草地保护学复习资料

草地保护学复习资料草地保护学是支撑草原生态保护修复、草牧业高质量发展的核心应用学科，融合植物病理学、农业昆虫与害虫防治、杂草学、啮齿动物学、草地生态学、灾害风险管理等多学科理论与技术，核心任务是识别、监测、防控草地生态系统中的病、虫、草、鼠等生物灾害及人为诱发的非生物灾害，维持草地生态系统结构完整性、生产稳定性与生态服务价值。根据第三次全国国土调查公报数据，我国现有草地总面积2.645亿公顷，占陆地国土面积的27.5%，是覆盖面积最大的陆地生态系统，承担着防风固沙、水源涵养、固碳释氧、生物多样性保育、草畜产品供给等多重功能。据国家林草局2018—2023年全国草原有害生物监测数据，我国年均草地生物灾害发生面积约1.6亿公顷，其中鼠害占比42%、虫害占比31%、毒害草占比22%、侵染性病害占比5%，年均造成天然草地牧草减产约150亿千克，直接经济损失超120亿元，同时灾害诱发的草地退化、沙化、黑土滩化等问题，进一步压缩了草牧业发展空间，威胁区域生态安全。按照有害生物类群划分，草地生物灾害主要涵盖侵染性与非侵染性病害、虫害、毒害草、鼠害四大类，各类灾害的识别特征、发生规律存在明显差异。草地病害分为非侵染性和侵染性两类：非侵染性病害由营养元素亏缺、极端温度、干旱、盐碱、药害等非生物因素诱发，无传染扩散过程，比如豆科牧草缺钼时根瘤发育不良、植株黄化，禾本科草地过量追施氮肥时群体郁闭、抗病性下降，易诱发白粉病、锈病流行；侵染性病害由真菌、细菌、病毒、植原体、线虫等病原物侵染引起，具有跨植株传染扩散的特征，生产中常见的高风险病害包括禾草锈病（由柄锈菌属真菌引起，分条锈、叶锈、秆锈、冠锈4种，典型症状为叶片、茎秆上出现铁锈色夏孢子堆，后期形成黑褐色冬孢子堆，流行适温为15—25℃、相对湿度90%以上，连片种植的多年生人工草地发病后减产幅度可达30%—60%，且牧草适口性、营养价值显著下降）、苜蓿褐斑病（由苜蓿假盘菌侵染引起，发病叶片出现圆形褐色病斑，后期病斑中央生浅褐色盘状子实体，严重发生时苜蓿落叶率达70%以上，种子田减产可达40%）、沙打旺黄萎病（由轮枝菌属真菌引起的系统性维管束病害，整株萎蔫、维管束变褐，病株死亡率可达50%以上）。草地虫害按取食特征和栖息位可分为地上食叶类、刺吸类和地下类，涉及昆虫纲6个目300余种，其中造成重大经济损失的约25种：直翅目类群以蝗虫、蝼蛄、蟋蟀为代表，亚洲小车蝗、意大利蝗、东亚飞蝗是北方草原的首要暴发性害虫，成虫、若虫均取食禾本科、莎草科牧草，大发生时可在数天内将连片草地牧草啃食殆尽，年均发生面积约5000万公顷；蝼蛄为典型地下害虫，在土壤中挖掘隧道、咬食牧草种子和根系，造成人工草地缺苗断垄率可达30%以上。鳞翅目类群以草地螟、草原毛虫为代表，草地螟为迁飞性暴食害虫，幼虫可取食豆科、菊科、藜科等35科200余种植物，2008年我国北方草原草地螟大发生面积超1200万公顷，重发区虫口密度达1000头/平方米以上；草原毛虫（青海草原毛虫、金黄草原毛虫）是青藏高原高寒草地的特有重大害虫，幼虫取食莎草科、禾本科牧草幼嫩部分，虫体带毒毛，家畜误食后会引发口腔炎症、中毒甚至死亡，重发区虫口密度可达200头/平方米。