青藏高原是我国重要的生态屏障,在气候调节、水源涵养、生物多样性保育等方面发挥着重要作用。受气候变化与人类活动等多重因素影响,草地鼠害问题日益严重。鼠害不仅破坏植被、降低草地生产力,还可能携带鼠传疾病影响人蓄健康,严重威胁该区域的生态安全、畜牧业生产和公共卫生健康。“过去多年,草地鼠害防治主要依赖化学药物,虽然能在短期内降低鼠类数量,但往往伴随非靶标动物死亡、土壤药物残留,破坏了生物多样性和生态系统稳定性。基于生物多样性保护的科学防控才是长久之策,也是我们团队一直努力的方向。”甘肃农业大学草业学院教授、草地鼠害防控专家花立民在接受记者采访时这样说道。

和草原结下一生之缘

1989年考入甘肃农业大学草原系以来,花立民教授便与草原结下了不解之缘。从甘肃省草原总站到世界银行项目办公室,再到2010年重返母校任教,他整个职业生涯都与草原密不可分。

“或许很多人只看到了草原的壮美与辽阔,却不了解草地鼠害的隐蔽性和严重性。青藏高原上独有的高原鼠兔和高原鼢鼠等小型啮齿动物,他们承担着重要的生态功能,但是种群数量过高时会给草原带来生态灾难。草地鼠害影响的不止一方牧民,而是整个社会经济的可持续发展。”作为草地鼠害防控专家,花立民教授意识到问题的严重性和紧迫性,科学防控鼠害刻不容缓,必须为这片草地做点什么了。

刚进入学院之初,他便接到导师刘荣堂教授交给的一项艰巨任务——攻克高原鼢鼠危害防控难题。由于高原鼢鼠长期生活在地下,其研究难度极大。多年来,学界对鼢鼠的研究多集中于其土丘对植被和土壤的间接影响,而缺少对其行为节律和繁殖特征的直接研究。究其原因,无法活捕并佩戴相应的监测设备是开展直接研究的瓶颈。针对这一问题,花立民教授首先琢磨如何实现高原鼢鼠的无损伤活捕。他把家里变成实验室,反复试验材料和结构,历经两年时间,最终发明了我国第一台具备4G传输功能的高原鼢鼠无损伤活捕器,并获得国家专利。这个活捕器不仅能实现高原鼢鼠的无损伤活捕,而且能将活捕后的位置信息通过手机信号发送给研究人员,及时提醒研究者快速处理。高原鼢鼠活捕器的发明,为高原鼢鼠的无线电追踪、电子标签标志重捕和震动通讯等研究提供了强有力的装备支撑。花立民说:“在我所有的发明中,这是最得意的一项,因为它显著地推动了高原鼢鼠生态学和地下鼠害防控研究”。

“环境友好型草地鼠害管理”理念倡行者

“传统的草原鼠害防治沿用农田鼠害‘以灭杀为主’的策略,主要采取药物防治降低害鼠种群密度。这种方法虽然短期内见效快,但从长期来看,忽视了草地啮齿动物在生态系统中多重功能,不仅破坏生态平衡,还会误杀鼠类天敌,导致鼠害反复发作,形成恶性循环。”对于传统的灭鼠方式,花立民教授并不赞同,尤其是在青藏高原这样有重要战略地位的区域。

在深入调查和多年研究的基础上,他和团队首次提出了“环境友好型草地鼠害管理”理念。这一理念强调,鼠害防控不是单纯的灭鼠,而是草原生态系统整体管理的一部分。“草原害鼠无论是地面上的高原鼠兔还是生活在地下的高原鼢鼠,其实都是草原生态系统的一部分,我们不能简单地将鼠类视为‘敌人’,用粗暴的方式消灭它们,而是要更加全面科学的了解它们在生态系统中的作用,通过了解他们为什么成灾、如何采取可持续的方法实现草地鼠害控制。”花立民教授提出的“环境友好型草地鼠害管理”理念,构建了“致灾机制解析、监测预警、危害评价、种群调控和鼠害地修复”五位一体的管理框架,对于草原生态保护和畜牧业可持续发展意义重大。

只有理念可不行,必须把理论变成实践才行。在“环境友好型草地鼠害管理”这一理念指导下,花立民团队从影响草地害鼠种群分布和数量变化的角度,识别出草地害鼠的致灾机制;面向不同应用场景,研发了卫星遥感、无人机监测和物联网地面设备的多模态监测预警技术和装备;针对目前草地鼠害采用单一评价指标的问题,研发了多指标鼠害等级评价技术;针对当前过度采用药物灭杀防治局面,研发了利用无人机模拟猛禽干扰高原鼠兔繁殖、利用震动波干扰高原鼢鼠繁殖以及植物源害鼠不育剂等非灭杀新技术和产品;发现了限制高寒草地鼠害地秃斑植被恢复的限制因子,提出了非补播进自然修复技术。

