这支以(yi)电子信息工程专业先生为焦点的(de)团队，历经多年攻关(guan)，成功将微(wei)波雷达探测技术应用于(yu)迁飞害(hai)虫(chong)监测防治，实现了从理论研究(jiu)、技术研发到田间有用设备(bei)的(de)跨越，用实时精准的(de)虫(chong)情预(yu)告，为农业生产筑起一道坚固(gu)的(de)“空中防线(xian)”。

雷达破局

迁飞害(hai)虫(chong)轨迹(ji)“显形”

提(ti)起害(hai)虫(chong)，人们多会想到田间啃食作(zuo)物的(de)虫(chong)子，而迁飞性害(hai)虫(chong)的(de)威(wei)胁远超田间常见的(de)虫(chong)害(hai)：它们借季风(feng)、气流完(wan)成数百至上千公里跨区域迁飞，成虫(chong)虽没有直接啃食作(zuo)物，却单只可产卵数百至数千粒(li)，孵化后的(de)幼虫(chong)大量取食农作(zuo)物，往往造成严(yan)峻减产。2018年，草地贪夜蛾(e)（迁飞害(hai)虫(chong)的(de)一种）入(ru)侵我国(guo)后，2019年便波及22个省份，风(feng)险面积(ji)超200万亩。另据农业乡村(cun)部天下(xia)农业技术推广服务中心数据表现：2023年更(geng)新并公布的(de)最新一版《一类农作(zuo)物病(bing)虫(chong)害(hai)名录》共计(ji)囊括10种（类）害(hai)虫(chong)，其中有7种（类）都具(ju)备(bei)远距离迁飞的(de)能力，2021至2024年间年均风(feng)险粮(liang)田12.5亿亩次，潜正在粮(liang)食丧失达2943万吨。

“许多时间，都是农作(zuo)物已经受损后，才采取响应措施。”北京理工大学博士生李佳祎道出了过去迁飞害(hai)虫(chong)监测的(de)困(kun)境——长期处于(yu)“主动响应”状态：空中靠遥感监测植(zhi)被受损情况，空中靠诱虫(chong)灯、虫(chong)网捕捉成虫(chong)推断虫(chong)情，这种方式(shi)没有仅增加农户种植(zhi)成本，还易造成土壤、水体污染。

而雷达技术的(de)优(you)势恰好能弥补这一短板：既能全天候没有间断观测（即便夜间也能通过电磁波探测），又(you)能远距离、大范围(wei)实时捕捉高空虫(chong)群动态。为此，北京理工大学一支以(yi)青年师生为焦点的(de)团队，开启了用雷达技术“虫(chong)口夺(duo)粮(liang)”的(de)科研攻关(guan)之(zhi)路。

现实上，早正在上世纪七八十年代(dai)，跟踪雷达的(de)概念就已出现，但其时应用于(yu)农业的(de)雷达，只能粗(cu)略监测到虫(chong)群的(de)存正在，无法解析虫(chong)豸种类、推断迁飞规模与迁飞态势，甚至难以(yi)有效探测虫(chong)豸这类微(wei)小目标，应用十分有限。

怎样将先辈雷达技术与前沿算法深度融(rong)合，应用到农业迁飞害(hai)虫(chong)监测与防控领域？带着这样的(de)思考，2018年，依托国(guo)家自然迷信基金(jin)庞大科研仪器研制项目的(de)支持(chi)，北京理工大学相关(guan)导师团队组(zu)建了一支以(yi)青年先生为骨干(gan)的(de)科研团队。

其时还是本科生的(de)李佳祎，受其本科班主任(ren)、也是往常的(de)博士生导师胡程邀(yao)请到场了团队。他们致力于(yu)突破传统雷达的(de)探测极限，让空中迁飞的(de)微(wei)小害(hai)虫(chong)清晰“显形”，用科技力量守(shou)护国(guo)家粮(liang)食平安。

薪火相传

精筑雷达识虫(chong)“基石”

想要(yao)让雷达通过算法“读懂”虫(chong)子，精准完(wan)善的(de)迁飞害(hai)虫(chong)数据库至关(guan)重(zhong)要(yao)，这也是团队组(zu)建初(chu)期面临的(de)第一个难题。