鞘翅目类群以蛴螬、金龟甲、草原叶甲为代表，蛴螬为金龟甲幼虫，栖息于土壤中咬食牧草根颈部，造成牧草整株枯死，是人工草地建植期的主要地下害虫。半翅目类群以蚜虫、叶蝉、飞虱为代表，刺吸牧草韧皮部汁液造成植株长势衰退，同时可传播植物病毒病，比如苜蓿蚜大量发生时分泌蜜露诱发煤污病，造成苜蓿光合效率下降40%以上。我国草地现有毒害草1300余种，其中烈毒性、强入侵性的危害种约180种，分为毒草和害草两大类：毒草类植株含有生物碱、苷类、毒蛋白等有毒化学成分，家畜采食后会引发急性或慢性中毒，典型代表包括瑞香狼毒（全株含狼毒苷，根系发达，吸水吸肥能力是禾本科牧草的3—5倍，是重度退化草地的指示物种，重发区盖度可达20%—40%，草地利用率下降70%以上）、醉马芨芨草（含麦角新碱类生物碱，马属动物采食后会出现步态蹒跚、肌肉麻痹等中毒症状，重发区盖度超过15%时草地失去放牧利用价值）、棘豆属植物（黄花棘豆、小花棘豆等，含苦马豆素，家畜长期采食会引发慢性神经中毒，俗称“疯草病”，孕畜流产率可达60%以上，目前仅青藏高原、内蒙古西部的棘豆危害面积就超800万公顷，年均造成家畜中毒损失超20亿元）、乌头（含乌头碱，高寒草甸乌头重发区每年因误食中毒死亡的家畜超10万头只），以及入侵种紫茎泽兰、飞机草，在我国西南草地扩散蔓延，全株有毒且会挤占本土牧草生存空间，入侵3年以上草地本土牧草盖度下降80%以上。害草类本身无强毒性，但因形态带刺、竞争力极强或会引发人畜过敏，降低草地利用价值，比如蒺藜、苍耳的带刺总苞会损伤家畜皮毛、造成口腔划伤，豚草花粉会引发人畜过敏性哮喘，这类植物在过度放牧的退化草地易形成单优种群。毒害草扩散的核心驱动机制是草地过度放牧导致优良牧草被持续啃食，无法完成生长更新，而毒害草因适口性差不被家畜采食，逐步占据生态位，研究数据显示，当草地优良牧草盖度低于50%时，毒害草的入侵定植风险较健康草地提升7倍。我国草地现有害鼠180余种，造成重大危害的约20种，按栖息习性分为掘土型和地面型两类：掘土型害鼠以高原鼢鼠、中华鼢鼠、东北鼢鼠为代表，终生营地下洞道生活，取食牧草根系，挖掘过程中推出大量土丘覆盖地表牧草，每只成年高原鼢鼠年均推出土丘100—200个，破坏草地面积约0.02公顷，土丘裸露区会快速次生毒杂草，重发区土丘盖度可达30%以上。地面栖居型害鼠以高原鼠兔、布氏田鼠、长爪沙鼠为代表，在地面挖掘洞系、啃食牧草地上部分，其中高原鼠兔、高原鼢鼠合计占青藏高原草地鼠害发生面积的85%以上，重发区有效洞口密度可达500个/亩，牧草损失率达40%—70%，鼠害诱发的“黑土滩”退化草地在青藏高原总面积已超700万公顷；布氏田鼠是内蒙古典型草原的主要害鼠，大发生年份种群密度可达1000只/公顷，洞道密集区易引发风蚀沙化。害鼠同时是鼠疫、流行性出血热等人畜共患病的自然宿主，种群密度过高时存在公共卫生安全风险。对草地有害生物开展规范化监测预警，是实现精准防控、减少灾害损失的前提。目前我国已建成覆盖主要草原区的国家-省-市-县-乡五级草原有害生物监测网络，布设国家级草原固定监测点1200余个，核心监测内容包括有害生物种群密度、发育进度、发生范围、危害等级，以及关联的气象、植被、天敌等影响因子。