岳方正,段廷玉,才玉石,柴守權
(1.國家林業(yè)和草原局森林和草原病蟲害防治總站,林業(yè)有害生物監(jiān)測預警國家林業(yè)和草原局重點實驗室,遼寧 沈陽 110034;2.蘭州大學草地農業(yè)科技學院,草地農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室,甘肅 蘭州 730020)
我國是草原資源大國,擁有各類天然草原面積3.928億hm2,約占國土面積的41%,居世界第一,其中可利用草原面積3.31億hm2,占草原總面積的84%,居世界第二[1]。草原是草地畜牧業(yè)發(fā)展的重要物質基礎,是我國面積最大的陸地生態(tài)系統(tǒng),在政治、經濟、社會、生態(tài)建設及維持邊疆穩(wěn)定等方面具有舉足輕重的作用[2]。上世紀80年代后,草原不合理利用,特別是受全球氣候變化的影響,導致草原生態(tài)持續(xù)惡化,草原逐漸退化[3-5]。有資料顯示,我國近90%的草原存在不同程度的退化,其中30%嚴重退化,且以每年200萬hm2的速度遞增。草原退化,引發(fā)草原病、蟲、鼠(兔)、毒害草猖獗危害,導致牧草減產、生態(tài)惡化及生物多樣性降低等問題日益突出。
近年來,我國草原生物災害呈現(xiàn)多發(fā)、常發(fā)態(tài)勢,加之一些地區(qū)尚未改變粗放式的畜牧業(yè)經營方式,造成有害生物發(fā)生此起彼伏。以病、蟲、鼠(兔)、毒害草為主的草原有害生物防控難度逐漸增加,若不采取有效措施,危害將持續(xù)加重。本文系統(tǒng)簡述了我國草原有害生物發(fā)生與防治現(xiàn)狀,全面分析我國草原有害生物防治工作中存在的突出問題,提出草原保護工作的對策建議。
近年來,我國草原有害生物發(fā)生嚴重。據統(tǒng)計,年均危害面積超過6 700多萬hm2。按平均損失鮮草450 kg/hm2,價格0.3元/kg計,年均造成直接經濟損失達90多億元[6],帶來的生態(tài)服務價值損失更是不可估量。
1.1 草原病害 草原病害對草地植物的產量和飼用品質有著重要影響,嚴重發(fā)生時改變草地植被特征,降低草地生態(tài)系統(tǒng)生產力[7-9]。如苜蓿霜霉病(Peronosporaaestivalis)等葉部病害可使受害牧草的生物量降低47%~50%,并使病草粗蛋白等營養(yǎng)物質含量降低20%以上,早熟禾白粉病(Erysiphegraminis)可使產草量降低36.5%~42.3%[10]。一些病害如苜蓿褐斑病(Pseudopezizamedicaginis),三葉草褐斑病(Pseudopezizatrifolii),三葉草銹病(Uromycestrifolii)可增加植物香豆醇類動物類雌性激素含量,影響家畜排卵、受孕及繁殖力;數(shù)種鐮刀菌Fusarium產生雌性激素類真菌毒素(Zearalenone),影響牛羊繁殖力。據報道,我國草原植物已有2 831種病害,涉及15科182屬,其中禾本科牧草病害最多,為1 289種,豆科和菊科牧草病害分別排在第二、三位,為764種和410種,這3科寄主植物共計751種,占我國牧草寄主總數(shù)的83.2%[11-12]。其中較為常見的幾種病害分別是:銹病類,包括苜蓿銹病(Uromycesstriatus)、三葉草銹病、稈銹病(Pucciniagraminis)、葉銹病(Pucciniarecondita)、條銹病(Pucciniastriformis)、冠銹病(Pucciniacoronata)、鴨茅銹病(Uromycesdactylidis);白粉病類,包括三葉草白粉病(Erysiphepolygoni)、禾草白粉病(Blumeriagraminis)、沙打旺白粉病(Erysiphepisi);霜霉病類,包括苜蓿霜霉病、禾草霜霉病(Sclerophthoramacrospora);黑粉病類,包括條黑粉病(Ustilagostriiformis)、桿黑粉病(Urocystisagropyri);葉斑病類,包括苜蓿褐斑病、苜蓿匍柄霉葉斑病(Stemphyliumbotryosum)、長蠕孢菌葉斑病(Bipolarissorokiniana)[13]。