“虫(chong)豸种类繁多，没有同个体间的(de)形态相似度也很高。要(yao)实现技术的(de)现实落地应用，就需(xu)要(yao)精准识别出详(xiang)细的(de)虫(chong)豸种类。”李佳祎告诉北青报记者，雷达捕捉到目标信号后，需(xu)通过分析雷达回波，解析出目标的(de)体长、体宽、体重(zhong)、振翅频率等枢纽生物学参数，进(jin)而完(wan)成虫(chong)豸种类的(de)识别与确认(ren)。

与当地害(hai)虫(chong)没有同，多数迁飞害(hai)虫(chong)难以(yi)正在实验室(shi)内子工规模化饲养(yang)，是以(yi)团队的(de)各类实验样本，大多需(xu)要(yao)先生们亲身(shen)深切田野采集获(huo)取。而雄厚迁飞害(hai)虫(chong)数据库这项基础性工作(zuo)，从项目启动至今，一直正在连续推进(jin)、从未停歇。

电子与通信工程专业研究(jiu)生一年级的(de)严(yan)钢仍记得，2019年炎天，他和团队携带雷达设备(bei)前去云南深山开展外场试验，一待就是8个月。实验点地处阔别市区的(de)山坳，从市区出发，先经柏油路再转土路，全程要(yao)平稳(wen)四个多小时能力到达。其时，团队租住正在山边一处简易农房。衡宇条件简陋，白天被烈日暴晒后屋内炽热难耐，到了晚(wan)上，更(geng)难以(yi)拦截山间的(de)潮气与蚊虫(chong)侵扰。

实验时间紧、任(ren)务重(zhong)，团队分成两组(zu)，轮班没有间断开展作(zuo)业。“迁飞害(hai)虫(chong)多正在夜间流动迁飞，是以(yi)一到晚(wan)上，我们就开展诱虫(chong)采集工作(zuo)。”严(yan)钢回想，山区夜间闷高潮湿(shi)，大家身(shen)上的(de)防静电实验服很快就被汗水浸透，紧紧贴(tie)正在皮肤上。即便涂抹驱蚊液(ye)、点上多盘蚊香，也难以(yi)招架蚊虫(chong)叮咬，胳(ge)膊和腿上常常布满红肿的(de)包。他们利用诱虫(chong)灯一整晚(wan)采集虫(chong)样，虫(chong)子会被专门(men)的(de)网络(luo)兜接住，第二天再由队员们逐头分拣、计(ji)数、鉴定，为后续实验提(ti)供完(wan)整、完(wan)好的(de)样本。

捕捉到样本后，更(geng)为枢纽的(de)是对虫(chong)豸特征进(jin)行精准测量。没有同虫(chong)豸的(de)振翅频率、遨游飞翔姿态差异显著，即使(shi)是同一物种，没有同个体的(de)体长、体重(zhong)等参数也各没有相反，这些数据都需(xu)要(yao)逐一正确记录。为获(huo)取贴(tie)近实在迁飞状态的(de)探测数据，团队创新提(ti)出并采用“双无人机吊飞”实验方法：队员将活体虫(chong)豸轻柔(rou)流动正在特制细线(xian)上，由两架无人机协同悬吊，将其升至典(dian)范迁飞高度，再通过空中雷达开展精准观测。受实验条件限制，有时一整天仅能完(wan)成三到四只虫(chong)豸的(de)有效数据采集。

另一边，“探虫(chong)雷达”的(de)参数调试与算法优(you)化工作(zuo)同样繁重(zhong)。队员们天天将柴油发电机、雷达样机等设备(bei)装(zhuang)载正在车(che)上，往返于(yu)山间开展测试。云南夏季阵(zhen)雨频发、天色多变，给田野作(zuo)业带来没有小挑战。雷达天线(xian)罩重(zhong)达数十斤，平常需(xu)要(yao)两三人协同搬运，而山区降雨来得突然、雨势急(ji)促，往往来没有及守(shou)候支援。一次吊飞实验中，突遇强降雨，为保护雷达分机等精密仪器没有受雨水损坏(huai)，严(yan)钢将设备(bei)紧紧抱正在怀中，蜷缩正在雷达旁，用后背为设备(bei)遮挡风(feng)雨。

