本发明涉及高原鼠兔生态控制领域，具体地说是一种基于无人机干扰的高原鼠兔生态控制方法。
背景技术：
草原是我国畜牧业发展的重要基地和重要的生态屏障。对维护生态平衡、稳定边疆和保持经济社会持续性发展与提升我国在国际上的地位具有重要的现实意义。我国各类天然草原总面积约4×108hm²，占我国国土面积的41.7%，是我国面积最大的陆地主体生态系统。草原资源不仅直接或间接的为人类生存与发展提供必要的生产和生活资料，而且在保持水土、净化空气、保护生物多样性等方面具有生态服务功能，尤其是在防止土地的风蚀沙化、盐渍化、旱化和水土流失等方面起到了不可替代的作用。而近来，由于鼠害频发，导致了草原沙化及植被退化，致使草原生产力明显下降，水土流失加剧，草原生态平衡面临着前所未有的压力。如何解决日益尖锐的草畜矛盾，保护生态环境，直接关系到草原的可持续发展和牧区的社会经济发展。
高原鼠兔（ochotonacurzoniae）是一种小型、非冬眠、食草兔形目动物，广泛分布于海拔3200-5300m高寒草甸草原。平均体长16.5cm（12.4-21.3cm），平均体重152.7g。研究证明，高原鼠兔特别适合生存于高寒、缺氧的环境，其生活方式为穴居，啃食牧草，挖洞推土，破坏生草层，且繁殖能力强。其繁殖期从四月持续到八月，在此期间，雌鼠可繁殖２-５胎（每胎２-７只），每隔三周便可繁殖一胎。近年来，随着草地植被退化，高原鼠兔种群密度上升，打破了原有处于动态的草“鼠”平衡，造成草原鼠害加剧，导致草地生产力下降，生物多样性丧失和水土流失。在青海高寒草甸退化草地,高原鼠兔的栖居密度可达360只/hm²(洞口密度为2715只/hm²)。在种群中等密度情况下,高原鼠兔的能量摄入占高寒草甸地上部分生产量的8.17%，约为家畜可利用资源的10%。在高原鼠兔严重危害区，大量鼠类的挖掘改变了草地土壤的表层结构，深层钙积土被抛到地面。这些浮土不仅不利于植物生长，而且极易被风吹起或被雨水冲散，加剧了沙化进程。鼠类挖掘形成的“土丘”在风蚀、径流的作用下不但使当地草原大片裸露，而且也是沙尘暴的重要尘源。草地鼠害已严重威胁我国农牧业可持续发展、草地生物多样性保护和草地生态环境建设以及人们身体健康。控制害鼠种群数量，已作为公共卫生问题而受到高度重视，因此，探索一种高效、无害的控制手段己成为世界性的课题。
现有技术存在的问题：当前，高原鼠兔防治主要采用c型肉毒素防治，这是一种生物毒素；其使用缺点如下：
1．c型肉毒素使用要求气温在5℃以下，受制此条件限制，用c型肉毒素毒杀高原鼠兔一般在冬春季进行，不能全年使用，因此高原鼠兔控制时间短。
2．c型肉毒素既然是生物毒素，就有可能对其它动物造成伤害。尽管生产厂家做过安全评估试验，但是在实际使用中，草原小型鸟类常常有中毒现象。此外，猛禽采食毒死的高原鼠兔也会造成二次中毒。这种生物毒素受到国际上的反对。
3．c型肉毒素要用饵料拌种使用，投放时将有毒饵料投放在高原鼠兔的洞外草地上。饵料一般是青稞、小麦等高原鼠兔喜食的种子。但是，由于是在冬春季使用，正是牧草匮乏的季节，牛羊有时会误食伴有c型肉毒素的种子，导致中毒。这种事件在牧区常有报道。
4．c型肉毒素的使用破坏食物链，由于鹰、隼、黄鼬、狐狸等天地采食毒死的高原鼠兔，导致天地死亡，影响到生物多样性。
5．c型肉毒素控制成本高，目前1吨c型肉毒素1万元，加之饵料，每亩控制成本大约40-80元。
6、人力成本高，c型肉毒素防治高原鼠兔主要雇民工投放伴有c型肉毒素的饵料，在高海拔地区（高原鼠兔生活在3200米以上的地区），每人每天只能灭100亩。相对大范围的高原鼠兔危害，每年控制范围有限。
7、除了c型肉毒素等生物毒素外，建立鹰架、驯养藏狐等生态防治手段也被广泛应用。而这些防治手段成本较高。以建立鹰架为例，一个鹰架的成本在1000~1500元左右，在高原鼠兔种群密度较高的地区，这种方法就显得势单力薄。并且天敌引入种类和数量难以预先准确判定，可能导致生物入侵（包括植物），进一步影响整个系统的稳定。