地面调查是监测数据获取的基础：病害调查采用对角线五点取样法，每个监测样地设置5个1平方米样方，统计病株率并计算病情指数，公式为病情指数=Σ（各级病株数×对应病级值）/（调查总株数×最高病级值）×100，通常将病害等级分为6级，0级为无病斑，1级病斑面积占叶片面积10%以下，2级占11%—25%，3级占26%—50%，4级占51%—75%，5级病斑面积占比超75%或整株枯死；地上害虫调查采用标准捕虫网扫网法（扫网幅宽1米，每点扫网100复次统计虫量）、样方目测法，地下害虫调查采用0.5米×0.5米样方挖土取样法（取样深度30厘米）；毒害草调查采用样方法统计密度、盖度、频度；鼠害调查采用堵洞开洞法、夹日法，堵洞开洞法为调查前将所有洞口堵严，24小时后统计被鼠类重新打通的有效洞口数，有效洞口率=有效洞口数/总堵洞口数×100%，通常每公顷有效洞口数低于50个为无危害，50—120个为轻度危害，120—300个为中度危害，300个以上为重度危害；夹日法为每公顷布设50个标准鼠夹，连续布放24小时统计捕获率，捕获率低于3%为无危害，3%—10%为轻度危害，10%—20%为中度危害，20%以上为重度危害。遥感监测与模型预测是大尺度灾害预警的核心技术，依托Sentinel-2、高分六号等中高分辨率卫星获取的植被遥感影像，通过提取归一化植被指数（NDVI）、增强型植被指数（EVI）的异常变化，结合地面校准数据可识别灾害发生范围，监测精度可达85%以上，效率较传统地面调查提升20倍以上。预测模型方面，采用有效积温模型可预测害虫发育进度，比如亚洲小车蝗卵的发育起点温度为14.2℃，有效积温为235日·度，结合春季5厘米深度土壤温度数据可准确推算蝗卵孵化盛期，预测误差不超过3天；结合冬季积雪厚度、春季温湿度等气候因子构建的种群发生预测模型显示，冬季积雪厚度超10厘米、春季气温较常年偏高1.5℃以上、降水偏少30%的年份，蝗灾、鼠害大发生的概率较常年提升60%。各类有害生物的通用防治指标（经济阈值）为：亚洲小车蝗15头/平方米，高原鼠兔有效洞口120个/公顷，瑞香狼毒盖度15%，苜蓿锈病病株率20%，当种群密度低于指标时以自然调控为主，无需采取专门防控措施，避免过度干预破坏生态平衡。草地灾害治理需立足草地生态系统的整体性，坚持生态优先的核心导向，构建绿色可持续的综合治理技术体系，实现生态效益、经济效益、社会效益统一。主要技术类型包括：一是生态调控技术，这是实现草地灾害长期控制的根本措施，通过围栏封育、划区轮牧、季节性休牧、补播适生优良牧草（老芒麦、披碱草、紫花苜蓿、扁蓿豆等）、测土配方施肥（控制氮肥施用量，增施磷钾肥提升牧草抗逆性）等草地改良措施，提升植被盖度和群落稳定性，破坏有害生物的适生生境，长期定位试验数据显示，当草地植被盖度稳定维持在80%以上时，毒杂草盖度可下降60%以上，害鼠种群密度下降70%以上；同时通过保留草地原生灌丛、设置天敌栖息缓冲带等方式，提升草地生态系统的自然控害能力。二是生物防控技术，为目前大面积草原灾害防控的主推技术，首先是天敌保护与利用，比如在鼠害发生区每3.3公顷（50亩）架设1座鹰架或鹰墩，为大鵟、猎隼等猛禽提供栖息位点，可使区域鼠类种群密度下降40%以上；保护狐狸、艾虎、蛇类等鼠类天敌，以及寄生蜂、食虫虻、步甲等害虫天敌，构建自然食物链控害网络。