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草原有害生物可持续防控技术集成与应用

2020-12-01

中国畜牧业 2020年17期
关键词:预警草原防控

第一完成单位:全国畜牧总站

第一完成人:杨振海

主要完成人:杨振海,李新一,杜桂林,马崇勇,唐俊伟,张绪校,尹晓飞,吴金海,德力黑,银花,塔文泰,王伟亮,曹国兵,杨利斌,娘毛加,王国军,杨有武,额布格乐吉日嘎拉,李强,金国,赵德良,张金宝,陈泉,王福美

项目组在总结草原有害生物防控经验和防控技术的基础上,坚持“预防为主,综合防治”植保方针,把“人与自然和谐共生”作为基本方略,首次提出了草原有害生物宜生区划分理论体系,制定了有害生物宜生区划分的国家标准。构建了14种(类)有害生物的宜生指数模型。研发了灾害野外数据采集系统,构建了灾害监测信息系统和数据库,建设了村级农牧民测报网络,形成五级监测预警体系。掌握了主要农药的技术指标,研制了天敌、生态防控技术,发明了草蔬代粮饵技术和药剂雾化设备,推广精准施药技术,提升农药使用效率。应用“草原田间学校+马背学校+帐篷学校”等具有牧区特点的科技服务模式,结合“互联网+”技术,累计培训技术人员和农牧民群众1100余万人次,防控区域内技术普及率达到100%。

项目期间,共鉴定评价科技成果4项,组织制定相关技术标准37项、出版专著26部,获得专利6项、软件著作权5项,发表文章198篇,为草原有害生物可持续防控提供了技术支持和智力保障。该项目技术成果在我国草原牧区累计推广应用21.26亿亩次,实现总经济效益234.68亿元,惠及牧户900多万户,草原植被高度、盖度、产草量和载畜量明显提高,经济、生态和社会效益显著。

我国是草原大国,拥有各类草原近60亿亩,覆盖约2/5的国土。草原是我国面积最大的陆地生态系统和绿色生态屏障,是山水林田湖草生命共同体的重要组成部分,属于重要的自然资源。草原承担着防风固沙、涵养水源、保持水土、吸尘降霾、固碳释氧、调节气候、美化环境、维护生物多样性等重要功能,是维护国家生态安全、建设生态文明的重要阵地,也是广大牧民群众赖以生存的生产资料和重要依托。20世纪90年代以来,受气候异常、草场退化、天敌减少等因素影响,草原鼠害、虫害和毒害草等生物灾害连年大面积发生,破坏草场植被,降低饲草产能,制约草原畜牧业持续健康发展,草原生态、牧业生产、牧民生活受到严重威胁。

我国草原有害生物主要包括害鼠、害虫和毒害草,种类多,分布广,危害重。据监测,我国草原上分布的鼠类有100余种,能够常年造成危害的包括高原鼠兔、高原鼢鼠、东北鼢鼠、长爪沙鼠、大沙鼠、布氏田鼠等20多种;常见的害虫有200多种,能够常年造成危害的包括草原蝗虫、毛虫、夜蛾、叶甲、草地螟等10多种(类);天然草原上分布有300多种毒害草,其中有毒棘豆、狼毒、茎直黄芪、醉马芨芨草、马先蒿、毒芹、黄帚橐吾、乌头等广泛分布,危害十分严重。

经济损失严重。草原生物灾害广布于我国河北省、山西省、内蒙古自治区、辽宁省、吉林省、黑龙江省、四川省、西藏自治区、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区等13省(区)和新疆生产建设兵团。据2001年以来的数据统计,全国草原鼠害年均危害面积3766万公顷,虫害年均危害面积1960万公顷;268个牧区半牧区县毒害草年均危害1900万公顷,每年因生物灾害造成的牧草直接经济损失大致相当于1800万羊单位1年的采食量,经济损失严重。

