“很(hen)多时候，都是农作(zuo)物已经受损后，才采取相应措施。”北京理工大学博士生李佳祎道出了过去迁飞害虫监测的(de)困境——长期处于“被动响应”状态：空(kong)中靠遥(yao)感监测植(zhi)被受损情况，地面靠诱(you)虫灯、虫网捕捉成虫判断虫情，这种方式不仅增(zeng)加农户种植(zhi)成本，还(hai)易造成土壤(rang)、水体污(wu)染。

而雷达技术的(de)优势恰好能(neng)弥(mi)补这一(yi)短板：既能(neng)全天候不间断观测（即(ji)便夜间也(ye)能(neng)通过电(dian)磁波探测），又(you)能(neng)远(yuan)距(ju)离、大范围实时捕捉高空(kong)虫群动态。为此，北京理工大学一(yi)支以(yi)青年师生为核心的(de)团队(dui)，开启了用雷达技术“虫口夺粮”的(de)科研攻关之路。

团队(dui)成员在(zai)云南(nan)江城进(jin)行外场(chang)试验，操作(zuo)雷达

实际上，早在(zai)上世纪七八十年代，跟(gen)踪雷达的(de)概念就已出现，但当时应用于农业的(de)雷达，只(zhi)能(neng)粗略监测到(dao)虫群的(de)存在(zai)，无法解析昆虫种类、判断迁飞规模与迁飞态势，甚至难以(yi)有(you)效(xiao)探测昆虫这类微小目标，应用十分有(you)限。

如何将先进(jin)雷达技术与前沿算法深度融合，应用到(dao)农业迁飞害虫监测与防控领(ling)域？带着这样(yang)的(de)思(si)考，2018年，依托国家自然科学基金重大科研仪器(qi)研制项目的(de)支持，北京理工大学相关导师团队(dui)组建了一(yi)支以(yi)青年学生为骨干的(de)科研团队(dui)。

当时还(hai)是本科生的(de)李佳祎，受其本科班主任、也(ye)是如今的(de)博士生导师胡程邀请加入了团队(dui)。他们致力于突破传统雷达的(de)探测极限，让空(kong)中迁飞的(de)微小害虫清晰“显形”，用科技力量(liang)守护国家粮食安全。

薪火相传

精(jing)筑雷达识虫“基石”

想要让雷达通过算法“读懂”虫子，精(jing)准完善的(de)迁飞害虫数据库至关重要，这也(ye)是团队(dui)组建初期面临的(de)第一(yi)个难题。

与本地害虫不同，多数迁飞害虫难以(yi)在(zai)实验室内人工规模化饲养，因此团队(dui)的(de)各类实验样(yang)本，大多需要学生们亲自深入野外采集获取。而丰富迁飞害虫数据库这项基础性工作(zuo)，从项目启动至今，始终在(zai)持续推进(jin)、从未停歇。

云南(nan)江城当地农民帮助团队(dui)架设(she)“探虫雷达”

电(dian)子与通信工程专业研究生一(yi)年级的(de)严钢仍记得，2019年夏天，他和团队(dui)携带雷达设(she)备前往云南(nan)深山开展外场(chang)试验，一(yi)待(dai)就是8个月。实验点地处远(yuan)离市区的(de)山坳，从市区出发，先经柏油路再转土路，全程要颠簸四个多小时才能(neng)抵达。当时，团队(dui)租住在(zai)山边一(yi)处简易农房。房屋条件简陋，白天被烈日(ri)暴晒后屋内酷热难耐(nai)，到(dao)了晚(wan)上，更难以(yi)阻挡山间的(de)潮气与蚊虫侵扰。

实验时间紧、任务重，团队(dui)分成两(liang)组，轮班不间断开展作(zuo)业。“迁飞害虫多在(zai)夜间活动迁飞，因此一(yi)到(dao)晚(wan)上，我们就开展诱(you)虫采集工作(zuo)。”严钢回忆，山区夜间闷热潮湿，大家身上的(de)防静电(dian)实验服(fu)很(hen)快就被汗水浸透(tou)，紧紧贴在(zai)皮(pi)肤上。即(ji)便涂抹(mo)驱蚊液、点上多盘蚊香，也(ye)难以(yi)抵挡蚊虫叮咬，胳膊和腿(tui)上常常布满红肿的(de)包。他们利用诱(you)虫灯一(yi)整晚(wan)采集虫样(yang)，虫子会(hui)被专门(men)的(de)收集兜(dou)接住，第二天再由队(dui)员们逐头(tou)分拣、计(ji)数、鉴定，为后续实验提供完整、完好的(de)样(yang)本。