其次是生物制剂应用，防治蝗虫、草原毛虫等害虫采用绿僵菌、白僵菌等昆虫病原真菌，制剂喷施后可附着于害虫体壁萌发侵染，致死率达80%以上，持效期可达2—3年，且对天敌、家畜安全；防治鳞翅目害虫采用苏云金杆菌（Bt）、核型多角体病毒（NPV），专一性强、无残留；防治鼠害采用C型、D型肉毒梭菌毒素，以及左炔诺孕酮-炔雌醚类不育剂，通过抑制害鼠繁殖降低种群密度，持效期可达2年以上；防治病害采用枯草芽孢杆菌、木霉菌等生防菌，以及武夷菌素、春雷霉素等农用抗生素，抑制病原菌侵染；防治毒害草采用专性致病微生物，比如狼毒栅锈菌防治瑞香狼毒，防效可达60%以上，泽兰实蝇防治紫茎泽兰，通过形成虫瘿抑制植株生长。三是物理防控技术，适合小范围、零星发生区的灾害防控，比如采用太阳能杀虫灯诱杀鳞翅目、直翅目、鞘翅目害虫成虫，每2公顷架设1盏灯，可降低区域害虫落卵量60%以上；采用黄板诱杀蚜虫、飞虱等刺吸式害虫；采用鼢鼠弓箭、捕鼠夹等器械捕杀害鼠；在毒害草开花结籽前采用人工铲除、机械刈割的方式清除植株，防止种子扩散。四是化学应急防控技术，仅在有害生物种群密度超过防治指标、出现大面积暴发风险时使用，需选择低毒、低残留、环境相容性好的农药品种，采用无人机、飞机等精准施药方式，严格控制施药剂量和范围，比如防治暴发性蝗虫采用高效氯氰菊酯、马拉硫磷超低容量喷雾；防治地下害虫采用辛硫磷拌种或土壤处理；防治锈病、白粉病采用三唑酮、戊唑醇喷雾；防治高密度鼠害采用溴敌隆毒饵进行洞口投饵，禁止大面积撒施；防治毒害草采用氯氟吡氧乙酸、草甘膦进行定向喷雾，避免药剂漂移损伤优良牧草，施药后严格执行安全间隔期制度，防止家畜采食中毒。复习思考题（满分100分）一、名词解释（共5题，每题4分，总计20分）1.草地保护学2.病情指数3.经济阈值（防治指标）4.黑土滩5.有效积温法则二、单项选择题（共10题，每题2分，总计20分）1.根据第三次全国国土调查数据，我国草地总面积约为（）A.3.92亿公顷B.2.65亿公顷C.1.73亿公顷D.4.11亿公顷2.我国年均草地生物灾害发生面积中，占比最高的灾害类型是（）A.鼠害B.虫害C.毒害草D.病害3.下列草地害虫中，属于青藏高原高寒草地特有重大害虫的是（）A.东亚飞蝗B.草地螟C.草原毛虫D.蛴螬4.瑞香狼毒大量扩散通常指示草地处于什么状态（）A.健康状态B.轻度退化C.重度退化D.极度盐碱化5.高原鼢鼠属于下列哪种栖息类型的害鼠（）A.树栖型B.地下掘土型C.地面栖居型D.半水栖型6.利用绿僵菌防治草原蝗虫属于哪种防控技术（）A.化学防控B.物理防控C.生物防控D.生态调控7.亚洲小车蝗卵的发育起点温度为14.2℃，有效积温为235日·度，若春季5厘米土层平均温度为20℃，理论上蝗卵孵化需要的天数约为（）A.20天B.40天C.60天D.80天8.苦马豆素是下列哪种毒害草的主要有毒成分（）A.醉马芨芨草B.瑞香狼毒C.棘豆属疯草D.乌头9.鼠害调查中，采用夹日法统计捕获率，中度危害的捕获率区间是（）A.<3%B.3%—10%C.10%—20%D.>20%10.下列措施中，属于草地灾害根本治理措施的是（）A.大面积喷施化学农药B.草地改良提升植被盖度C.人工铲除毒害草D.架设杀虫灯诱杀害虫三、多项选择题（共5题，每题3分，总计15分，多选、少选、错选均不得分）1.下列属于草地侵染性病害病原物的有（）A.