一批又(you)一批团队成员轮换驻守(shou)正在云南、山东等主要(yao)迁飞虫(chong)源地，历经长期田野实验与数据积(ji)累，终(zhong)于(yu)逐步建成包含20多种国(guo)内主要(yao)迁飞害(hai)虫(chong)的(de)特征数据库。更(geng)具(ju)价值的(de)是，这一数据库至今仍正在连续完(wan)善：从2019年仅收录云南地区少数几种害(hai)虫(chong)，到往常已笼盖天下(xia)主要(yao)迁飞害(hai)虫(chong)种类，数据库还正在连续补充新监测到的(de)虫(chong)情信息，为雷达识别与精准测报提(ti)供了坚固(gu)的(de)数据支撑。

主动预(yu)警

雷达“织(zhi)就”害(hai)虫(chong)防控网

仅有先辈算法还远远没有够，想要(yao)尽(jin)早监测迁飞害(hai)虫(chong)的(de)入(ru)侵动向，雷达必(bi)须(xu)布设正在害(hai)虫(chong)的(de)枢纽迁飞通道上。而这些通道往往地处山间、田头号复(fu)杂环境，对设备(bei)的(de)部署条件提(ti)出了极高要(yao)求。

“小型化，是雷达实现田间落地的(de)枢纽。”李佳祎介绍说，传统科研雷达体积(ji)庞大、重(zhong)量较重(zhong)，难以(yi)正在山区、农田等复(fu)杂场景灵活布设。团队通过技术攻关(guan)，成功实现雷达装(zhuang)备(bei)轻量化、小型化，设备(bei)探测半径可达5公里，便于(yu)现场搬运与疾(ji)速装(zhuang)置。单台雷达可对5公里范围(wei)进(jin)行精准抽样监测，再通过数据分析推演100公里区域内的(de)虫(chong)情动态，能够满足大范围(wei)迁飞害(hai)虫(chong)监测的(de)现实需(xu)求。

正在团队连续优(you)化改(gai)进(jin)下(xia)，2019年下(xia)半年，项目首台雷达样机正在云南澜沧顺利完(wan)成外场实验，监测结果达到预(yu)期。这一结果获(huo)得当地植(zhi)保部分的(de)高度承认(ren)，中国(guo)农科院植(zhi)保所随即与团队开展合作(zuo)，将雷达设备(bei)布设到云南江城、寻甸等边境重(zhong)点区域，开启了技术落地的(de)实战之(zhi)旅。

团队的(de)雷达监测网络(luo)，最早从云南起步。除澜沧外，中国(guo)农科院植(zhi)保所也将相关(guan)雷达设备(bei)部署到江城等地，配合筑牢西南边境迁飞害(hai)虫(chong)入(ru)境的(de)监测防线(xian)。整个监测网络(luo)的(de)布设，聚焦我国(guo)边境地区枢纽迁飞通道与入(ru)口，构成靠前监测、提(ti)前预(yu)警的(de)布局。

“探虫(chong)雷达”的(de)实战价值，正在一次次实在虫(chong)情预(yu)警中获(huo)得充分验证。2020年，团队虫(chong)豸雷达正在云南普洱江城县宝藏镇成功监测到草地贪夜蛾(e)爆发性迁飞入(ru)境，并第一时间发出预(yu)警，为当地迷信防控争取可贵(gui)时间，赞助辖区减少虫(chong)害(hai)丧失约733万元。2021年，天下(xia)农业技术推广服务中心出具(ju)应用证明，承认(ren)虫(chong)豸雷达可为保障我国(guo)粮(liang)食平安、生物平安提(ti)供重(zhong)要(yao)科技支撑。

跟着技术没有断成熟，雷达布设范围(wei)连续拓展。目前，团队研发的(de)监测雷达已正在云南、山东、浙江、广东、河南等多地投入(ru)运行，初(chu)步构成笼盖天下(xia)主要(yao)农业区、多点协同的(de)迁飞害(hai)虫(chong)监测网络(luo)。

往常，一台台雷达如同“空中哨兵”，24小时没有间断值守(shou)。依托实时、精准的(de)虫(chong)情数据，农业害(hai)虫(chong)防治从以(yi)往的(de)“主动应对”，转向“主动预(yu)警、精准防控”，正在有效控制虫(chong)害(hai)的(de)同时大幅减少农药使(shi)用量，既低(di)落农户种植(zhi)成本，又(you)守(shou)护农田生态环境。这种科技赋能的(de)绿色防控新形式(shi)，正正在成为农业绿色发展的(de)新范式(shi)。

