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甘肃高寒草地鼠害非药物环境友好型防控技术与产品研发与示范
甘肃高寒草地鼠害非药物环境友好型防控技术与产品研发与示范
| 成果信息 |
| 项目年度编号： |
2600140146 |
| 限制使用： |
国内 |
| 省市： |
甘肃 |
| 中图分类号： |
S812.6 |
| 成果类别： |
基础研究 |
| 成果公布年份： |
2025 |
| 关键词： |
草地鼠害防治
生态系统
生物多样性保护
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| 成果简介： |
1.课题来源与背景：青藏高原是中国乃至亚洲重要生态安全屏障和全球生物多样性保护热点地区之一。受气候变化和人为过度放牧影响，青藏高原草地鼠害发生严重，已成为威胁草地生态安全，阻碍草地畜牧业健康发展的主要生物灾害。但是，草地啮齿动物是高寒生态系统的重要组分，在维系食物网、土壤养分循环和植被群落演替等方面具有重要作用，被称为高寒草地生态系统中的“关键种”和“生态工程师”。当前以药物灭杀为主的草地鼠害防治措施，破坏了草地生态系统原有食物网，不利于生物多样性维持。因此，在保护生物多样性的前提下科学防治草地鼠害，研发环境友好型草地鼠害防控技术，对于维持青藏高原高寒草地生态系统稳定具有重要意义。
2.技术原理和性能指标：
2.1无人机监测高原鼠兔和高原鼢鼠危害航测和解译技术。无人机监测高原鼠兔危害的最佳航拍高度为20m，最佳航拍日时间为晴朗无风的正午。自主设计了可用于解译高原鼠兔洞口数量、植被盖度的软件，经实地人工调查结果验证，洞口数量和秃斑比解译精度分别达到95%和93%。无人机监测高原鼢鼠危害的最佳时期为草地返青末期。航拍天气晴朗少云，高度为30m，时间为9：00-15：00之间。以无人机航拍影像中新鼠丘、旧鼠丘和草地等地物的分离度为主要筛选指标，以分类模型总体精度、Kappa系数和分类模型的运行时间为评价指标，面向对象影像分类的最优分割尺度范围为110-130之间，均质标准的颜色和紧致度取值均为0.5左右，最佳解译分类模型为阈值分类。
2.2高原鼢鼠震动干扰器研发及其干扰效果评价：
(1)干扰器研发：干扰器包括敲击器，控制装置和分布总线3部分组成。敲击器采用推拉式电磁铁和和减震垫片。控制装置采用分时多线程程序。基于前期对高原鼢鼠求偶期通讯信号参数的获取，在控制装置中预设相邻脉冲时间间隔(ms)、单回合脉冲数、相邻回合时间间隔(ms)和敲击回合数等参数。利用固态继电器SSR实现对信号的通断，同时利用分时多线程程序来提高CPU利用率，实现多个敲壁器同步高效响应。
(2)干扰效果：高原鼢鼠繁殖期干扰区和对照区新鼠丘数差异，发现干扰区和对照区高原鼢鼠每天造丘数均呈增加趋势，但干扰区高原鼢鼠造丘数极显著大于对照区。此外，距敲击器1.5m和2m的位置产生的新鼠丘数量最多。干扰区雌鼠胎仔数和低于对照区，且干扰区雌鼠怀孕率(30%)低于对照区(80%)。此外，干扰区雄鼠睾丸重量和精囊腺重量均大于对照区，而干扰区雄鼠附睾重量小于对照区。
2.3高原鼠兔繁殖干扰型旋翼无人机及其干扰技术研发：
(1)干扰型旋翼无人机研发及飞行参数：基于高度、速度、续航、障碍物的综合考虑，比较了3种无人机(大疆精灵3、大疆M100和大型六旋翼无人机)对高原鼠兔的干扰效果，发现在相同干扰高度下，大型六旋翼无人机的干扰效率高于其他两种机型。无人机干扰高原鼠兔的最佳机型为六旋翼无人机，最佳飞行高度为15±2m。在每年的3月底到4月初繁殖高峰期，干扰频率为10-15天/月。每天的干扰时间集中在9：00-17：00的高原鼠兔活动高峰期，干扰频率为4-6小时/日。
(2)干扰效果：在无人机干扰下，繁殖期的高原鼠兔主要通过减少采食时间、增加警戒和洞内时间应对捕食风险，且无人机干扰通过促进高原鼠兔皮质激素的分泌并抑制性激素的分泌，进而影响其生长发育，最终实现了种群密度的调控。
3.技术创造性与先进性：害鼠种群数量过多是导致鼠害发生的关键。当前灭鼠手段主要依赖药物防控技术。药物防控需要大量的劳动力、药物、饵料以及配套设备。高原鼠兔和高原鼢鼠主要分布3000m以上的高寒草地。高海拔人工作业对鼠害防控效果影响很大。该研究采取无人机和震动干扰发生器物理设备，并且只在害鼠繁殖期工作，可以大大节省劳动力，并且对食物网中其他物种多样性不构成威胁，是一项创新的鼠害防控技术。
4.技术的成熟程度，适用范围和安全性：所有技术较为成熟，适用于青藏高原高原鼢鼠和高原鼠兔分布的高寒草地，该技术基于环境友好型理论，对其他生物不会产生伤害。
5.应用情况及存在的问题：
应用情况：
(1)基于无人机的高原鼠兔防控技术应用。该技术在甘肃省甘南州建立核心试验区100公顷，示范推广面积500公顷。项目实施3年以来，项目示范区内高原鼠兔种群密度降低30%，草地产草量提高15%，产生了较好的生产和生态效益。
(2)基于无人机的高寒草地鼠害发生面积监测技术应用。在该项目资助下，采用无人机低空遥感技术对甘肃玛曲县4个乡镇为展开高原鼠兔鼠害发生面积调查。调查结果显示，测试区域草原总面积4.6×10<sup>5</sup>hm<sup>2</sup>，其中高原鼠兔适生区面积2.5×10<sup>5</sup>hm<sup>2</sup>，经抽样调查得到研究区高原鼠兔为害发生面积为1.05×10<sup>4</sup>hm<sup>2</sup>。测试区域共有50个1hm<sup>2</sup>样地，以调查1个样地为例，1人需20min左右完成内外业工作。相比填图法或勾绘法，该方法高效便捷、结果精度高，可为大尺度草原鼠害发生面积调查提供技术支持。
存在问题：高寒草地非药物防控技术推广尚存在难度。该项目科研目标之一是通过研发高寒草地非药物防控技术，实现草地生物多样性保护和草地鼠害的科学防控。但是，由于国家对草地鼠害防治项目招标以药物防治和器械防治为主。该项目研发的高寒草地非药物防控技术没有进入项目招标名录，导致难以实现项目成果的大范围推广。建议国家草原主管部门将高寒草地非药物防控技术纳入招标名录，以便后期的推广应用。 |
| 申报信息 |
| 登记号： |
9622024Y1895 |
| 相关人信息 |
| 完成单位： |
甘肃农业大学 |
| 完成人： |
花立民 唐庄生 楚彬 郝媛媛 王炳煜 冯海洋 王维 杨有俊 牛伟国 牛钰杰 花蕊 叶国辉 董克池 |
| 行业及专利信息 |
| 应用行业名称： |
农业科学研究与试验发展 |
| 应用行业码： |
753 |
| 转让信息 |
| 投资信息 |
| 推广信息 |
| 联系信息 |
| 联系单位名称： |
甘肃农业大学 |
| 联系单位地址： |
甘肃省兰州市安宁区营门村1号 |
| 邮政编码： |
730070 |