团队(dui)成员在(zai)测量(liang)昆虫体长

捕捉到(dao)样(yang)本后，更为关键的(de)是对昆虫特(te)征进(jin)行精(jing)准测量(liang)。不同昆虫的(de)振翅频率、飞行姿(zi)态差异显著，即(ji)使是同一(yi)物种，不同个体的(de)体长、体重等参(can)数也(ye)各不相同，这些数据都需要逐一(yi)精(jing)确记录。为获取贴近(jin)真实迁飞状态的(de)探测数据，团队(dui)创新提出并采用“双无人机(ji)吊飞”实验方法：队(dui)员将活体昆虫轻柔固定在(zai)特(te)制细线上，由两(liang)架无人机(ji)协同悬(xuan)吊，将其升至典(dian)型迁飞高度，再通过地面雷达开展精(jing)准观测。受实验条件限制，有(you)时一(yi)整天仅能(neng)完成三到(dao)四只(zhi)昆虫的(de)有(you)效(xiao)数据采集。

另一(yi)边，“探虫雷达”的(de)参(can)数调试与算法优化工作(zuo)同样(yang)繁重。队(dui)员们每天将柴油发电(dian)机(ji)、雷达样(yang)机(ji)等设(she)备装载在(zai)车上，往返(fan)于山间开展测试。云南(nan)夏季阵雨频发、天气多变，给野外作(zuo)业带来不小挑战。雷达天线罩重达数十斤，通常需要两(liang)三人协同搬运，而山区降雨来得突然、雨势急促，往往来不及等待(dai)支援。一(yi)次吊飞实验中，突遇强降雨，为保护雷达分机(ji)等精(jing)密仪器(qi)不受雨水损坏，严钢将设(she)备紧紧抱(bao)在(zai)怀中，蜷(juan)缩在(zai)雷达旁(pang)，用后背为设(she)备遮挡风(feng)雨。

主动预(yu)警

雷达“织就”害虫防控网

仅有(you)先进(jin)算法还(hai)远(yuan)远(yuan)不够，想要尽早监测迁飞害虫的(de)入侵动向，雷达必须布设(she)在(zai)害虫的(de)关键迁飞通道上。而这些通道往往地处山间、田(tian)头(tou)等复杂(za)环境，对设(she)备的(de)部署条件提出了极高要求。

“小型化，是雷达实现田(tian)间落地的(de)关键。”李佳祎介(jie)绍说，传统科研雷达体积庞大、重量(liang)较(jiao)重，难以(yi)在(zai)山区、农田(tian)等复杂(za)场(chang)景灵活布设(she)。团队(dui)通过技术攻关，成功实现雷达装备轻量(liang)化、小型化，设(she)备探测半径可达5公里，便于现场(chang)搬运与快速安装。单台(tai)雷达可对5公里范围进(jin)行精(jing)准抽样(yang)监测，再通过数据分析推演100公里区域内的(de)虫情动态，能(neng)够满足大范围迁飞害虫监测的(de)实际需求。

团队(dui)成员在(zai)云南(nan)江城进(jin)行外场(chang)试验

在(zai)团队(dui)持续优化改进(jin)下，2019年下半年，项目首台(tai)雷达样(yang)机(ji)在(zai)云南(nan)澜沧顺利完成外场(chang)实验，监测效(xiao)果(guo)达到(dao)预(yu)期。这一(yi)成果(guo)得到(dao)当地植(zhi)保部门(men)的(de)高度认可，中国农科院植(zhi)保所随即(ji)与团队(dui)开展合作(zuo)，将雷达设(she)备布设(she)到(dao)云南(nan)江城、寻甸等边境重点区域，开启了技术落地的(de)实战之旅。

团队(dui)的(de)雷达监测网络，最早从云南(nan)起(qi)步。除澜沧外，中国农科院植(zhi)保所也(ye)将相关雷达设(she)备部署到(dao)江城等地，共同筑牢西(xi)南(nan)边境迁飞害虫入境的(de)监测防线。整个监测网络的(de)布设(she)，聚焦(jiao)我国边境地区关键迁飞通道与入口，形成靠前监测、提前预(yu)警的(de)布局。

“探虫雷达”的(de)实战价值，在(zai)一(yi)次次真实虫情预(yu)警中得到(dao)充分验证。2020年，团队(dui)昆虫雷达在(zai)云南(nan)普洱江城县宝藏镇成功监测到(dao)草地贪夜蛾爆发性迁飞入境，并第一(yi)时间发出预(yu)警，为当地科学防控争取宝贵时间，帮助辖(xia)区减少虫害损失约733万元。2021年，全国农业技术推广服(fu)务中心出具应用证明(ming)，认可昆虫雷达可为保障我国粮食安全、生物安全提供重要科技支撑。