危及生态安全。草原上的害虫和害鼠啃食嫩叶、嫩枝和草根,影响牧草的生长发育,毒害草挤占影响优质牧草生长,既降低了牧草产量,又加剧了草场退化,致使草场退化与有害生物危害互为因果,形成恶性循环。受灾严重的草场,不仅当年失去利用价值,而且影响来年牧草返青,草原植被和地表土层遭到破坏,水土流失严重,生物多样性降低,加剧了草原沙化,甚至造成多年的生态建设成果毁于一旦,严重威胁国家生态安全。

影响社会稳定。我国草原大多分布在少数民族和边疆地区,2.1万千米陆地边境线中,1.4万千米都有天然草原分布。这些地区贫困人口集中,经济社会发展落后,是全面建成小康社会和乡村振兴的重点和难点。草原畜牧业是这些地区的支柱产业,草原生物灾害频发高发,严重影响牧民生产生活。鼠虫灾害暴发导致牧场优良饲草损失殆尽,制约饲草产能,降低载畜量,毒害草广布引起大量牲畜中毒、死亡,影响牲畜养殖效益;特别是鼠害分布区与鼠疫自然疫源地、危害种类与鼠疫疫源种均有较大重叠,关系到人民群众身体健康与公共安全。

如青藏高原地区的旱獭以及北方草原区的长爪沙鼠、黄鼠等均为疫源鼠种,还有一些鼠类是钩端螺旋体病、布氏杆菌病、土拉杆菌病、棘球蚴病等多种人畜共患疫病的传播媒介、疫源地宿主或中间宿主,鼠害重发增加了疫病传播风险,威胁农牧民生命安全。

本项目实施前,草原有害生物防控工作虽然取得了一定成效,但问题还十分突出。一是监测预警能力不足。草原有害生物分布区域不明确,监测预警工作精准性和时效性不高;野外调查仅开展春秋两季常规调查,监测站点少、盲区大,有害生物发生情况本底不清;缺乏监测调查工作规范和技术标准,各地调查内容不尽相同,测报数据的规范性、连续性和系统性较差;监测机构不够健全,县乡级监测机构和村镇测报员几近空白,监测预警能力亟待提升。

二是科学防控水平不高。草原有害生物防治以高毒化学农药为主,生物防治技术尚处在试验示范阶段,防治手段较为单一,缺乏集成配套的可持续治理技术。微生物制剂、植物源农药、天敌调控、物理防控、生态调控等技术应用较少,缺乏适合不同生态区域、不同有害物种的技术指标,可持续防控水平不高。

三是关键技术亟待突破。用于草原有害生物防控的国产大型机械技术陈旧落后,作业效率低,效果差,作业技术亟待改进。国外大型喷雾设备和投饵机械尚未大规模引进,数量较为短缺,飞机防治机型单一,缺乏数字化巡航技术,重复施药或漏喷现象严重。天敌调控、物理防控等关键技术指标缺乏,饵料配置和投放技术手段落后,机械与航化作业、精准施药等关键技术亟待突破。

本项目是在2001年中央财政农业生产救灾资金中,分设“草原灭鼠”和“草原蝗虫防治”经费后,我国持续加大草原有害生物治理力度的背景下,开展的草原有害生物宜生区划分、监测预警和科学防治技术集成与推广应用,提高草原有害生物可持续治理水平。

一、指导思想

牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”和“绿色植保、科学植保、公共植保”理念,坚持“预防为主,综合防治”植保方针,以预测预报和可持续防控为工作重点,强化技术创新,狠抓措施落实,全面提升监测预警与可持续防控能力和水平,有效减轻灾害损失,巩固保护建设成果,促进草原生态系统良性循环,维护国家生态安全,促进人与自然和谐相处。

二、实施原则

1.统筹规划、分类指导。从草原主要有害生物生态学特性出发,着眼于草原生态环境的整体改善和牧区经济可持续发展,因地制宜,统筹规划,因灾设防,确定优先、重点防治区域和防治对象,科学制定防治措施。

2.突出重点、集中连片。在科学统筹规划的前提下,力求突出重点,集中连片,集中人力、物力和财力优先治理牧区、边疆地区的重灾区和常发区,把有害生物控制在经济阈值之下,达到整体控制灾害的目的。