为此，本发明申请旨在提供一种基于无人机干扰的高原鼠兔生态控制方法，通过无人机模拟天敌飞行以及声波发生装置模拟天敌叫声对高原鼠兔进行低空高频的干扰，达到高原鼠兔生态控制的目的。
技术实现要素：
鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种基于无人机干扰的高原鼠兔生态控制方法，利用混合动力无人机低空飞行器作为遥控平台，集声波干扰装置于一体，通过仿生学和声学技术，从而对高原鼠兔的生长和繁殖产生影响，为高原鼠兔的非药物防控提供一种方便、高效的方法。
为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种基于无人机干扰的高原鼠兔生态控制最佳参数的筛选方法，主要包括如下步骤：
1、无人机机型的选择
不同类别的无人机，其工作用途，活动半径以及飞行高度等方面都有显著不同。本研究所在的甘南高寒草甸区，具有高海拔、温差大以及天气多变等特点。因此，本研究以旋翼、固定翼、电动力和油动力等为动力源综合利用，其中旋翼无人机最长安全飞行时间为18分钟，平均时速为16m/s，最大时速35m/s，干扰半径为5m。固定翼无人机最长安全飞行时间为17分钟，平均时速为30m/s，最大时速70m/s，干扰半径为8m。为保障飞行安全，实际飞行时间应控制在12分钟内。
2、试验样地的选取
微型无人机电池动力的性能是设置取样大小的重要限制因素。根据微型无人机的续航时间和飞行轨迹，测试单电池动力下微型无人机进行高原鼠兔干扰可达到的最大取样范围。在无人机安全飞行时间内可达到的最大取样范围为14.4公顷，满足实验中选取的1公顷（50m×200m），且能实现样地连续、快速的干扰。
根据《高原鼠兔危害评价标准》（地方标准），选取三个地区高原鼠兔鼠丘密度不一致的草地进行高原鼠兔危害等级调查，当调查样地每公顷大于150个有效鼠洞口，即可作为干扰样地；为了便于无人机干扰，试验样地设置为50×200的带状区域。
优选地，当调查的高原鼠兔每公顷大于150个有效鼠洞口，即可作为干扰样地。
3、无人机干扰高度的确定
干扰高度的确定，是无人机干扰的前提。为比较不同高度下无人机的干扰效果，在研究区内取一个50×200的带状区域作为测试样地，干扰高度从50m到5m每隔5m进行干扰一次，以目视观察法测试样地内高原鼠兔对不同高度干扰的响应。以样地内高原鼠兔干扰后进洞数量和地面活动的总数量的比值作为干扰系数来判定最佳干扰高度。
4、无人机干扰时间的确定
高原鼠兔的活动节律关系到其采食、交配等行为。调查高原鼠兔的日节律和季节节律，可以为无人机选择适宜的干扰时间段提供依据。
在所选样地内选择高原鼠兔活动的鼠洞旁布设12台红外摄像机（ltlacorn5210），对实验样地内的高原鼠兔进行12个月的连续监测。首先在实验样区的地图上划分出网格，然后在每个网格中心预设潜在相机布设位点，相邻相机间距最小为20m。因此，本研究相机布设密度为每1台/0.16hm²，总面积覆盖约2hm²。相机主要布设在高原鼠兔活动较频繁的地方，比如跑道附近等。相机捆绑在合适的木桩上，高度约0.5m，参数设置为拍摄模式(照片)、连拍(3张)、时间间隔(1s)、灵敏度(中)等。记录高原鼠兔每天不同时段的出洞情况，每个月连续监测3天，每天持续24小时。
优选地，每年的干扰时间应选择在当年3月底到4月初和10月中下旬，干扰频率为10-15天/月；每天的干扰时间分别在早晨8:30-11:00和下午14:30-17:30这两个高原鼠兔活动高峰期，干扰频率为4-6小时/日。
5、声波装置干扰频率的选择
