国土空间生态修复是落实生态文明建设战略的重要举措,科学划定生态修复分区是有序推进国土空间生态修复工作的基本前提.本文以洮河流域为例,构建"生态系统抵抗能力-生态系统恢复能力-生态系统适应能力"的生态韧性分析框架,评价洮河流域生态韧性,划定国土空间生态修复分区,并提出相对应的生态修复措施.结果表明:洮河流域生态系统抵抗力和适应力指标空间分异较大,低值区与高值区之间缺乏自然过渡;生态系统恢复力指标空间差异明显,由东北向西南生态系统恢复力等级越高;生态韧性空间上呈现循环分布特征.基于韧性评价结果:洮河流域国土空间生态修复分区划分为五大类型,其中低生态韧性脆弱区分布在流域北部,占流域面积的7.49％;生态适应力提升区主要分布在甘南高原,占流域面积的34.04％;生态恢复力提升区主要集中在流域中部偏北区域,占流域面积的6.39％;生态抵抗力提升区分布零,占流域面积的16.57％;高生态韧性保护区主要分布在流域中部,占流域面积的35.52％.根据分区结果提出以提高林草覆盖率、增加景观类型为主的基于自然的生态修复措施,以期为生态保护修复工作提供参考.

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.

受气候变化和人类活动的影响,世界许多河流水文过程发生了显著的变化.研究河川径流变化特征及其原因对流域水资源管理和规划有十分重要的意义.以黄河上游支流洮河、大夏河为研究对象,采用Mann-Kendall趋势检验法、突变分析等方法探究河川径流的趋势变化、阶段特征,并采用Budyko水热耦合平衡方程定量评估径流变化影响因素的贡献率.研究发现洮河与大夏河流域年径流深均呈显著减少趋势,减少速率为:-1.85 mrn/a、-1.36 mm/a(P≤0.01).通过突变检验可将洮河的径流序列分为基准期1961-1987年,剧烈人类活动期1988-2017年,而大夏河的基准期为1961-1985年,人类活动期1986-2017年.洮河、大夏河流域下垫面变化对径流变化的贡献率超过60％,降雨次之,潜在蒸散发最弱,约贡献10％.流域下垫面改变是引起研究区河川径流变化的主要因素.

当前以"山水林田湖草沙一体化保护与修复"为代表的国土空间生态修复工程已在全国范围内陆续开展,但相关规划的理论和方法支撑仍较为薄弱,如何确定合理的保护修复目标,并对生态保护与修复格局进行整合优化,是实现山水林田湖草沙一体化保护与修复规划需要解决的关键问题.基于系统保护规划理论和方法,初步构建了基于"目标-成本-效益"协同优化的一体化保护修复规划构架,以大兴安岭中段嫩江-哈拉哈河源头区为例,依托空间优化模型(Marxan)对一体化保护修复格局进行了优化模拟,结果表明:(1)绰尔河流域的生态系统保护优先级最高,其次是哈拉哈河流域和洮儿河流域,最后是霍林河流域.当预算不足时,优先保护绰尔河流域可以最大限度的提升研究区内的生态系统服务功能;(2)当优化目标低于50％,优化格局中以林地保护和草地保护为主,需要修复格局规模较小,当优化目标比例超过50％,需要采取生态修复的面积明显增加.随着优化目标比例的提升,优化格局所需面积越来越大,优化后区域中各类生态系统服务功能均有所提高;(3)依据目标-成本-效益曲线,60％的保护修复水平(即1980-2020年退化损失的生态系统服务的60％)为最高效的保护修复目标,所需生态保护修复总成本为50.6亿,但产生的生态效益可达为66.4亿;(4)60％目标水平下,需要林地、草地和湿地保护面积分别为20400.27 km2、11919.45 km2和25.23 km2;林地、草地和湿地修复面积分别为272.18 km2、1695.23 km2和3.71 km2,分别占1980-2020年期间林地、草地和河湖湿地退化消失比例40.9％、23.5％和6.3％.本研究提出的一体化生态保护修复格局整合优化方法可以确定不同目标和成本约束下,获取最佳综合生态效益的生态保护与修复实施策略和优化布局,为山水林田湖草沙一体化生态保护修复规划相关理论和方法提供一定的科学支撑.