趣购彩

    每年，當數以億萬計的昆蟲飛過天空，尋找千里之外的繁殖之所，以增加種群生存機會的時候，也影響了整個自然生態系統和農業生態系統。規模如此宏大的遷飛昆蟲，或為暴發性農業害蟲，屢屢區域性大暴發，小蟲成大災，造成損失觸目驚心；或為媒介昆蟲，造成人畜疾病或植物病害的流行和暴發；或為訪花昆蟲、天敵昆蟲，提供特定的生態服務。亞洲東部獨特的大氣地理環境（東亞季風氣候以及相對平坦的地形地貌）非常適合昆蟲遠距離遷飛，該地區人口密度高、農作物復種指數高，給遷飛昆蟲提供了豐富的食物，因此該地區的農作物也經常遭受遷飛害蟲的侵擾。我國10種一類農作物害蟲中有8種具有遷飛性，嚴重威脅我國糧食安全生產。但是昆蟲個體小，遷飛又發生在數百上千米的高空，導致其遠距離空中遷飛過程難以直接監測，空中蟲群規模以及昆蟲空中遷飛行為仍不清楚。
   近日，美國科學院院報（Proceedings of the National Academy of Sciences）在線發表了我院植保所封洪強研究員團隊與南京農業大學胡高教授團隊的合作研究成果《Massive seasonal high-altitude migrations of nocturnal insects above the agricultural plains of East China》。該研究成果揭示了我國東部地區夜間遷飛昆蟲空中數量規模以及遷飛行為模式。

    昆蟲雷達是昆蟲空中遷飛最有力的監測工具，可全天候監測空中昆蟲遷飛。本研究基于河南省農業科學院植物保護研究所的垂直昆蟲雷達2015-2017年監測數據及空中網捕和探照燈誘蟲數據，成功測算了我國東部地區空中遷飛昆蟲的數量和生物量：我國東部地區上空每年夜間約9.3萬億昆蟲進行遠距離遷飛，生物量約1. 5萬噸。與胡高團隊之前研究所測算的英國南部遷飛昆蟲規模相比較，我國東部夜間遷飛昆蟲的數量和生物量分別是英國單位面積的5.15和8. 02倍。此外，研究還發現我國遷飛昆蟲優勢類群為鱗翅目害蟲，其蟲群數量占比達到76.2%。體型較大的昆蟲（體重10mg以上）表現出季節性定向行為，春季、夏季向北遷飛，秋季向南回遷，但是向南回遷的生物量僅是春夏季向北遷飛的66%，而英國的南北遷飛數量相當。
    封洪強團隊一直致力于昆蟲雷達技術的研發、應用和推廣。該團隊自主研發了旋轉極化垂直昆蟲雷達的信號分析軟件，突破了我國垂直昆蟲雷達技術的關鍵“卡脖子”問題，實現了我國第一部旋轉極化垂直昆蟲雷達（0號昆蟲雷達）的成功運行；與無錫立洋科技有限公司合作，實現了高分辨率垂直昆蟲雷達、雙模式昆蟲雷達、移動昆蟲雷達等多項技術創新，所研制的高分辨率垂直昆蟲雷達出口以色列和英國；目前由該團隊牽頭，初步建成了國際上首個垂直昆蟲雷達網，入網雷達11部。
    胡高教授團隊長期從事遷飛昆蟲學和害蟲災變預警的研究工作。該團隊研發了垂直昆蟲雷達高通量數據分析軟件，優化了空中蟲群數量、生物量測算以及遷飛行為分析的算法，實現了垂直雷達海量監測數據高效、標準化的分析。國際上首次測算了空中蟲群的數量和生物量，揭示了昆蟲遷飛具有重要的生態功能，相關的研究成果先后發表在Science（2016）、Current Biology（2019）、PNAS（2024）等重要國際期刊上。
    該研究揭示了我國遷飛昆蟲的空中規律和遷飛行為模式，證實了我國垂直昆蟲雷達技術的可靠性以及應用價值，將進一步推動我國昆蟲雷達監測網的建設，促進我國遷飛害蟲監測預警技術的升級換代。
    該研究我院植保所黃建榮副研究員為該論文第一作者，我院植保所封洪強研究員、南京農業大學胡高教授、客座教授Jason Chapman為論文通訊作者。

    原文鏈接：
    Huang JR, Feng HQ*, Drake VA, Reynolds DR, Gao BY, Chen FJ, Zhang GY, Zhu JS, Gao YB, Zhai BP, Li GP, Tian CH, Huang B, Hu G*, Chapman JW*. 2024. Massive seasonal high-altitude migrations of nocturnal insects above the agricultural plains of East China. PNAS, //doi.org/10.1073/pnas.2317646121