精准捕捉1毫克的害虫,“昆虫雷达”如何做到“火眼金睛”?
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2026-08-03 18:33:54
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当下,各地正值多雨的主汛期,又是全年最热的三伏天。数以亿计的迁飞性害虫正由南向北移动,浙江地处我国南北稻区交汇地带,也是长江流域乃至华东地区害虫预警的关键节点。这个主汛期,当地依托高精度昆虫雷达和智能监测预警平台,对迁飞性害虫做到了精准监测、智能预警、高效防控,农业植保也更智慧。

总台央视记者 刘璐璐:我现在手里拿的是由两根钓鱼线固定的稻飞虱,它非常小,体重大概只有1毫克,我们要在这里做一个试验,由我们的试验团队把稻飞虱用无人机吊到300多米外地方,看我们的昆虫雷达能不能发现它的踪迹。

无人机飞到距离雷达300米之外,不久后,在监测室的屏幕上,我们看到了稻飞虱的信息。

湘湖实验室重大迁飞性害虫监测预警团队副研究员 刘大众:稻飞虱一直处于雷达的探测范围内,就形成了连续性的雷达观测点,每一个点雷达都可以对它进行参数的反演,包括它的体长、体宽、体重。

稻飞虱、稻纵卷叶螟等这些迁飞昆虫,体重最低仅1毫克,却能乘着季风一夜飞行上百公里,跨区域、跨境迁飞。我国《一类农作物病虫害名录》共计囊括11种(类)害虫,其中有8种(类)都具备远距离迁飞的能力。

浙江省杭州市萧山区农业和林业技术推广中心研究员 王国荣:稻飞虱一旦进入到稻田之后,它在水稻的基部,吸食汁液,如果量大的话,水稻的营养马上就被稻飞虱吸完,最后水稻就会枯死,就没有产量了。

萧山种粮大户 丁钱华:我大概经营了5000亩左右的水稻田,每年粗略计算有5%~7%因为迁飞性害虫造成损失。现在雷达站点放在我的基地,对我有直接帮助,因为团队会把雷达探测到的一些数据及时告诉我,我就可以根据雷达的数据,及时地进行病虫害的防治。

浙江湘湖实验室在萧山、东阳、象山、龙游、莲都布设了5个高分辨昆虫雷达监测站。这些雷达能精准捕捉两公里空域内的迁飞虫群,配合智能高空诱虫灯和地面智能监测点,形成“天空地”一体化的立体感知网络。数据实时汇入“浙江省重大迁飞性害虫监测预警平台”,经过AI模型分析,几分钟内就能生成迁飞轨迹和风险预警。

湘湖实验室重大迁飞性害虫监测预警团队副研究员 刘大众:目前我们能够做到,在害虫降落之前,就对它进行发现,同时我们的预警系统能够预测它的降落区。

湘湖实验室生物互作研究院执行院长 吕要斌:之前的雷达,重点是观察昆虫的群体,而我们现在雷达可以观察昆虫的个体,我们可以精确到个体的大小,体重、体宽、翅膀的振动频率,这都是用来区分不同昆虫的典型的生物学参数。

浙江省重大迁飞性害虫监测预警平台自2025年4月试运行以来,已成功精准预警多次稻飞虱暴发事件,成为全国首个省级规模化昆虫雷达示范工程。截至目前,平台数据库已收录119种昆虫的精细特征,针对浙江建立的识别模型,能准确辨别其中54种主要害虫,平均准确率超80%。

昆虫雷达如何做到“火眼金睛”?

用肉眼都很难看清楚的稻飞虱,在几百米外,我国自主研制的高精度雷达可以捕捉到它的踪迹,这也是全世界第一次有人为探测农业害虫而专门定制雷达。这是如何做到的呢?

2014年,中国农业科学院与北京理工大学联手,共同为夯实大国粮基打造“神器”——国产高精度昆虫雷达。锻造一台真正的昆虫雷达,最核心的挑战就是“无上限地提高探测精度”。

北京理工大学教授 胡程:在广阔的天空里面,你要找1毫米量级的稻飞虱确实很难,就跟大海捞针一样。我们的雷达核心的一个创新点就是我们能同时发射多个不同波长的信号,每一个波长相当于一个不同精度的尺子,发射多个不同尺度的信号,相当于用多个不同精度的尺子去量虫子,所以就能既能测很大的虫子,又能测稻飞虱这样非常小的虫子。

找到目标之后,还需通过分析雷达回波,解析出目标的体长、体宽、体重、振翅频率等关键生物学参数,进而完成昆虫种类的识别与确认。

北京理工大学教授 胡程:我们知道,虫子在飞的时候会拍翅膀,它会对电磁波产生很微弱的调制,叫微多普勒,就像我们人在呼吸的时候胸腔会起伏一样,所以通过这种方式就可以把虫子的振翅频率给提取出来。

从2018年下线的第一台样机,到如今浙江的几台“顶配”雷达,昆虫雷达已在实验室和试验场经历了数轮完善和迭代。

北京理工大学教授 胡程:现在雷达精度已经很高,能把参数都给测出来。但测出来之后,确定它到底是什么虫子的准确度,需要再通过长时间的积累去提高识别率,这是我们未来的目标和方向。

全球规模最大的迁飞性害虫雷达监测网建成

根据全国农业技术推广服务中心统计,2021年至2024年,8种类具备远距离迁飞能力的一类害虫,年均到访的粮田达12.5亿亩次,占全国三大主粮作物病虫害总发生面积的四成。因此,精准监测、智能预警、高效防控迁飞性害虫,是保障粮食安全的重中之重。目前,全球规模最大的迁飞性害虫雷达监测网已建成,65部昆虫雷达接入全国昆虫雷达监测预警平台稳定运行。

中国工程院院士 吴孔明:迁飞昆虫一只成虫,它的后代大概就是500头左右,多的能超过1000头,这只成虫繁殖的后代就影响1亩的粮食生产,减产大概可以到1/3甚至更高,所以其实每年我们都是在“虫口夺粮”。

现在,昆虫雷达成为全天候探测高空迁飞虫群、实现“未落地先预警”的尖端技术,可实时监测种类、种群数量、飞行速度与方向,回答“虫从哪来、有多少、要去哪”的核心问题。

除此之外,还可以实现预警时效跃升,将预警窗口从“见虫再防”提前至过境即预警,预警时限提前24~72小时,为联防联控争取黄金窗口期。

截至目前,全国已有65部昆虫雷达接入全国昆虫雷达监测预警平台稳定运行,预计2026年底扩展至70部,是全球规模最大的迁飞害虫雷达监测网络。覆盖三大核心迁飞通道,包含西南—华南跨境通道(云南、广东、广西、海南,防控东南亚入侵虫源),长江流域—黄淮华北通道(覆盖水稻、小麦、玉米主产区等)以及华北—东北通道(覆盖小麦、玉米、大豆主产区)。

中国工程院院士 吴孔明:我们也考虑迁飞性害虫的源头是在东南亚国家,也希望能够覆盖东南亚主要迁飞害虫的发生区。在今年1月份,已经有一部昆虫雷达在老挝的万象装上去了,这样可能就会形成中国跟东南亚国家迁飞性害虫联防联控的大的工程。

据介绍,预计到2030年,全国昆虫雷达总规模将突破150部,实现主要迁飞通道全覆盖、核心农区无监测盲区,建成全球最完善的迁飞性害虫雷达监测网络,配套已有的1030个全国农作物病虫害监测区域站,形成“雷达高空监测+成虫空中阻截+地面精准诱杀”的三级立体监测防控网络。

来源:央视新闻客户端

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