柄锈菌B.苜蓿假盘菌C.轮枝菌D.缺钼E.低温冻害2.下列属于草地生物防控措施的有（）A.架设鹰墩招引猛禽控鼠B.喷施绿僵菌防治蝗虫C.喷施三唑酮防治锈病D.释放泽兰实蝇防治紫茎泽兰E.补播优良牧草提升植被盖度3.下列属于地面栖居型草地害鼠的有（）A.高原鼢鼠B.高原鼠兔C.布氏田鼠D.中华鼢鼠E.长爪沙鼠4.草地虫害地面调查的常用方法包括（）A.扫网法B.挖土取样法C.样方目测法D.堵洞法E.病情指数法5.下列关于草地毒害草扩散规律的描述，正确的有（）A.过度放牧会加剧毒害草扩散B.毒害草因适口性差，在放牧草地更易保留种群C.当草地优良牧草盖度低于50%时，毒害草入侵风险显著提升D.健康高盖度草地不会出现毒害草E.毒害草扩散与草地放牧管理方式无关四、简答题（共3题，每题10分，总计30分）1.简述草地主要病害的类型及典型病害的识别要点。2.简述草地有害生物监测的主要地面调查方法及适用对象。3.简述草地鼠害的主要危害表现。五、论述题（共1题，总计15分）结合草地生态系统的特点，论述草地有害生物综合治理的技术路径与实施原则。参考答案一、名词解释1.草地保护学：融合多学科理论与技术，研究草地生态系统中病、虫、草、鼠等有害生物的发生规律、监测预警与防控技术，维持草地生态稳定、生产功能与服务价值的应用交叉学科。2.病情指数：衡量植物病害发生严重程度的量化指标，计算公式为病情指数=Σ（各级病株数×对应病级值）/（调查总株数×最高病级值）×100，数值越高表明病害危害越重。3.经济阈值（防治指标）：有害生物种群密度达到某一临界值时，若不采取防控措施，造成的经济损失将大于防控成本，该临界密度即为经济阈值，是指导防控决策的核心依据。4.黑土滩：青藏高原高寒草甸因过度放牧、鼠害等因素导致原生植被退化，裸露的黑碳化土壤在地表形成的次生裸地景观，这类地块植被盖度极低，水土流失严重，毒杂草占比高。5.有效积温法则：生物生长发育过程中需从外界摄取一定热量才能完成某一发育阶段，各发育阶段所需总热量为常数，即有效积温=发育历期×（环境温度-发育起点温度），可用于预测害虫发生期。二、单项选择题1.B2.A3.C4.C5.B6.C7.B8.C9.C10.B三、多项选择题1.ABC2.ABD3.BCE4.ABC5.ABC四、简答题（答题要点）1.草地病害分为非侵染性和侵染性两类：非侵染性病害由非生物因素诱发，无传染性，包括缺素、旱涝、冻害、盐碱、药害等，症状表现为大面积均匀黄化、萎蔫，无逐步扩散过程；侵染性病害由病原物侵染引起，具有传染性，典型病害包括禾草锈病（柄锈菌引起，叶片茎秆生铁锈色夏孢子堆、黑褐色冬孢子堆，高湿适温下流行）、禾草白粉病（布氏白粉菌引起，叶片覆白色粉霉层，后期生黑色闭囊壳，郁闭高氮草地高发）、苜蓿褐斑病（苜蓿假盘菌引起，叶片生圆形褐色病斑，后期生浅褐色盘状子实体，易造成落叶）、沙打旺黄萎病（轮枝菌引起的维管束病害，整株萎蔫，维管束变褐）。2.主要地面调查方法及适用对象：①样方法：适用于病害、毒害草、地下害虫调查，通过设置固定面积样方统计病株率、毒害草盖度密度、地下害虫虫口密度；②扫网法：适用于地上活动的飞虱、蝗虫、蛾类等害虫调查，通过标准捕虫网定量扫网统计虫口数量；③目测法：适用于地上害虫、植被受害情况的快速调查，直接