科技赋能,助力数字化草原鼠害治理

“过去要监测草原鼠害危害状况,需要大量人工地面统计鼠洞或鼠丘,费时费力,且准确度不足。现在通过团队研发的无人机草地鼠害监测技术,多时间内就能完成同样面积的监测,数据还更加精确。”花立民教授向记者展示了他们的草地鼠害监测与评价系统,屏幕上清晰显示着不同颜色的图斑,分别代表不同程度的鼠害分布。他们开发的“无人机草地鼠害监测技术”实现了对草原鼠害的大范围、精准监测,效率比传统人工调查提高了数十倍。

高原鼠兔是青藏高原独有的小型啮齿动物,号称“关键种”和“生态工程师”。但是,高原鼠兔也是我国危害面积最大的草地害鼠。如何能避免过度灭杀导致食物网破坏。花立民教授常常思考这一问题。他在野外观察中发现,高原鼠兔对天敌非常警觉。他就想能否模拟天敌干扰高原鼠兔繁殖,降低它们的种群密度。于是,花立民教授与无人机企业合作,研发了一款专用于干扰高原鼠兔繁殖的无人机。通过多年的研究,无人机干扰高原鼠兔后,明显增加了其应激激素、降低了性激素,最终抑制繁殖力。在无人机模拟猛禽干扰区,高原鼠兔的种群密度下降了26.4%。此外,花立民团队还发现了高原鼢鼠雌雄独居,在繁殖期依靠敲击洞壁土壤传递求偶信号实现繁殖交配。经过近10年的研究,团队采集并识别了高原鼢鼠震动通讯的信号特征。基于这个发现,他们发明高原鼢鼠震动波干扰器,在其繁殖布设干扰器,发射与高原鼢鼠同频的求偶信号,干扰雌雄个体的信息传递,降低了高原鼢鼠繁殖求偶成功率。相比没有采取震动干扰的鼠害区,震动干扰后高原鼢鼠的怀孕率下降50%。无人机模拟猛禽干扰高原鼠兔繁殖、震动干扰高原鼢鼠繁殖的创新技术,没有直接灭杀这些草地害鼠,而是通过干扰繁殖实现了种群调控,对环境和非靶标生物安全。

科研成为惠民生产力

“科研成果如果不能转化为实际生产力,就难以真正发挥价值。”花立民教授深知技术推广的重要性。

“最初推广生态防控技术时遇到很多困难,牧民们习惯于立竿见影的化学灭鼠方法,对于需要较长时间才能见到明显效果的生态管理方法持怀疑态度。”花教授团队成员回忆说。

为了改变这种状况,花立民和团队人员长期驻扎在牧区,与牧民同吃同住,通过示范点展示生态管理的长远效益。最终在花立民和他的团队坚持不懈的努力下,他们的研究成果在牧区得到了推广。如今,花立民团队建立的“科研+政府+企业+牧民”四方合作模式已成为农业科技推广的典范。

草地鼠害防控不仅关系到生态安全,也直接影响到牧区的经济发展。通过实施环境友好型草地鼠害管理技术,项目区的草场生产力普遍提高了,牧民畜牧业收入相应增加。同时,由于减少了化学农药使用,牧区的产品更加绿色安全,市场竞争力也随之提升。更为重要的是,草原生态系统的恢复为牧区可持续发展奠定了基础。

初心不改,筑牢绿色长城

三十年来,花立民教授足迹遍布我国主要草原区,从青藏高原到内蒙古草原,从新疆牧场到甘南草地,都留下了他辛勤工作的身影。他主持完成了多项国家级科研项目,发表学术论文200余篇,获得专利10余项,省部级科技奖励4项。2017年获批甘肃省草地啮齿动物危害防控创新团队,2020年建成国家唯一的“高寒草地鼠害防控工程技术研究中心”,2021年又组建国家林草局唯一的草地鼠害防控创新团队。近年来,“环境友好型草地鼠害管理”范式在甘肃、四川、青海等高寒草地鼠害治理中推广应用,示范面积达1252万亩,替代化学鼠药549吨,挽回经济损失6.03亿元。为高寒草地鼠害防治提供了“甘肃经验”和“甘农智慧”。

“看到曾经因为鼠害退化的草地逐渐恢复,牧区肥壮的牛羊和牧民脸上的笑容,我就觉得所有的付出都是值得的。”花立民教授欣慰的说到。

如今,花立民教授和他的团队依然奔波在草原鼠害防控的第一线,为草原的生态平衡和可持续发展贡献自己的力量。

“草原生态保护不是一劳永逸的,这是一场持久战,况且随着气候的变化,草原鼠害也在变化,我们的研究也就需要做出改变。只要草原需要我,我的工作就不会停止。”花立民教授对于自己从事了一辈子的草原保护工作充满自豪,他做的或许只是微不足道的一小部分,但对于整合生态系统来说,就是巨大的进步。

在花立民身上,我们看到了中国科学家脚踏实地、攻坚克难的优秀品质,也看到了他们对国家生态安全和社会发展的责任担当。正是有了像花立民这样的草原守护者,我国草原生态系统才得以持续改善,草原地区的可持续发展才更有希望。

随着国家生态文明建设的深入推进,花立民教授及其团队的工作必将发挥更加重要的作用。