地方品种资源是小麦新品种选育的重要亲本来源,充分应用其优异性状对于育种实践具有重要意义.本研究利用分子标记检测甘肃省种质库地方品种春化(Vrn-A1、Vrn-B1、VrnD1和Vrn-B3)和光周期(Ppd-D1)基因的等位变异.结果表明:(1)445份地方品种共携带6种春化基因显性等位变异,分布频率差异较大,分别为Vrn-A1a(2.5％)、Vrn-B1a(11.0％)、Vrn-B1b(1.6％)、Vrn-B1c(0.5％)、Vrn-D1(67.4％)和Vrn-B3(0.5％);在检测材料中光周期非敏感等位变异Ppd-D1a分布频率为17.8％.(2)除Vrn-B1a＋Vrn-D1外,其余显性春化基因等位变异组合的材料全部分布在春麦区;从春麦区到冬麦区,春化基因显性等位变异分布频率呈降低趋势,而隐性等位变异频率呈升高趋势;Ppd-D1a在甘肃省不同麦区均有分布,且冬麦区分布频率远高于春麦区.陇东旱塬冬麦区分布频率最高(35.6％),洮岷高寒春麦区分布频率最低(5.1％).(3)比较基于资源目录记载的冬春性和春化基因显性等位变异推断的冬春性的一致性,发现春性和弱冬性品种的一致性较高,冬性和强冬性品种的一致性较低,从甘肃省春麦区到冬麦区,一致性逐渐降低.(4)筛选出83、119和82份地方品种,可分别在春麦区(甘肃省中西部及洮岷高寒春麦区等)、冬季较为温暖的秋播冬麦区(陇南嘉陵江上游、天水南部渭河上游等)及较为寒冷的冬麦区(如平凉、庆阳的泾河流域及天水、定西的北部等)的育种中广泛应用.研究结果为现代小麦育种中发掘利用优异地方种质资源提供参考.

水功能区纳污能力是区域水功能区限制纳污和责任考核管理的重要依据.为了适应目前以县为主体的水功能区水环境管理方式,本研究从水功能区城镇污染物允许排放量的视角研究水功能区纳污能力,建立水功能区城镇排污模型,并应用于泾河入渭段主要城镇礼泉县和泾阳县.结果表明:礼泉县和泾阳县月允许排污量与河道流量密切相关,丰水期允许排污量高于枯水期.泾河礼泉段当年11月至来年3月水体COD浓度劣于该水功能区水质目标,应削减该时间段礼泉县排污口排污量.排污口排污流量的取值会影响河道水功能区纳污能力的计算结果,城镇排污模型利用相对稳定的排污口排污浓度计算排污口允许排污流量,得到的水功能区纳污能力更为合理.研究结果可为严格的水资源管理提供科学依据.

定量评价河川径流量变化特征,开展其归因识别研究是制定气候变化应对策略与合理利用水资源的基础.以渭河流域为研究区,采用Mann-Kendall趋势检验法、双累积曲线等方法分析渭河流域1958-2015年的气候、水文要素变化特征,采用基于Budyko水热耦合平衡理论的水量平衡法估算径流变化对各驱动因素的弹性系数,定量评价气候变化和人类活动对径流变化的贡献率.结果表明:渭河流域咸阳、张家山、状头站的年径流量呈显著减少趋势,径流深减少速率分别为:-1.520、-0.501、-0.322 mm/a.3个站控制流域面平均降雨量呈非显著性减少趋势,年潜在蒸散发呈非显著增加趋势.剧烈的人类活动如工农业用水、大规模水土保持措施的实施及退耕还林草等引起的下垫面变化是径流量减少的主要因素,渭河干流和泾河流域下垫面变化对径流减少的贡献率均超过了60％,降雨变化贡献次之,潜在蒸散发的影响最小.

分别于2017年10月和2018年6月对渭河流域内12个采样点的浮游动物种类、物种密度、生物量和水温、电导率、溶解氧浓度和pH等水质指标进行调查,并利用生物多样性指数法对水质进行评价.结果显示,共鉴定出57种浮游动物(原生动物11种、轮虫33种、枝角类7种、桡足类6种).优势种为萼花臂尾轮虫Brachionus calyciflorus.枯水期浮游动物密度变化范围在0.72—7.84 ind./L,平均密度为(2.79±2.11)ind./L;浮游动物生物量为0.38—6.15 mg/L,平均生物量为(2.31±2.64)mg/L;CCA分析表明,水温、溶解氧、海拔和电导率与渭河流域浮游动物群落结构有明显的相关性;Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数分别为1.07、0.69.丰水期浮游动物密度变化范围在0—179.02 ind./L,平均密度为(16.66±49.18)ind./L;浮游动物生物量0—2448.12 mg/L,平均生物量为(243.96±673.78)mg/L;Shannon-Wiener多样性指数Margalef丰富度指数分别为0.78、1.15.依据浮游动物种类密度和多样性指数对水质进行评价,结果为渭河水系北道、林家村为中度污染,魏家堡为重度污染,咸阳、临潼、华县为轻度污染;泾河水系杨家坪、雨落坪、张家山为中度污染;北洛河水系刘家河、交口河、状头为中度污染.