听阈研究可以为选择适宜的干扰声源提供基础数据。在所选研究样地布设绳套捕捉高原鼠兔，并挑选耳廓反应灵敏的健康成体（共12只，雌雄各半）。麻醉采用戊巴比妥钠腹腔注射，剂量为4～6mg/100gbw。或用20%氨基甲酸乙酯腹腔注射，剂量为0.5ml/100gbw。纪录电极位于颅顶，参考电极位于声场侧耳廓，接地电极位于对侧耳廓。采用耳机声场刺激，在实验动物麻醉状态进行。听性脑干反应记录首先进行click短声刺激检测其听觉是否正常及总体听觉能力，获得正常的abr波形，听觉正常则进行单音频率刺激实验，单音梯度设定依次为0.5khz、1khz、2khz、4khz、8khz、12khz、16khz、24khz、32khz。每个单音频率起始声压水平为80db，实验过程中每5db依次递减，直到在该频率声波刺激下不能得到相关波形，所记录的脑干听觉诱发电位为平均叠加结果。通过对高原鼠兔耳蜗结构特征以及其听力范围研究，确定其听力范围，选择合适的干扰频率。
优选地，通过对高原鼠兔听力的研究，选择20khz~155khz频段的声源，利用cf固频和vf变频综合干扰，其频率间歇性变化从而避免高原鼠兔产生适应性或应激疲惫现象。
6、干扰效果评价
（1）高原鼠兔个体应激激素的测定变化
在干扰样地采集高原鼠兔洞口新鲜粪便，根据粪便形态、色泽等判断类便的新鲜程度，将釆集的新鲜粪便置于5ml玻璃管中并标记。后置于冰盒中，在一次采样结束后将样品置于冰箱内-20℃保存。
粪便类固醇激素的提取方法在王毅花的提取方法的基础上略作改动。将采集后冷冻保存的待测粪样从冰柜中取出后室温解冻。取20~30颗粪球于研磨钵中，剔除采样时混入的雪块、砂烁、植物残片等杂质，充分研磨粉碎并混合均匀。用电子天秤称取0.3g湿粪于10ml离心管中，加入5ml浓度为80%的乙醇溶液；在祸旋震荡仪上充分震荡1min，置于60℃的恒温水浴锅中温育20min之后在离心机中1500rmp离心10min，取上清液于坩埚中；在离心管沉淀物中再加入5ml同浓度的乙醇，祸旋震荡仪震荡1min后，常温1500rmp离心10min后提取上清液；合并两次上清液，水浴蒸干；待蒸干后加入1ml甲醇摇勾，分装置于-20℃以下保存待测。
采用酶联免疫检测法（elisa）测定上述各待测样品。测量前将睾酮、孕酮、皮质醇、皮质酮、甲状腺素、瘦素待测样品用ph=7.4，0.02m的磷酸缓冲液稀释10倍，然后使用北京北方生物技术研究所生产的96孔酶联免疫诊断试剂盒对睾酮、孕酮、皮质醇、皮质酮、甲状腺素、瘦素进行测量。所使用的酶联免疫试剂盒为美国calbioreagent公司生产的定量试剂盒。
（2）高原鼠兔活动频率变化观察
本项研究在高原鼠兔活动的高峰期8:00-11:30和15:00-18:30时，采用目标动物抽样法(focal-animalsampling)观察动物的行为。在样地内随机选取1个目标动物，记录该动物的耳标颜色、性别及成幼，用望远镜(8×40)在30m外观察目标动物的行为过程，记录各种行为发生的频次和持续的时间。每个动物的持续观察时间为15min。
优选地，干扰效果的调查选择在干扰后次年3月中旬。
一种基于无人机干扰的高原鼠兔生态控制方法，经上述实验方法最终确定无人机干扰高原鼠兔生态控制方法中最佳机型为旋翼无人机，最佳飞行高度为7~10m，声源频率为20~155khz，最佳干扰时间为每年的3月底到4月初和10月中下旬这两个繁殖高峰期，干扰频率为10-15天/月；每天的干扰时间分别在早晨8:30-11:00和下午14:30-17:30这两个高原鼠兔活动高峰期，干扰频率为4-6小时/日。即采用旋翼无人机，飞行高度为7~10m，声源频率为20~155khz，每年的3月底到4月初和10月中下旬进行干扰，干扰频率为10-15天/月，干扰频率为4-6小时/日，每天的干扰时间分别在8:30-11:00和14:30-17:30取得最佳高原鼠兔的生态控制。
