每年，當(dāng)數(shù)以億萬(wàn)計(jì)的昆蟲(chóng)飛過(guò)天空，尋找千里之外的繁殖之所，以增加種群生存機(jī)會(huì)的時(shí)候，也影響了整個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。規(guī)模如此宏大的遷飛昆蟲(chóng)，或?yàn)楸┌l(fā)性農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，屢屢區(qū)域性大暴發(fā)，小蟲(chóng)成大災(zāi)，造成損失觸目驚心；或?yàn)槊浇槔ハx(chóng)，造成人畜疾病或植物病害的流行和暴發(fā)；或?yàn)樵L花昆蟲(chóng)、天敵昆蟲(chóng)，提供特定的生態(tài)服務(wù)。亞洲東部獨(dú)特的大氣地理環(huán)境（東亞季風(fēng)氣候以及相對(duì)平坦的地形地貌）非常適合昆蟲(chóng)遠(yuǎn)距離遷飛，該地區(qū)人口密度高、農(nóng)作物復(fù)種指數(shù)高，給遷飛昆蟲(chóng)提供了富的食物，因此該地區(qū)的農(nóng)作物也經(jīng)常遭受遷飛害蟲(chóng)的侵?jǐn)_。我國(guó)10種一類農(nóng)作物害蟲(chóng)中有8種具有遷飛性，嚴(yán)重威脅我國(guó)糧食安全生產(chǎn)。但是昆蟲(chóng)個(gè)體小，遷飛又發(fā)生在數(shù)百上千米的高空，導(dǎo)致其遠(yuǎn)距離空中遷飛過(guò)程難以直接監(jiān)測(cè)，空中蟲(chóng)群規(guī)模以及昆蟲(chóng)空中遷飛行為仍不清楚。
近日，美國(guó)科學(xué)院院報(bào)（Proceedings of the National Academy of Sciences）在線發(fā)表了我所封洪強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)胡高教授團(tuán)隊(duì)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(guó)東部地區(qū)夜間遷飛昆蟲(chóng)空中數(shù)量規(guī)模以及遷飛行為模式。
封洪強(qiáng)團(tuán)隊(duì)一直致力于昆蟲(chóng)雷達(dá)技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用和推廣。該團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了旋轉(zhuǎn)極化垂直昆蟲(chóng)雷達(dá)的信號(hào)分析軟件，突破了我國(guó)垂直昆蟲(chóng)雷達(dá)技術(shù)的關(guān)鍵“卡脖子”問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)第一部旋轉(zhuǎn)極化垂直昆蟲(chóng)雷達(dá)（0號(hào)昆蟲(chóng)雷達(dá)）的成功運(yùn)行；與無(wú)錫立洋科技有限公司合作，實(shí)現(xiàn)了高分辨率垂直昆蟲(chóng)雷達(dá)、雙模式昆蟲(chóng)雷達(dá)、移動(dòng)昆蟲(chóng)雷達(dá)等多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，所研制的高分辨率垂直昆蟲(chóng)雷達(dá)出口以色列和英國(guó)；目前由該團(tuán)隊(duì)牽頭，初步建成了國(guó)際上首個(gè)垂直昆蟲(chóng)雷達(dá)網(wǎng)，入網(wǎng)雷達(dá)11部。
胡高教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事遷飛昆蟲(chóng)學(xué)和害蟲(chóng)災(zāi)變預(yù)警的研究工作。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)了垂直昆蟲(chóng)雷達(dá)高通量數(shù)據(jù)分析軟件，優(yōu)化了空中蟲(chóng)群數(shù)量、生物量測(cè)算以及遷飛行為分析的算法，實(shí)現(xiàn)了垂直雷達(dá)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高效、標(biāo)準(zhǔn)化的分析。國(guó)際上首次測(cè)算了空中蟲(chóng)群的數(shù)量和生物量，揭示了昆蟲(chóng)遷飛具有重要的生態(tài)功能，相關(guān)的研究成果先后發(fā)表在Science（2016）、Current Biology（2019）、PNAS（2024）等重要國(guó)際期刊上。
該研究揭示了我國(guó)遷飛昆蟲(chóng)的空中規(guī)律和遷飛行為模式，證實(shí)了我國(guó)垂直昆蟲(chóng)雷達(dá)技術(shù)的可靠性以及應(yīng)用價(jià)值，將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)昆蟲(chóng)雷達(dá)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的建設(shè)，促進(jìn)我國(guó)遷飛害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的升級(jí)換代。
該研究我所黃建榮副研究員為該論文第一作者，我所封洪強(qiáng)研究員、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)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, https://doi.org/10.1073/pnas.2317646121