly affect agricultural production and society in various parts in Bangladesh. Information on the spatiotemporal variability of drought events plays a vital role to take necessary action towards drought mitigation and sustainable development. This study aims to analyze the spatial and temporal variation of meteorological drought in Bangladesh during 1981-2015 using Effective Drought Index (EDI). Monthly precipitation data for 36 years (1980-2015) were obtained from 27 meteorological stations. Drought frequency (DF) and areal extent of drought were considered to investigate the spatiotemporal structure of drought. The DF analysis showed that the northern, southwestern and central regions of the country are comparatively vulnerable to meteorological drought. The frequency of drought in all categories has considerably increased during the recent five years from 2011 to 2015. Furthermore, the most significant increasing trend of the drought-affected area was found over the central region especially for pre-monsoon (March-May) season during this period while the decreasing trend of the affected area was found within the eastern region during the study period. To prevent and mitigate the damages of drought disasters in Bangladesh, agricultural and government managers should pay more attention to those regional drought events that occur in pre-monsoon season. The outcome of the present study can be used as explanatory data in building the strategies to drought monitoring and mitigation activities in Bangladesh.
Soil moisture plays a critical role in hydrological processes, land-atmosphere interactions and climate variability. It can limit vegetation growth as well as infiltration of rainfall and therefore very important for agriculture sector and food protection. Recently, due to the increased damage from drought caused by climate change, there is a frequent occurrence of shortage of agricultural water, making it difficult to supply and manage stable agricultural water. Efficient water management is necessary to reduce drought damage, and soil moisture management is important in case of upland crops. In this study, soil moisture was calculated based on the water balance model, and the suitability of soil moisture data was verified through the application. The regional soil moisture was calculated based on the meteorological data collected by the meteorological station, and applied the Runs theory. We analyzed the spatiotemporal variability of soil moisture and drought impacts, and analyzed the correlation between actual drought impacts and drought damage through correlation analysis of Standardized Precipitation Index (SPI). The soil moisture steadily decreased and increased until the rainy season, while the drought size steadily increased and decreased until the rainy season. The regional magnitude of the drought was large in Gyeonggi-do and Gyeongsang-do, and in winter, severe drought occurred in areas of Gangwon-do. As a result of comparative analysis with actual drought events, it was confirmed that there is a high correlation with SPI by each time scale drought events with a correlation coefficient.
본 시험은 미국과 유럽으로부터 도입된 5개 초종 23개 품종의 한지형 잔디의 생육특성, 추위와 가뭄에 대한 내성, 내병성 및 녹색도를 조사하기 위하여 1995년 연암축산원예전문대학 잔디시험 포장에서 실시하였다. Kentucky bluegrass는 8개 품종중에 Newport 와 Glade가 우수하였는데 Newport는 균일성, 피복도, 질감 등에서 최고의 품질을 나타내었으며 여름철의 질병에도 강하였으나 녹색도가 옅고 가뭄에 대한 저항성, 가을철의 녹병에는 약하였고 늦가을의 녹색도가 유지되지 않는 단점이 있었으며 Glade 품종은 녹색도가 진하며 밀도, 피복도, 균일성, 여름철 질병과 녹병에 대한 저항성 등에서 모두 중상정도로 우수하였으나 가뭄에 대한 저항성과 질감이 다소 나쁘고 Pythium blight에 약하였다. Tall fescue는 5개 품종 중 Revel과 Revel Jr. 품종이 진한 녹색을 나타내었으며 밀도, 균일성, 피복도 등 거의 모든 조사항목에서 다른 품종에 비해 우수한 결과를 나타내었다. Red fescue는 봄철의 질감은 뛰어났지만 모든 품종이 여름장마철에 질병으로 사멸하였다. Ryegrass는 4개 품종중 Dandy 품종이 질감을 제외한 거의 모든 조사항목에서 다른 품종에 비해 매우 우수한 결과를 나타내었다.
Recent studies about irrigation water use have focused on agricultural reservoir operation in irrigation period. At the same time, it is significant to store water resource in reservoir during non-irrigation period in order to secure sufficient water in early growing season. In this study, Representative Concentration Pathways (RCP) 4.5, 8.5 scenarios with the Global Climate Model (GCM) of The Second Generation Earth System Model (CanESM2) were downscaled with bias correlation method. Cumulative precipitation during non-irrigation season, October to March, was analyzed. Interaction between cumulative precipitation and carry-over storage was analyzed with linear regression model for ten study reservoirs. Using the regression model, reservoir drought response ability was evaluated with expression of excess and deficiency. The results showed that future droughts will be more severe than past droughts. Especially in case of non-exceedance probability of 10%, drought in southern region seemed to be serious. Nine study reservoirs showed deficiency range from 10% to 55%, which turned out to be vulnerable for future drought. Only Jang-Chan reservoir was secure for early growing season in spite of drought with deficiency of 8% and -2%. The results of this study represents current agricultural reservoirs have vulnerability for the upcoming drought.
Based on the soil moisture data assimilation suggested in the first paper (I), we estimated root zone soil moisture and evaluated drought severity using remotely sensed (RS) data. We tested the impacts of various spatial resolutions on soil moisture variations, and the model outputs showed that resolutions of more than 2-3 km resulted in over-/under-estimation of soil moisture values. Thus, we derived the 2 km resolution-scaled soil moisture dynamics and assessed the drought severity at the study sites (Chungmi-cheon sites 1 and 2) based on the estimated soil/root parameters and weather forcings. The drought indices at the sites were affected mainly by precipitation during the spring season, while both the precipitation and land surface characteristics influence the spatial distribution of drought during the rainy season. Also, the drought severity showed a periodic cycle, but additional research on drought cycles should be conducted using long-term historical data. Our proposed approach enabled estimation of daily root zone soil moisture dynamics and evaluation of drought severity at various spatial scales using MODIS data. Thus, this approach will facilitate efficient management of water resources.
Quantitative assessment of groundwater level change under extreme event is important since groundwater system is directly affected by drought. Substantially, groundwater level fluctuation reveals to be delayed from several hours to few months after raining according to the aquifer characteristics. Groundwater system in Jeju Island would be also affected by drought and almost all regions were suffered from a severe drought during summer season (July to September) in 2013. To estimate the effect of precipitation to groundwater system, monthly mean groundwater levels in 2013 compared to those in the past from 48 monitoring wells belong to be largely affected by rainfall(Dr) over Jeju Island were analyzed. Mean groundwater levels during summer season recorded 100 mm lowered of precipitation compared to the past 30 years became decreased to range from 2.63 m to 5.42 m in southern region compared to the past and continued to December. These decreasing trends are also found in western(from -1.21 m to -4.06 m), eastern(-0.91 m to -3.24 m), and northern region(from 0.58 m to -4.02 m), respectively. Moreover, the response of groundwater level from drought turned out to be -3.80 m in August after delaying about one month. Therefore, severe drought in 2013 played an important role on groundwater system in Jeju Island and the effect of drought for groundwater level fluctuation was higher in southern region than other ones according to the regional difference of precipitation decrease.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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