青藏高原,這片被譽為“亞洲水塔”的雪域高原,不僅是我國最為重要的生態安全屏障,更是全球生物多樣性保護的重中之重。其中,高寒草地作為青藏高原的主體生態系統,以其獨特的生態功能,在生産、支撐與調節等方面發揮著不可或缺的作用。然而,受氣候變化加劇和過度放牧等因素疊加影響,青藏高原草地鼠害形勢愈發嚴峻,成為威脅生態安全、畜牧生産和公共衛生安全的“生態頑疾”。但是,草地嚙齒動物也是生態系統的重要組成部分,在食物網和生物多樣性維護中發揮著不可替代的作用,如何平衡生物多樣性保護與鼠害防控的關係,成為高寒草地生態管理面臨的核心科學挑戰。
轉機,來自一支紮根草原的甘肅農業大學科研團隊。在花立民教授的帶領下,草地有害生物防控團隊歷經十餘年跋涉與求索,將目光投向了天空。近日,他們研發的“高寒草地鼠害無人機監測評價技術”入選《2025中國農業重大新技術新産品新場景》,標誌著我國在高寒草地鼠害監測領域邁出了由傳統地面調查向智慧化、精準化監測的關鍵一步,為國家生態保護重大需求交出了一份亮眼的“甘農答卷”。
“既要控制鼠害,又要保護生態”
西藏是重要的國家生態安全屏障。花立民教授比誰都清楚,青藏高原草地鼠害面積佔全國草地鼠害總面積約80%,是我國鼠害最集中、危害最嚴重的區域。長期以來,傳統監測全靠人趴在地上數鼠洞,1公頃草地要耗1到2小時,數據還受地形、天氣干擾;而化學控鼠雖見效快,卻會讓藏狐、草原雕等天敵失去食物,殘留的藥劑更會傷及牛羊,陷入“控鼠一反彈一再控鼠”的惡性循環。
“高原鼠兔不是‘純粹的害蟲’,它是藏狐的主食,是生態鏈的一環。”花立民教授説,“在這樣的背景下,‘既要控制鼠害,又要保護生態’是我們在高寒草地鼠害治理過程中面臨的核心難題。”
自2016年起,團隊主動響應國家重大生態戰略需求,摒棄以滅殺為主的傳統治理路徑,提出“環境友好型草地鼠害管理”新範式。這一轉變的背後,是踏遍高原的實地調研。為摸清“放牧壓力—植被結構—食物資源—害鼠行為”的關聯,他們頂著風沙、忍著缺氧。“在海拔五千米的草甸,走一步喘三口氣,防曬霜根本抵不住紫外線,臉上一層層脫皮。”團隊成員、草業學院張振粉教授回憶,“我們也逐漸意識到,鼠害治理不能只看眼前效益,必須實現生態平衡與治理成效的雙贏。”

花立民教授團隊與捕鼠隊牧民交流鼠害防治問題 供圖 甘肅農業大學
最終,團隊構建了“致災機制識別—監測預警—危害評價—種群調控—鼠害地修復”五位一體的綜合管理框架,將防控重心從“事後滅殺”前移到“事前預警”,推動草地鼠害由傳統的“以滅為主”向“生態調控”轉變,而實現這一轉變的關鍵,便是無人機與AI技術的跨界融合。
針對傳統草地鼠害監測效率低、準確度不足等的現實問題,團隊自主研發出高寒草地鼠害無人機監測技術,突破了監測指標篩選、高原航測技術、複雜背景影像解譯等技術瓶頸,通過熱紅外遙感、深度學習等技術,無人機能精準捕捉鼠丘、禿斑、植被蓋度等關鍵指標,為“分區、分級、分期”精準防控提供了數據支撐。
“失敗了就找原因,草原不會等我們”
傳統人工調查1公頃草地鼠害往往需要1至2小時,而且深受地形、天氣和人員數量影響,難以實現高精度和大範圍監測。在青藏高原海拔高、面積廣、工作條件艱苦的環境下,這一局限長期制約著草地鼠害監測的科學性和及時性。為了破解這一瓶頸,花立民團隊啟動了“草業科學+無人機+AI”的協同跨界攻關,探索以智慧化技術提升高寒草地鼠害監測效率和準確度的路徑。
研發的第一步並不順利。2014年,花立民教授和學生們懷揣著激動與期待,購置了第一架旋翼無人機,踏上了前往甘南的征程。他們的目標是利用這架高科技設備,對草原鼠害進行前所未有的監測。由於當時缺乏經驗,無人機剛剛起飛不久,就遭遇了意外。無人機猛地撞上了山崖,槳葉瞬間斷裂,損失近萬元。當時沒有預備多餘的槳葉,那次試驗便匆匆結束。
但花立民教授並沒有被失敗擊垮,“失敗了就找原因,草原不會等我們。”他迅速冷靜下來並果斷購買了備用槳葉。一個月後,他們再次踏上了甘南的土地。這一次,無人機穩穩地升空,穿越雲層,將高寒草地的鼠害情況清晰地呈現在螢幕上。那一刻,所有的冷和累都化為了喜悅與自豪,因為他們知道,這次成功不僅為後續工作奠定了堅實的基礎,更為他們打開了一扇通往未來的大門。