抗耐病品種的利用、混播、施肥、輪作等措施是草原病害的主要防治技術,但多用于栽培草地。目前,天然草原病害防治措施主要是放牧、刈割和焚燒。Skipp和 Wennstr?m研究發(fā)現(xiàn)家畜在取食過程中,通過采食染病牧草,可以對牧草上的病原物進行清理,很大程度上降低病害初次侵染的幾率[14-15]。Barbetti的研究表明,合理的高強度放牧能夠縮短寄主植株的生長周期,通過減少被病原菌侵染的機會而控制植物病害的發(fā)生[16]。羅斗拉太在研究放牧與焚燒對草原病害的影響報告中提到,焚燒同樣能夠減輕病害的發(fā)生,其原理主要是因為焚燒可以清除牧草殘體以及土壤中的表面菌核,起到防止致病菌再次侵染牧草的效果。在實際生產中往往將焚燒作為牧草種子生產過程中必要的管理措施,牧民普遍在每年早春牧草返青前焚燒殘茬,消滅病蟲害,促進牧草生長[17],但焚燒同時會造成空氣污染,應慎用。若病害發(fā)生嚴重,可提前刈割,減少病原菌,減輕病害的發(fā)生。
1.2 草原蟲害 草原蟲害已成為我國天然草原主要生物災害之一,具有種類多、數(shù)量大、分布廣、危害重、發(fā)生規(guī)律復雜等特點[18]。以草地螟Loxostegesticticalis為例,新中國成立后草地螟出現(xiàn)過4次大暴發(fā)。在1953—1959年出現(xiàn)第1次大暴發(fā);在1978—1984年出現(xiàn)第2次大暴發(fā),這次暴發(fā)與第1次相比更加嚴重,僅在1982年期間,其危害面積就高達707萬hm2;1996年之后,進入第3個猖獗危害周期,斷斷續(xù)續(xù)延伸至2002年,這次大暴發(fā)與前兩次暴發(fā)相比草地螟危害更加嚴重,年均危害面積高達400萬hm2,2002年達到最高值,危害面積達到853萬hm2[19-20];2008—2009年進入第4個暴發(fā)周期。據統(tǒng)計,僅越冬成蟲危害面積高達1 630.2萬hm2[21-22],這次暴發(fā)不但給我國農牧業(yè)生產造成了嚴重的經濟損失,而且對北京奧運會也造成了一定影響[23]。2016年,全國草原監(jiān)測報告顯示,全國草原蟲害危害總面積(草原上單位面積內各類害蟲密度或單位枝條上害蟲密度超過其防治標準時即可認定為草原蟲害危害面積)達1 251.5萬hm2,約占全國草原總面積的3.2%,其中,西藏、內蒙古、新疆、甘肅、青海、四川等6省(區(qū))危害面積合計為1 070.2萬hm2,占全國草原蟲害危害面積的85.5%[1]。全國草原蟲害嚴重危害833萬hm2以上,危害嚴重的主要種類是草原蝗蟲、葉甲類、夜蛾類、草原毛蟲Gynaephoraspp.和草地螟等類群[1]。
目前,草原蟲害防治堅持“以防為主、綜合治理”的方針,遵循“防重于治、加強監(jiān)測、統(tǒng)一規(guī)劃、突出重點、綜合治理”的原則,采取綜合防控措施,有效減少和控制草原蟲害的危害及損失,確保草地健康與安全[13]。一般來講,在害蟲低密度發(fā)生區(qū)可以采用生態(tài)治理、天敵控制等措施對害蟲進行控制;在害蟲中密度發(fā)生區(qū)可以采用生物農藥(殺蟲真菌、植物源農藥)、天敵控制等措施對害蟲進行控制;在害蟲高密度發(fā)生區(qū)可以采用高效、低毒和低殘留的化學農藥、生物農藥(殺蟲真菌、植物源農藥)和低濃度化學農藥混用的措施對害蟲進行控制[13,24]。
1.3 草原鼠害 草原鼠害在草原生物災害中占比最大,危害也最為嚴重。近年來,草原鼠害危害面積占草原有害生物危害面積的58.8%。2016年,全國草原監(jiān)測報告顯示,全國草原鼠害危害面積(草原上單位面積內嚙齒類動物密度、新土丘數(shù)量或有效洞口數(shù)量超過其防治標準時認定為鼠害危害面積)為 2 807.0萬hm2,約占全國草原總面積的7.1%,其中,西藏、內蒙古、新疆、甘肅、青海、四川等6省(區(qū))危害面積合計為2 607.9萬hm2,占全國草原鼠害面積的92.9%[1],其中危害嚴重的主要種類有10種,分別是高原鼠兔Ochotonacurzoniae、草原鼢鼠Myospalaxaspalax、大沙鼠Rhombomysopimus、東北鼢鼠Myospalaxpsilurus、布氏田鼠Microtusbrandti、黃兔尾鼠Eolagurusluteus、鼴形田鼠Ellobiustalpinus、高原鼢鼠Myospalaxbaileyi、長爪沙鼠Merionesunguiculatus[1]。