最终在上述实验条件干扰下，实验组和对照组的睾酮含量分别上升28.05%和31.03%，孕酮含量分别上升33.42%和36.17%；实验组和对照组的皮质醇含量分别上升112.52%和38.54%，皮质酮含量分别上升68.50%和60.88%；实验组和对照组的甲状腺激素含量呈现先升高后降低的趋势；无人机干扰后，高原鼠兔的总采食时间与对照组相比下降了33.36%，洞内总时间增多了16.37%；干扰后，虽然高原鼠兔采食频次和进出洞频次都增多，但总采食时间明显下降。
有益效果：
本发明所用的无人机操作简单，控制面积大（1000多亩/架），可以节省大量的人力物力；同时，其自动化程度较高，且不受地形限制，飞行速度快（20-40m/s），工作效率高；该无人机搭载的声波设备干扰范围大，效果更强，声波设备配有遥控发生器，可实现定时定点干扰；本发明不需要生物毒素，有利于环境保护和生物多样性保护。
附图说明
图1是本发明的无人机干扰流程示意图。
图2是本发明的无人机飞行路线图。
图3是无人机干扰后高原鼠兔睾酮的变化。
图4是无人机干扰后高原鼠兔孕酮的变化。
图5是无人机干扰后高原鼠兔皮质醇的变化。
图6是无人机干扰后高原鼠兔皮质酮的变化。
图7是无人机干扰后高原鼠兔甲状腺激素的变化。
图8是无人机干扰后高原鼠兔总采食时间的变化。
图9是无人机干扰后高原鼠兔洞内总时间的变化。
图10是无人机干扰后高原鼠兔观望和警戒总时间的变化。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明的技术方案，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了关系不大的其他细节。
实施例1
本实施例提供了一种基于无人机干扰的高原鼠兔生态控制方法，如附图1所示，包括如下步骤：
1、无人机机型的选择
本研究所在的甘南高寒草甸区，具有高海拔、温差大以及天气多变等特点。因此，本研究干扰用的微型无人机为固定翼混合动力无人机，其最长安全飞行时间为17分钟，平均时速为30m/s，最大时速70m/s，干扰半径为5m。
2、试验样地的选取
本试验选择甘肃省甘南藏族自治州玛曲县河曲马场二队的高寒草甸作为试验区(n33°50'23″，e102°08'48″，海拔3434m)。试验区面积2公顷，该实验区地势平坦、无高大乔木，植被分布较为均一。
根据《高原鼠兔危害评价标准》（db62/t2626-2015），于2017年3月份选取玛曲县三个地区高原鼠兔密度不一致的草地进行高原鼠兔危害等级调查；采用堵洞开洞法开展高原鼠兔危害区有效种群密度调查，确认可以达到防控标准后（每公顷大于150个有效鼠洞口），选定作业区域，为后期灭效检查收集前期基线数据；
3、无人机干扰高度的确定
为比较不同高度下无人机的干扰效果，于2017年4月份在研究区内取一个50×200的带状区域作为测试样地，干扰高度从50m到5m每隔5m进行干扰一次，以目视观察法测试样地内高原鼠兔对不同高度干扰的响应。以样地内高原鼠兔干扰后进洞数量和地面活动的总数量的比值作为干扰系数来判定最佳干扰高度。
经实验发现，飞行高度和干扰系数呈显著的负相关关系，可见飞行高度越高，对高原鼠兔的干扰效果越差。虽然高度为5m时干扰效果最佳，但是由于受到地形因素以及无人机操作水平的限制，该高度下不利于无人机的正常飞行。综上所述，无人机最佳干扰高度为10m。
4、无人机干扰时间的确定
根据高原鼠兔生长和繁殖的时间规律，分别在每年的3月底到4月初和10月中下旬这两个繁殖高峰期，干扰频率为10-15天/月；每天的干扰时间分别在早晨8:30-11:00和下午14:30-17:30这两个高原鼠兔活动高峰期，干扰频率为4-6小时/日。