随着技术不断成熟，雷达布设(she)范围持续拓展。目前，团队(dui)研发的(de)监测雷达已在(zai)云南(nan)、山东(dong)、浙江、广东(dong)、河南(nan)等多地投入运行，初步形成覆盖全国主要农业区、多点协同的(de)迁飞害虫监测网络。

如今，一(yi)台(tai)台(tai)雷达如同“空(kong)中哨兵”，24小时不间断值守。依托实时、精(jing)准的(de)虫情数据，农业害虫防治从以(yi)往的(de)“被动应对”，转向“主动预(yu)警、精(jing)准防控”，在(zai)有(you)效(xiao)控制虫害的(de)同时大幅(fu)减少农药使用量(liang)，既降低农户种植(zhi)成本，又(you)守护农田(tian)生态环境。这种科技赋能(neng)的(de)绿色防控新模式，正在(zai)成为农业绿色发展的(de)新范式。

团队(dui)成员在(zai)广州进(jin)行外场(chang)试验

不断迭代

青年力量(liang)守护粮食安全

如今，北京理工大学团队(dui)研发的(de)迁飞害虫监测雷达已成为技术成熟的(de)实用化装备，不仅通过多项专业认证，还(hai)斩获多项重要荣誉：2025年，由北京理工大学牵头(tou)、中国农科院植(zhi)保所作(zuo)为主要完成单位的(de)“昆虫监测雷达精(jing)细测量(liang)技术与应用”项目，荣获中国电(dian)子学会(hui)技术发明(ming)特(te)等奖；“虫口夺粮”学生实践团获评共青团中央全国大学生社会(hui)实践优秀团队(dui)。这些成果(guo)，标志着团队(dui)在(zai)迁飞昆虫监测预(yu)警领(ling)域实现了关键技术突破，为保障国家粮食安全、筑牢生物安全屏障提供了创新可行的(de)中国方案(an)，也(ye)是对团队(dui)近(jin)八年科研攻坚的(de)最好认可。

团队(dui)在(zai)山东(dong)东(dong)营进(jin)行无人机(ji)吊飞昆虫实验

更值得一(yi)提的(de)是，这支团队(dui)始终保持着蓬勃的(de)青春活力（目前团队(dui)中有(you)50名学生），已形成“本科生—研究生—博士生”完整的(de)人才梯队(dui)。团队(dui)以(yi)信息(xi)与通信工程学科为核心，同时主动拓展知识边界，系统学习生物学、生态学、作(zuo)物学等相关领(ling)域知识。他们通过文(wen)献调研、与植(zhi)保部门(men)深度交流、田(tian)间实地验证，持续优化技术方案(an)，让雷达监测系统更贴合农业生产(chan)的(de)实际应用需求。

展望未来，团队(dui)的(de)发展目标愈发清晰。一(yi)方面，他们计(ji)划将雷达设(she)备布设(she)至新疆(jiang)等我国西(xi)部边境关键迁飞通道入口，进(jin)一(yi)步完善全国边境迁飞害虫监测网络，筑牢生物安全第一(yi)道防线；另一(yi)方面，还(hai)将持续推进(jin)雷达全国组网，不断提升虫情预(yu)判的(de)准确性与时效(xiao)性，为精(jing)准防控提供更有(you)力的(de)科技支撑。

科研的(de)价值，不只(zhi)体现在(zai)论文(wen)数量(liang)上，更体现在(zai)解决实际问题、服(fu)务国家需求上。这支青年科研团队(dui)长期围绕迁飞害虫监测开展技术攻关，从云南(nan)山区的(de)野外监测，到(dao)实验室里的(de)算法优化，再到(dao)设(she)备调试和田(tian)间预(yu)警应用，逐步把(ba)雷达监测技术落到(dao)农业生产(chan)一(yi)线，让科研成果(guo)真正服(fu)务于粮食安全。

团队(dui)成员在(zai)云南(nan)澜沧进(jin)行外场(chang)试验

云南(nan)边境的(de)雷达依旧日(ri)夜运转，无形的(de)电(dian)磁波穿越苍穹，精(jing)准捕捉着迁飞害虫的(de)每一(yi)丝踪迹。而在(zai)北京理工大学的(de)实验室里，新一(yi)批青年学子正围着数据与样(yang)本忙碌穿梭，他们接过前辈手中的(de)科研接力棒，继续在(zai)雷达与昆虫的(de)“无声对话”中，深耕不辍、奋勇(yong)前行，书写着属(shu)于新时代年轻人的(de)科研担当与奋斗故事。

文(wen) | 北京青年报记者 叶婉 实习生 齐文(wen)泽

供图| 受访者

统筹| 林艳 张彬

编(bian)选 | 杜小溪