2010年以來,我國草原鼠害呈現(xiàn)新的特點,發(fā)生面積由連片集中大發(fā)生,向片狀分散發(fā)生轉變,危害程度也由高密度重度發(fā)生,向中、低密度和中、輕度發(fā)生轉變。這種轉變?yōu)椴菰蠛嵤┚G色防控提供了前提[25]。目前,我國草原鼠害防治主要采用物理防治、天敵防控和生態(tài)調控等綠色防控技術[26]。主要包括利用地箭、弓形箭、捕鼠夾和捕鼠籠等捕鼠器械捕殺害鼠,招鷹控鼠和野化狐貍控鼠,以及禁牧休牧、圍欄封育、人工種草、補播改良、施肥除莠等綜合措施。當害鼠種群密度高或者急劇暴發(fā)時,需要采用化學防治,在短期內降低害鼠種群密度[26]。
1.4 草原毒害草 毒害草被稱為草原的“綠色殺手”,由于草原退化,導致草原生產能力降低,可食性牧草產量下降,毒害草大量滋生,牲畜毒害草中毒事件頻繁出現(xiàn),給當?shù)厣鐣洕蜕鷳B(tài)帶來極大損失,嚴重制約草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國草原西部天然草地是有毒有害植物種類分布較多的區(qū)域。據報道,我國有毒有害植物有306種,涉及52科165屬[27]。較為集中的有毒有害植物有小花棘豆Oxytropisglabra、黃花棘豆Oxytropisochrocephala、甘肅棘豆Oxytropiskansuensis、冰川棘豆Oxytropisglacialis、鐮形棘豆Oxytropisfalcata、毛瓣棘豆Oxytropissericopetala、黃芪Astragalusmembranaceus、苦豆子Sophoraalopecuroides、紫莖澤蘭Eupatoriumadenophora、黃帚橐吾Ligulariavirgaurea、藏橐吾Ligulariarumicifolia、納里橐吾Ligularianaryensis、醉馬芨芨草Achnatheruminebrians、瑞香狼毒Stellerachamaejasme、烏頭Aconitumcarmichaelii、唐松草Thalictrumaquilegifoliumvar.sibiricum、北萱草Hemerocallisesculenta、藜蘆Veratrumnigrum、無葉假木賊Anabasisaphylla、牛心樸子Cynanchumhancockianum、狼毒大戟Euphorbiafischeriana、密花香薷Elsholtziadensa等。據相關資料報道,西藏等11個省(區(qū))天然草原是我國毒害草分布與危害最為嚴重的地區(qū),天然草原面積為32 721.56萬hm2,可利用草原面積為26 107.72萬hm2,毒害草面積為3 470.58萬hm2,毒害草占可利用草原面積13.29%[28]。
目前,草原毒害草的防控觀念應從傳統(tǒng)的防除轉變?yōu)閺纳鷳B(tài)角度出發(fā)[13]。有些毒害草含有豐富的營養(yǎng)成分,是一種潛在的牧草資源,可依據毒害草對動物的易感性差異,通過改良畜種結構來降低毒害草的危害。有些毒害草屬于季節(jié)性有毒,則可集中在無毒季節(jié)進行放牧;有些毒害草經過脫毒或青貯后,就可直接飼喂;有些毒害草也是藥用植物,可有計劃地采挖,開發(fā)其藥用價值。另外,過度放牧是造成天然草原退化和毒害草繁衍的主要因素,致使優(yōu)良牧草逐年減少,毒害草迅速增多。因此,推行以草定畜,制定合理的放牧利用制度。對已遭受大面積毒害草危害的草原可以推行劃區(qū)輪牧、休牧和禁牧制度。
草業(yè)不斷發(fā)展,草原有害生物種類、分布、危害、防治等也不斷變化,草原有害生物防治中的問題始終存在并不斷變化。近年來,國家實施重大生態(tài)工程項目,有害生物防治工作得到一定改善,但仍沒有徹底改變持續(xù)危害的態(tài)勢。筆者認為制約草原有害生物防治工作可持續(xù)發(fā)展,既有認識問題,也有技術和管理方面問題。
2.1 對草原有害生物防治工作認識不足 從進化論和生態(tài)學的角度理解,我國草原生物災害貫穿于草原整個發(fā)展歷史進程。在不同時期,可能因為氣候和環(huán)境變化,導致草原有害生物種類、分布和危害程度不同,但這種危害始終存在且不可能消失。目前,我國草原有害生物防治工作堅持“預防為主、科學防治”的方針,但實際上草原保護工作卻始終忙于應急,往往是有害生物暴發(fā)成災后,才引起政府重視,才有資金投入,草原有害生物防治工作始終處于被動局面。做好草原有害生物防治工作不能一蹴而就,需要長期、穩(wěn)定的技術,人員和經費支持。