在干扰飞行中发现，光照和风力对高原鼠兔的活动有显著的影响，即高原鼠兔更偏向于无风光照充足的洞外环境。并且风力过大，会直接影响飞行器的飞行姿态，无法有效的对高原鼠兔进行干扰。结合以上两点，晴朗无风（或微风）是高原鼠兔干扰的最佳天气条件。
5、声波装置干扰频率的选择
通过对高原鼠兔耳蜗结构特征以及其听力范围研究，确定其听力范围为5-16khz，有效声强为50-80db。
于2017年3月28日，在作业区域设置一块50×200的带状样地，对照组也设置同样大小的样地。采用小型无人机搭载声波装置，选择20khz~155khz频段的声源，利用cf固频和vf变频综合干扰，其频率间歇性变化从而避免高原鼠兔产生适应性或应激疲惫现象；分别在每天早晨8:30-11:00和下午14:30-17:30这两个高原鼠兔活动高峰期，高度7-10米低空飞行4-6小时／日，持续干扰8-10天。
6、干扰后效果评价
（1）高原鼠兔个体应激激素的变化
无人机干扰下，实验组和对照组的睾酮含量分别上升28.05%和31.03%，孕酮含量分别上升33.42%和36.17%（图3，图4），这是由于此时高原鼠兔正处于繁殖准备阶段；而实验组睾酮和孕酮的增长率低于对照组，说明无人机干扰在一定程度上会减缓其进入繁殖的时期。
无人机干扰下，实验组和对照组的皮质醇含量分别上升112.52%和38.54%，皮质酮含量分别上升68.50%和60.88%（图5，图6），这是由于无人机干扰后，会引起高原鼠兔的应激反应，使其分泌大量的皮质激素；而实验组皮质醇和皮质酮的增长率高于对照组，说明无人机干扰可以使高原鼠兔不断分泌皮质激素，使其处于紧张的状态，进而影响其采食。
无人机干扰下，实验组和对照组的甲状腺激素含量呈现先升高后降低的趋势（图7），且实验组甲状腺激素的含量比对照组降低速率更快。这说明无人机干扰后，使得高原鼠兔控制产热的甲状腺激素分泌减少，进而影响其生长发育。
综上所述，从激素变化情况来看，无人机干扰下，一定程度上影响高原鼠兔皮质激素和性激素的分泌，进而影响其生长发育。
（2）高原鼠兔活动频率的变化
无人机干扰后，高原鼠兔的总采食时间与对照组相比下降了33.36%，洞内总时间增多了16.37%；干扰后，虽然高原鼠兔采食频次和进出洞频次都增多，但总采食时间明显下降（图8，图9，图10）。
综上所述，最终确定无人机干扰高原鼠兔生态控制方法中最佳机型为旋翼无人机，最佳飞行高度为7~10m，声源频率为20~155khz，最佳干扰时间为每年的3月底到4月初和10月中下旬这两个繁殖高峰期，干扰频率为10-15天/月；每天的干扰时间分别在早晨8:30-11:00和下午14:30-17:30这两个高原鼠兔活动高峰期，干扰频率为4-6小时/日。即采用旋翼无人机，飞行高度为7~10m，声源频率为20~155khz，每年的3月底到4月初和10月中下旬进行干扰，干扰频率为10-15天/月，干扰频率为4-6小时/日，每天的干扰时间分别在8:30-11:00和14:30-17:30取得最佳高原鼠兔的生态控制。
本发明实施例提供了一种无人机干扰高原鼠兔的方法，采用混合动力无人机低空飞行器作为遥控平台，集声波干扰装置于一体，利用仿生学和声学技术，通过无人机模拟天敌飞行以及声波发生装置模拟天敌叫声对高原鼠兔进行低空高频的干扰，从而对高原鼠兔的生长和繁殖产生影响，为高原鼠兔的非药物防控提供一种方法。总之，本发明提供了一种基于无人机干扰的高原鼠兔生态控制方法，其利用混合动力无人机低空飞行器作为遥控平台，集声波干扰装置于一体，通过仿生学和声学技术，从而对高原鼠兔的生长和繁殖产生影响，为高原鼠兔的非药物防控提供一种方便、高效的方法。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。