3.统防统治、联防联控。坚持统防统治,防治药物和器械等物资,实行统一采购、统一供药、统一加工、统一管理,保证产品质量和生产安全,对跨行政区域的发生区,统一规划,统一防治,确保联防联控。

4.生态优先、持续控制。把生态优先摆在突出位置,大力推广应用草原有害生物可持续防控及其配套技术,紧密结合国家重点生态治理项目,促进生态修复,实现有害生物的可持续治理目标。

三、项目技术路线

项目组在总结草原有害生物防控经验和防控技术的基础上,结合草原地区有害生物分布区域、发生规律、危害特点,提出了本项目技术路线:坚持“预防为主,综合防治”植保方针,把“人与自然和谐共生”作为基本方略,科学划分草原有害生物宜生区,加强监测预警能力建设,实现长、中、短期预测,提前预警有害生物发生发展趋势,根据灾害发生程度,组织科学防控,筛选微生物制剂、植物源农药等药剂,研究和优化天敌防控、物理防控技术,推广精准施药技术,实施生态综合治理,实现宜生区划分、监测预警和科学防控技术集成与应用,减轻因灾损失,促进植被恢复,增强生态系统自然调控能力,实现草原生态系统平衡。

四、取得的主要技术成果

1.宜生区划分技术。首次提出了草原有害生物宜生区划分理论体系,明确了宜生区划分技术路线,规范了宜生区划分技术流程,制定了关于草原有害生物宜生区划分的国家标准。

通过分析草原有害生物的生长发育、种群发展与其前文所述的生态因子之间的关系,首次构建了7种主要害鼠和7种主要草原害虫的宜生指数模型,生成了草原有害生物宜生区专业图件,明确了主要草原有害生物的宜生区面积,实现了主要草原生物灾害分布的可视化。

2.监测预警技术。研发了野外数据采集系统,完善了“常规调查+路线调查+固定监测+无人机调查+测报员观测”的调查模式,明确了调查内容和频次,规范了路线调查方案,确定了固定监测站点,掌握了无人机监测鼢鼠技术,建立了村级测报网络,为草原有害生物监测预警工作奠定了数据基础。

根据草原有害生物监测情况,研发了草原生物灾害监测与治理信息统计分析系统,构建了重点有害生物本底数据库,建立了“国家——省(区)——市(盟、州)——县(旗)——村”五级监测预警机制,结合宜生区划分和地面调查,实现了全国草原有害生物区划和灾害分级预警。

3.科学防控技术。掌握了C型肉毒素、D型肉毒素、绿僵菌、阿维菌素、短稳杆菌、类产碱假单胞杆菌、核型多角体病毒等7种微生物制剂,以及雷公藤甲素、莪术醇、苦参碱、烟碱·苦参碱、印楝素、蛇床子素等6种植物源农药防控的关键技术。

通过招引有害生物的天敌,人为补充生态系统食物链调节有害生物种群数量,持续控制灾害防控技术。掌握了招鹰控鼠、野化狐狸控鼠及牧鸡牧鸭、粉红椋鸟控虫等4种天敌调控的关键技术和数据指标,初步掌握了植物天敌防控毒害草技术。

掌握了弓箭的制作原理、制作工艺、安装技术等环节关键技术,研发和改进了多种有效的人工捕捉工具,制定了相关地方标准;明确了不同密度的毒害草物理防控方法选择,主要包括人工拔除(刈割)和机械刈割。

掌握了生物防治、物理防控与围栏封育、禁牧休牧、人工种草、补播改良、施肥除莠等措施相结合的生态调控技术,综合治理区有害生物密度明显下降,植被盖度、植被高度显著提高,土壤裸露降低,控制害鼠效果逐年上升。

掌握了飞机、大型器械和人工精准施药关键技术,丰富了飞机、大型器械类型,优化了作业路线,研发了雾化设备,改进了饵料配制和点喷施药技术,实现了有害生物防治的定量、定向和精准施药,减少了农药使用量,提升了防治效率。

4.建立了具有牧区特色的草原有害生物可持续治理体系。建立了“国家——省(区)——市(盟、州)——县(旗)——村”五级监测预警体系,完善常规监测与路线调查、农牧民常年测报与专业技术人员现场核查相结合的调查机制和方法,缩短了测报时间,减少了迟报漏报现象,对草原有害生物的有效监控及制定和实施科学的防控方案提供依据。

