我國建成亞洲首個可監測高空害蟲的垂直昆蟲雷達

2025年03月27日20:10:22 科學 1900

新京報訊(記者周懷宗)記者從河南省農業科學院獲悉,我國目前已建成亞洲首個高分辨率旋轉極化垂直昆蟲雷達,該雷達可以長期自動監測高空遷飛的昆蟲數量、種類等,性能超過國際先進水平。近日,這一成果發表於《害蟲管理科學》(pest management science)上,論文介紹了亞洲首個高分辨率旋轉極化垂直昆蟲雷達的結構、性能、野外標定方法和部分觀測實例。

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亞洲首個高分辨率旋轉極化垂直昆蟲雷達。受訪者供圖

遷飛是昆蟲的生存策略,地球上每年有數以萬億計的昆蟲在南北往返遷飛,在我國大部分是農業害蟲。河南省農業科學院植物保護研究所研究員封洪強介紹,農業農村部公布的11種一類害蟲中,有8種是遷飛害蟲,其中6種是夜間高空風載遷飛害蟲。這些夜間高空風載遷飛害蟲“來無影去無蹤”,常常導致異地突然暴發,嚴重威脅糧食安全。

對夜間高空飛行昆蟲的持續監測,有助於理解它們的遷飛規律,從而制定更加有效的害蟲防控策略,昆蟲雷達無疑是監測這類害蟲的最佳工具。封洪強介紹,上世紀90年代,在英國和澳大利亞部署了自動運行的旋轉極化垂直昆蟲雷達,用於對高空飛行昆蟲進行長期監測。而我國自上世紀80年代開始研究昆蟲雷達以來,一直使用傳統的掃描昆蟲雷達。

近年來,隨着我國植保技術的發展,封洪強和他的團隊建成了亞洲首個高分辨率旋轉極化垂直昆蟲雷達。封洪強介紹,該雷達可對空中遷飛昆蟲進行長期自動監測,獲得高空昆蟲的質量、體型及振翅頻率等參數,還可以獲得飛行時間、飛行高度、飛行速度、飛行方向及爬升速度等參數,為亞洲地區長期自動監測高空遷飛昆蟲、闡明氣候變化對昆蟲遷飛的影響、更好地服務於害蟲監測預警等,提供了新的工具。

據介紹,該雷達最低監測高度為70米,與英國和澳大利亞昆蟲雷達的150米相比,盲區極大減少,提高了雷達對飛行高度較低的遷飛昆蟲的監測能力。

由於採用了高頻數據採集技術,該雷達的高度分辨率為1.875米,而傳統的垂直昆蟲雷達,高度分辨率為50-70米。高頻數據採集帶來了更高的提取和識別要求,封洪強介紹,“在過去,提取目標也是昆蟲雷達的關鍵技術之一,澳大利亞為解決該問題,提出了10步提取法,這個方法比較複雜。為此,我們在新的雷達技術中,提出了三步法,大大簡化了昆蟲目標的提取過程,可以快速識別昆蟲種類、數量等。”

該研究得到國家自然科學基金、中原科技創新領軍人才項目、河南省農業科學院創新團隊項目等資助。

編輯 張樹婧

校對 張彥君

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