摘要
内蒙古草原占全区总面积66.6%,占全国草原面积22%,是我国北疆主要生态屏障和重要的畜牧产业基地。蝗虫灾害是影响草原生态系统功能和畜牧业生产的重要因素之一。本研究以内蒙古草原蝗虫5个发生亚区14个旗县(市)的气象因素、草原群落盖度、地上现存量、蝗虫灾害发生面积比例、蝗虫严重灾害发生面积比例等数据信息为基础,采用典型相关分析方法,揭示蝗虫灾害发生特征及与环境因素的关系;基于入户调研和政府统计数据,分析牧户的防治意愿、政府部门的防治面积和防治投入,揭示蝗虫灾害的防治驱动因子和效果;在采用随机森林模型、突变级分析法分析草原蝗虫灾害的主要影响因素后,采用因子分析、构建判断矩阵和隶属函数建立草原蝗虫灾害等级划分方法并实证分析。主要结果如下: (1)内蒙古草原区草原蝗虫5个发生亚区优势种蝗虫主要为亚洲小车蝗、毛足棒脚蝗、宽须蚁蝗等10种,在不同的亚区表现出一定的替代分布特征;代表旗县(市)草原总面积与蝗虫危害草原面积、蝗虫严重危害草原面积都呈正相关,表明不同亚区和同一亚区不同代表旗县(市)存在影响蝗虫灾害发生的多种因素差异;2005年-2019年间蝗虫危害面积比例为1.4%~39.4%,严重危害面积比例为0.05%~22.1%,年际波动规律较一致且波动程度较低,但存在异常情况(如2009年);蝗虫灾害的发生在主要蝗虫种类、危害面积中严重危害面积比例、波动规律等方面具有一定的共同特征,但不同亚区和亚区内还存在较大的差异。 (2)内蒙古草原蝗虫5个发生亚区和各亚区的代表旗县(市)草原植被盖度和平均地上现存量存在一定差异。蝗虫灾害发生与植被群落具有显著正相关,但不同亚区中两组变量中承载信息量相对高的具体因素不同,即蝗虫发生亚区影响灾害的主要因素具有一定差异。蝗虫灾害的发生及灾后衍生问题相互影响增加灾害发生的可能性。 (3)考虑到蝗虫灾害虽然是影响草原畜牧业的主要灾害,但牧民的认知和行为与蝗虫灾害发生的后果有一定相关,本文入户调研牧民对蝗虫灾害发生的感知及适应策略。结果表明,牧户对虫害发生和灾害后果的认知度较高。牧户认为影响蝗虫灾害发生的自然因素为气温、降雨等,认为旱灾可引发虫灾;人为因素为过牧和过度采矿。牧户在长期畜牧业生产活动中不仅可以感知影响蝗虫灾害的因素,而且对灾害导致草原牧草产量降低的认识具有很强的防治意识,并对防治方法有相对科学的认识。内蒙古现行的蝗虫灾害四级测报体系和防治工作符合草原畜牧业生产者的基本要求。 (4)内蒙古草原5个蝗虫发生亚区蝗虫防治人力资源投入年际和区域差异较大。蝗虫防治出工人次、技术干部、村级植保人员投入年际和区域差异较大可能影响现行四级测报体系的建立和运行,对年际间稳定及区域间均衡有一定影响,进而影响内蒙古草原区蝗虫灾害的测报及防治的覆盖度。内蒙古草原区草原蝗虫发生各亚区蝗虫防治药物用量、飞机和车辆使用量、喷雾器用量年际与区域的差异较大;蝗虫防治投入量基本符合危害发生面积比例,并向生态脆弱区倾斜,具有一定的科学性。 (5)草原蝗虫灾害影响因素中农药用量、飞机车辆、出工人次等防治因素,盖度、现存量等群落特征对翌年草原蝗虫灾害影响较大;环境因子通过直接或间接影响10cm土层温度加大蝗虫灾害危害程度。研究区蝗虫灾害各影响因素间属于互补系统,防治投入和环境因素对蝗虫危害面积综合贡献程度基本相等,二级指标中工业投入和环境因子中的生物因素较大,各区之间二级指标的重要性排序一致,即研究区在15年间自然因素和人工防治的共同作用下使蝗虫灾害保持相对稳定、平衡状态。 (6)通过隶属函数法构建的灾害等级评价体系可以有效地反映代表旗县(市)蝗虫危害的程度,并量化分级,从而指导蝗虫灾害防治策略和资源优化分配。此外,通过主成分分析和层次分析法构建的判断矩阵和评价体系,进一步提高了蝗虫灾害等级划分的科学性和可操作性,为灾害管理提供了量化的标准和依据。14个旗县(市)15年的蝗虫危害等级中高于10%的代表旗县(市)有西乌珠穆沁旗、太仆寺旗、察右中旗、四子王旗,平均等级评价结果为10.36%、19.93%、15.00%、11.77%;其余10个旗县(市)等级评价结果均小于10%,介于2.09%至6.01%之间。蝗虫危害等级达到非常严重的仅有1个旗县(市)的1个年份,中等程度为2个旗县(市)的3个年份,即尽管不同区域有蝗虫危害等级较高年份,但整体蝗虫危害等级较低,蝗虫对于草原的危害在可控范围内。 该研究通过分析内蒙古草原蝗虫灾害与环境因素的关系,揭示了蝗虫灾害的主要影响因素和防治驱动因子,并提出了有效的灾害等级评价体系。研究发现,蝗虫灾害与植被盖度和气象因素密切相关,不同亚区的主要影响因素有所差异。牧户和政府部门在蝗虫灾害防治方面有较强的意识和措施,但防治资源的分配存在年际和区域差异,影响了防治效果的稳定性。研究采用多种分析方法,全面揭示了蝗虫灾害与环境因素的复杂关系,通过构建灾害等级评价体系,量化了蝗虫灾害的程度,提升了灾害管理的科学性和可操作性。该研究不仅丰富了草原生态系统与蝗虫灾害关系的理论基础,也为蝗虫灾害的预防和控制提供了科学依据,并为防治策略和资源优化分配提供了重要参考。通过量化防治效果和灾害影响,研究为政府部门制定精准的防治措施提供了数据支持,有助于提升防治资源的利用效率,确保防治措施的科学性和有效性,从而促进草原生态系统的可持续发展和畜牧业的稳定生产。