黄土高原地域广阔,水土流失区域差异显著.为了有效治理水土流失,评估水土流失治理技术和模式及生态恢复建设工程的成效性,需要对黄土高原进行区域划分.依据自然条件、水土流失治理技术和模式的区域性特征及差异,基于国家基础地理信息系统数据的县级行政界,对其进行合并,进行生态分区的划分,并分别统计其气候、地形地貌、植被特征及水土流失现状,以期为黄土高原水土流失治理技术和模式的改良优化提供依据.主要结论如下:(1)黄土高原分为黄土高塬沟壑区,黄土丘陵沟壑区,沙地和农灌区,土石山区及河谷平原区.其中黄土高塬沟壑区和黄土丘陵沟壑区分别划分为两个副区.(2)黄土高原的气候、植被、水土流失具有明显的分区差异.降水和植被覆盖度自东南向西北递减,二者在空间分布上具有很好的一致性,降水量大的分区,植被覆盖度也高.在年际变化方面,丘陵沟壑区B2副区降水量呈增加趋势,其他分区呈减小趋势,变化均不显著.80年代以来,黄土高原和各生态分区的植被覆盖度均逐渐增加,黄土丘陵沟壑区的增加量最大.各分区的面平均气温均呈非显著增加趋势,90年代以来增温明显.(3)1970年以来,黄土高原侵蚀产沙强度减弱趋势显著,至2002-2015年,多年平均输沙模数在0.13-3924 t km-2 a-1之间,侵蚀强度最大为中度侵蚀(2500-5000 t km-2 a-1),但面积较小,主要分布于第二高塬沟壑区的泾河流域.

三北防护林体系建设工程区(以下简称"三北工程区")早期的植被建设忽略了水资源承载力,对三北防护林的可持续维护产生了不利影响.为落实"以水定林草"的发展理念,在三个空间尺度上,基于1951-2018年降水量,采用Mann-Kendall非参数检验方法、自回归积分滑动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model, ARIMA)和地理信息系统空间分析等方法,开展全年、生长季和非生长季降水量多尺度变化趋势与未来30年预测研究,结果表明:"三北工程区"全年和生长季降水量呈增长趋势的面积百分比分别为73.64％和70.10％,主要分布在西北荒漠区;非生长季降水量呈增长趋势的面积比例达92.06％,除黄土高原南部和风沙区的少部分地区而外,均呈增长趋势.全年、生长季和非生长季降水量呈增长趋势且置信度为90％以上的面积百分比分别为45.43％、37.31％和36.79％.18个重点建设区的雷达统计图显示:生长季与全年降水量的变化趋势一致,由东向西,松辽平原等7个区域以不显著减少趋势为主,松嫩平原等7个区域以不显著增长趋势为主,西部的柴达木盆地等4个区域以显著性达到90％或95％的增长趋势为主;非生长季除晋陕峡谷、泾河渭河流域以非显著减少趋势为主而外,其他地区均以增长趋势为主.5个"重点县"的降水统计量UFk与其反序统计量UBk两条曲线出现交点,表明年降水量有突变发生,库尔勒市、磴口县、科尔沁左翼后旗UFk与UBk曲线多处出现交点,表明年降水量突变发生频繁.采用ARIMA预测得出未来30年的年降水量,计算得到未来30年间的年降水量变化数据,并绘制其空间分布图.本研究可为三北工程区开展基于水资源承载能力的林草资源优化配置提供基础数据,为发展"雨养林草植被"提供科学支撑.

泾河流域旧石器考古工作开展很早,1920年法国神父桑志华(E.Licent)在甘肃庆阳地区赵家岔、辛家沟黄土堆积中发现石英质石制品,标志着中国旧石器考古的开端.在之后的近100年时间里,学者们陆续在属于泾河流域的甘肃庆阳、平凉等地发现牛角沟、寺沟口、楼房子和陕西长武窑头沟、乾县大北沟等旧石器地点,这些发现丰富了泾河流域旧石器文化内涵.然而,上述发现多集中在泾河中上游,且开展时间较早,下游地区特别是关中平原几乎是一片空白.本次调查在泾河流域中下游新发现旧石器地点16处,集中分布在关中平原泾河及支流的黄土堆积上.在黄土堆积中获取石制品63件,类型包括石核、石片和刮削器等,属于北方地区石片石器工业.根据石制品埋藏层位及泾河流域地貌发育和地层对比,初步推测这些地点时代为晚更新世.