优化集成了C型肉毒素、D型肉毒素、绿僵菌、阿维菌素、短稳杆菌、类产碱假单胞杆菌、核型多角体病毒等7种微生物制剂,雷公藤甲素、莪术醇、苦参碱、烟碱·苦参碱、印楝素、蛇床子等6种植物源农药,招鹰、野化狐狸控鼠和牧鸡牧鸭、招引椋鸟等4种天敌防控,弓箭控鼠、挖除毒害草等2种物理防控,以及毒害草点喷、有害生物生态调控等可持续防控技术,形成了多项适于当地的草原有害生物可持续防控技术体系。

利用“草原田间学校+马背学校+帐篷学校”等具有牧区特点的服务方法,让可持续防控技术培训到村到牧户,解决了技术推广“最后一公里”问题,累计培训基层草原业务部门工作人员、农牧民群众及乡村干部1100余万人次。发放专业书籍、工作月历、技术标准和多种文字宣传册(明白纸)等培训教材3000万余份,提高了草原有害生物可持续防控技术的普及。

鉴定评价科学技术成果4项,制定了草原生物灾害测报及防控技术国家、行业、地方标准、规程37项,填补了我国在草原有害生物测报、调查与防控技术研究、安全操作等多个方面的空白,草原有害生物监测预警与防控工作做到了技术有标准,应用有规范。

组织出版《中国草原生物灾害》《中国草原鼠害综合防控技术应用与实践》《中国草原蝗虫生物防治实践与应用》《草原植保实用技术手册》等专著26部、申请专利6项、开发软件著作权5项,发表相关文章198篇,为我国草原有害生物可持续防控技术的推广应用提供了科技支撑和智力支持。

五、主要技术推广应用情况

1.宜生区和监测预警技术。目前,宜生区和监测预警技术在河北省、山西省、内蒙古自治区、辽宁省、吉林省、黑龙江省、四川省、西藏自治区、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区等13省(区)和新疆生产建设兵团的631个县(市、旗、团场、区)推广应用。宜生区的应用,明确了我国草原上主要害鼠的宜生区面积约14.4亿亩,主要草原虫害的宜生区面积约10.2亿亩;监测预警技术的应用提高了草原有害生物预测预报的准确性和实效性,使我国草原有害生物监测预警工作管理向系统化、信息化、网络化转变。

2.科学防控技术。2001——2018年,项目组在河北省、山西省、内蒙古自治区、辽宁省、吉林省、黑龙江省、四川省、西藏自治区、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区等13省(区)和新疆生产建设兵团采用草原有害生物可持续防控技术,累计推广应用面积212581万亩。

六、取得效益

1.生态效益。通过项目实施,草原有害生物得到有效治理,减少了化学农药的使用量,减少了其对草原生态环境的污染,丰富了草原生物多样性,促进了草原植被有效恢复和生态系统良性循环,涵养水源、蓄水保水能力明显增强,抗沙化、水土流失的能力显著提高,自然调控能力有所增强。全国草原有害生物可持续防控技术比例达到93%,危害面积较项目初期下降48%。

2.经济效益。自项目实施以来,全国各省(区)应用草原有害生物可持续防控及其集成配套技术防治草原有害生物面积212581万亩次,实现总经济效益2346843.37万元,年经济效益130380.19万元,推广投资年均纯收益率为12.27,表明推广该成果每投入1元可为社会创造12.27元的经济效益,增加了农牧民收入,受益牧户900多万户,经济效益显著。

3.社会效益。项目区覆盖了全国268个牧区半牧区县,牧区草原生产力明显提升,饲草产能明显提高,夯实了饲草生产和畜牧业发展基础。通过防控草原生物灾害,促进了牧区草原畜牧业持续健康发展,振兴了牧区民族经济,降低了人畜共患病的传播概率,维护了民族团结和边疆稳定,对发展牧区经济、维护边疆稳定、促进社会和谐具有重要意义。

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