2.2 草原生態(tài)系統(tǒng)抑制生物災害的能力下降 全球氣候變化和草地不合理利用,導致草原生態(tài)持續(xù)惡化,生物多樣性降低,削弱或者破壞了草原生態(tài)系統(tǒng)的平衡機制,給草原有害生物擴散蔓延甚至暴發(fā)成災提供了機會,這是形成草原生物災害的根本原因。隨著化學農藥的大量使用,有害生物天敵和有益昆蟲不斷減少,導致自然調控有害生物的作用下降。加之,我國草原有害生物種類繁多,生物災害發(fā)生規(guī)律復雜以及草原生態(tài)系統(tǒng)脆弱等特點,導致草原生物災害的發(fā)生頻率極高。
2.3 草原有害生物監(jiān)測預警工作開展不到位 我國草原有害生物種類繁多,監(jiān)測預警任務繁重。我國固定草原監(jiān)測點僅162個,代表性不夠,僅能滿足對部分有害生物中短期監(jiān)測,其調查數(shù)據量遠遠不能滿足預測預報工作需要,無法為有害生物實施綜合防治提供有力的數(shù)據支撐。另外,我國草原管理機構不健全,基層技術力量薄弱,導致一些地方存在監(jiān)測預警工作不到位、疫情信息報告不及時等問題,貽誤防治最佳時機。
2.4 草原有害生物防治工作法制化進程緩慢 我國草原法律法規(guī)體系建設滯后,草原管理工作中涉及到的國家層面法律法規(guī)有2部,分別是《中華人民共和國草原法》和《草原防火條例》,其中《中華人民共和國草原法》2013年第二次修訂頒布,已與草原有害生物防治工作不相適應,需要進一步修訂完善。草原有害生物防治方面,目前尚無國家層面的法規(guī),僅《草原治蟲滅鼠管理辦法》正在修訂中。據統(tǒng)計,目前已公布的草原有害生物防治的標準相對較少,標準體系不健全,其中可查詢到的國家標準5項,農業(yè)行業(yè)標準9項,地方標準不到20項。
草原有害生物防治工作應堅持有害生物可持續(xù)治理(Sustainable Pest Management,SPM)的工作思路[29],以改善草原生態(tài)環(huán)境,增強草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性為基礎,以加強監(jiān)測預警體系建設、提高災害監(jiān)測預警成效為主線,圍繞草原監(jiān)理體系和制度化建設、關鍵技術研究、科技成果轉化等工作,解決長期制約草原有害生物可持續(xù)治理工作中的重大問題。
3.1 改善草原生態(tài)環(huán)境,增強草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性 改善草原生態(tài)環(huán)境,豐富生物多樣性,可以有效增強生態(tài)系統(tǒng)中自然抑制生物災害的能力。今后,草原有害生物防治工作要按照 “生產生態(tài)有機結合、生態(tài)優(yōu)先”的方針,以草原生態(tài)保護補償為核心,深入實施草原保護工程,健全草原經營管護制度,著力保護和恢復草原生態(tài)環(huán)境。
3.2加強監(jiān)測預警體系建設,提高災害監(jiān)測預警成效 預測預報是做好草原有害生物防治工作的基礎和前提。著力構建以草原管護員為基礎的地面網格化監(jiān)測與航空航天遙感監(jiān)測相結合的天空地立體監(jiān)測平臺,避免人工地面調查耗時長,程序繁瑣,時效性、真實性差等問題。同時,要科學布設監(jiān)測站點,完善現(xiàn)有監(jiān)測調查技術,做到精準監(jiān)測,有效預警。
3.3 加強能力和制度建設,提高有害生物防治工作水平 各地要健全協(xié)作機制,相關部門各負其責,協(xié)調溝通,保障草原有害生物防治工作高效開展。進一步強化應急防控準備工作,超前制定防控預案,調整優(yōu)化防控措施。加強草原管護員隊伍建設,壓實防治責任,確保防治工作有序開展。同時,抓緊修訂《中華人民共和國草原法》,推進《基本草原保護條例》立法進程。加快建立草原有害生物防治標準化體系建設,推進國家標準制定和行業(yè)標準修訂工作。
3.4加大關鍵技術研究,加快草原保護科技成果轉化 堅持基礎研究和應用研究并重,著力解決科學研究與行業(yè)應用脫節(jié)的問題。針對當前我國草原有害生物防治工作遇到的新情況新問題,建議設立重點研發(fā)專項,加大科研投入,組織大專院校、科研單位和生產單位協(xié)同開展相關研究,力爭在防治關鍵技術上取得突破。同時,要加快科研成果轉化,組織建立主要有害生物防治技術示范區(qū),評估防治效果,推廣先進技術。
志謝:特別感謝蘭州大學南志標院士對本文撰寫修改給予的指導。