團隊成員做草地監測 供圖 甘肅農業大學
旋翼無人機飛行時間短,難以滿足大範圍監測需求。花立民教授便將目光投向了結構更複雜、操作難度更大的固定翼無人機。首次試飛成功時,團隊成員歡呼雀躍,可喜悅很快被現實擊碎——第二次回收時,降落傘突然失效,無人機從高空徑直墜落,摔得粉身碎骨。回程路上,車廂裏一片沉寂,每個人的心情都沉甸甸的。花立民教授打破沉默:“固定翼無人機是行業應用的未來方向,我們不能退縮。”
一次次調整飛控系統,一遍遍測試電池抗寒性能,他帶領團隊聯合企業定制出適配高原低溫、強風環境的“高原專用機型”。但更大的挑戰是讓AI“看懂”鼠洞與禿斑,為了訓練識別模型,團隊10余名學生花了近半年時間手工標注幾千張無人機影像,涉及不同季節、不同光照條件和不同草原類型。
“一天盯著幾百張鼠丘影像,眼睛都花了,看什麼都像鼠洞。”回憶起那段時光,團隊成員魏才卜笑著説。功夫不負有心人,他們終於成功建立起熱紅外、深度學習識別等多種影像解譯技術,讓鼠洞和禿斑的自動識別精度突破90%,為精準危害評價提供了可靠支撐。
“這樣好,這樣才是保護我們的草場”
技術的價值,最終要寫在草原上。高寒草地鼠害無人機監測技術應用後,監測效率提升10倍。傳統人工調查1公頃需要1至2小時,無人機僅需10到20分鐘,半天作業可完成40個樣方,實現了“快速、精準、可量化”的大範圍監測。在此基礎上,團隊建立“高寒草地鼠害無人機監測評價系統”,融合無人機影像上傳、雲端解譯與評價結果輸出功能,實現草地鼠害監測評估的信息化和自動化管理。
團隊成員、草業學院楚彬副教授回憶道,“有一天中午,團隊頂著大太陽正在做鼠害監測,一位牧民大叔騎著摩托過來,皺著眉頭問是不是又要撒鼠藥?”長期依賴化學鼠藥,讓牧民心裏有了陰影。楚彬耐心地向他解釋:“現在我們做的是‘環境友好型草地鼠害管理’,不靠大面積投藥,而是用無人機監測、生態評估、非滅殺調控,把害鼠密度控制在草地能承受的水準,讓草地自己恢復,不但不傷羊,也不傷草地。”
牧民大叔半信半疑地看著整個團隊忙前忙後,直到看到無人機拍回來的鼠洞、禿斑圖片,他的眉頭才舒展開,笑著點點頭説:“這樣好,這樣才是保護我們的草場啊!”
牧民的認可讓團隊深受鼓舞,大家第一次真正感受到,科研不是為了寫論文,而是為了讓牧民放心,讓草地健康,讓高原可持續發展。
“把論文寫在大地上,技術必須服務國家、服務牧民。”這是花立民教授對科研的樸素信念。多年來,在花立民教授的帶領下,團隊將實驗室搬到草原牧區,在甘肅、四川、青海等地累計示範推廣技術1252萬畝,替代化學鼠藥549噸,挽回經濟損失6.03億元。
在國家生態文明建設的指引下,團隊始終將科研實踐融入國家發展大局,以科技力量守護高原生態屏障。從獲批甘肅省草地嚙齒動物危害防控創新團隊,到建成“高寒草地鼠害防控工程技術研究中心”,再到入選國家林草局草地鼠害防控創新團隊,這支老中青結合、多學科交叉的隊伍,常年紮根青藏高原,用實際行動詮釋“甘農人”的使命與擔當。

團隊合影 供圖 甘肅農業大學
歷經十餘年攻堅,團隊推動防控技術從傳統人工調查邁向無人機巡航、遙感監測與智慧識別一體化,率先構建起高寒草地鼠害智慧化治理體系。這些突破不僅為草地生態保護注入了“數據+智慧”的新動能,更形成了生態治理的“甘農方案”,為我國高寒牧區生態安全與可持續發展提供了有力支撐。
如今,這支團隊依然堅守在高原牧區。他們以創新為筆,以草地為卷,持續繪製著守護“亞洲水塔”的科技圖景。他們的每一次飛行勘測、每一份分析數據,都是對“綠水青山就是金山銀山”理念的篤實踐行;他們的每一項技術突破、每一畝生態恢復的草場,都是在以最紮實的科研成果,服務國家生態安全戰略,詮釋中國式現代化進程中的科研擔當。
在這片離天最近的土地上,科技最終化為守護綠色的堅韌力量。而這一切力量的源頭,正是一代代甘農人將論文寫進高原蒼穹、把腳印刻在萬里草原的無聲誓言與躬身力行。(文 張馨正 陳曉萍)
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