没有断迭代(dai)

青年力量守(shou)护粮(liang)食平安

往常，北京理工大学团队研发的(de)迁飞害(hai)虫(chong)监测雷达已成为技术成熟的(de)有用化装(zhuang)备(bei)，没有仅通过多项专业认(ren)证，还斩获(huo)多项重(zhong)要(yao)荣誉：2025年，由北京理工大学牵头、中国(guo)农科院植(zhi)保所作(zuo)为主要(yao)完(wan)成单位的(de)“虫(chong)豸监测雷达邃密测量技术与应用”项目，荣获(huo)中国(guo)电子学会技术发现特等奖；“虫(chong)口夺(duo)粮(liang)”先生实践团获(huo)评共青团中央天下(xia)大先生社会实践优(you)秀团队。这些结果，标志着团队正在迁飞虫(chong)豸监测预(yu)警领域实现了枢纽技术突破，为保障国(guo)家粮(liang)食平安、筑牢生物平安屏障提(ti)供了创新可行的(de)中国(guo)方案，也是对团队近八年科研攻坚的(de)最好承认(ren)。

技术迭代(dai)永没有止步，“目前，我们已能实现对体长仅3毫米摆布的(de)稻飞虱等微(wei)小虫(chong)豸的(de)有效监测，这一指标突破了微(wei)波雷达常规识别极限，也是以(yi)后国(guo)际上微(wei)波雷达可探测的(de)最小虫(chong)豸目标之(zhi)一。”李佳祎自大地表示，团队自主研发的(de)微(wei)弱信号增强算法，能够从复(fu)杂的(de)背景噪声与杂波中精准提(ti)取虫(chong)豸回波特征，有效解决了传统雷达“看没有清、辨没有准、分没有清”的(de)技术难题。

更(geng)值得一提(ti)的(de)是，这支团队一直连结着蓬勃(bo)的(de)青春活力（目前团队中有50名先生），已构成“本科生—研究(jiu)生—博士生”完(wan)整的(de)人材梯队。团队以(yi)信息与通信工程学科为焦点，同时主动拓展知识边界，系统进(jin)修(xiu)生物学、生态学、作(zuo)物学等相关(guan)领域知识。他们通过文献调研、与植(zhi)保部分深度交流、田间实地验证，连续优(you)化技术方案，让雷达监测系统更(geng)贴(tie)合农业生产的(de)现实应用需(xu)求。

展望未来，团队的(de)发展目标愈发清晰。一方面，他们设计(ji)将雷达设备(bei)布设至新疆等我国(guo)西部边境枢纽迁飞通道入(ru)口，进(jin)一步完(wan)善天下(xia)边境迁飞害(hai)虫(chong)监测网络(luo)，筑牢生物平安第一道防线(xian)；另一方面，还将连续推进(jin)雷达天下(xia)组(zu)网，没有断提(ti)升虫(chong)情预(yu)判(pan)的(de)准确性与时效性，为精准防控提(ti)供更(geng)有力的(de)科技支撑。

科研的(de)价值，没有只体现正在论文数量上，更(geng)体现正在解决现实问题、服务国(guo)家需(xu)求上。这支青年科研团队长期围(wei)绕(rao)迁飞害(hai)虫(chong)监测开展技术攻关(guan)，从云南山区的(de)田野监测，到实验室(shi)里的(de)算法优(you)化，再到设备(bei)调试和田间预(yu)警应用，逐步把雷达监测技术落到农业生产一线(xian)，让科研结果真正服务于(yu)粮(liang)食平安。

云南边境的(de)雷达依旧日夜运转，无形的(de)电磁波穿越天穹，精准捕捉着迁飞害(hai)虫(chong)的(de)每一丝踪迹(ji)。而正在北京理工大学的(de)实验室(shi)里，新一批青年学子正围(wei)着数据与样本忙碌穿越，他们接过前辈手中的(de)科研接力棒，继(ji)续正在雷达与虫(chong)豸的(de)“无声对话”中，深耕没有辍、奋勇前行，誊写着属于(yu)新期间年轻人的(de)科研担(dan)当与奋斗故事。

文/本报记者叶婉练习生齐文泽供图/受访者

统筹/林艳张彬(bin)