垂直监测昆虫雷达研究进展

昆虫雷达可以远距离、 大范围、 快速地探测迁飞昆虫, 这极大促进了人类对昆虫迁飞行为的认识。垂直监测昆虫雷达技术是从20世纪70年代发展起来的一种监测高空迁飞昆虫种群的新工具。与传统的扫描雷达相比, 垂直监测昆虫雷达可以获得目标的位移速度、 位移方向、 定向、 体型大小和形状等参数, 因此, 对目标的识别能力更为精确。此外, 垂直监测昆虫雷达实现了在微机控制下的自动运行, 这使得应用昆虫雷达开展迁飞昆虫的日常监测成为可能。本文综述了垂直监测昆虫雷达的发展和应用, 介绍了设计原理和回波参数的解算方法, 讨论了其存在的不足及改进方案, 最后并对其在未来昆虫雷达网络建设中的应用进行了展望。     

北京多普勒天气雷达上的昆虫回波分析

【目的】为了解北京多普勒天气雷达上的昆虫回波信息,探索其在迁飞害虫监测预警中的应用。【方法】选取北京南郊观象台新一代天气雷达CINRAD-SA积累的晴空回波数据和风廓线雷达提供的风速风向数据,基于有关软件分析了昆虫回波的特点,讨论了降水等其他因素对昆虫迁飞的影响。【结果】新一代天气雷达可以探测到空中迁飞昆虫引发的后向散射回波,晴空回波日节律符合夜行性昆虫的朦影起飞和日出降落的行为特点,晴空回波出现的时期是3月至11月,中间有2个高峰期;晴空回波数量与风向关系密切,当天气系统合适时,晴空回波会出现成层和共同定向现象;此外,降水会中断昆虫迁飞。【结论】北京多普勒天气雷达可以探测昆虫迁飞,在迁飞性害虫监测预警及其综合防控工作中具有重大的潜在应用价值,今后农业部门在优先建立昆虫雷达网络的同时,应加强与气象部门合作,发挥天气雷达的补充作用,共同提高迁飞性害虫的监测预警水平。     

迁飞昆虫生物学参数反演及种类辨识分析

虫害严重威胁着我国的粮食安全,迁飞昆虫中有许多是农业害虫,其远距离迁飞是导致虫害异地暴发的重要原因.昆虫雷达是观测昆虫迁飞最有效的工具,在迁飞昆虫的监测和预警中发挥着越来越重要的作用,但传统昆虫雷达不能准确获取昆虫的各项生物学参数,因此无法实现昆虫种类的精确识别.随着雷达技术的创新和发展,通过昆虫雷达获得较为准确的昆虫生物学参数成为可能,为基于昆虫雷达实现迁飞昆虫个体种类辨识提供了依据.本文综述了从雷达回波中提取多频和极化散射参量,然后基于不同的电磁散射反演昆虫生物学参数的方法,并对比分析了基于不同方法的昆虫体重、体长、体宽和振翅频率的反演精度.最后基于生物学参数,采用5种机器学习算法以高精度实现了 23种迁飞昆虫的种类辨识,并分析了昆虫生物学参数的测量误差对迁飞昆虫种类辨识精度的影响,初步验证了利用雷达实现高精度迁飞昆虫种类辨识的可行性.     

应用昆虫雷达检测昆虫的研究

本文简述了国际昆虫雷达发展的概况,报道公主岭昆虫雷达的应用。列出高塔、气球吊挂昆虫和地面释放昆虫的测试结果,并总结经验提出了观测方法。     

监测害虫迁飞的全自动雷达

在过去30年里,专用昆虫雷达大大深化了我们对昆虫迁飞,尤其是在高达1km高度夜间迁飞的认识。早期的昆虫雷达无法开展长期监测,这种缺陷现已被一种新型的全自动雷达所克服。这种“昆虫监测雷达”（IMR）造价低廉,可自动采集并通过电话网远程传输观测数据。其ZLC制式使其能够获得高质量的迁飞个体的飞行参数从而提高目标鉴别能力。目前,在澳大利亚东部的半干旱内陆地区,即迁飞性鳞翅目害虫和澳大利亚疫hortoicetes terminifera)的虫源区,装置了两部IMR并连续监测其迁飞活动,本报告了这两部雷达的部分监测结果。IMR能提供构成昆虫迁飞系统所需的若干参数,即估测迁飞事件在特定季节,特定方向响应于特定环境条件和信号而发生的概率,为害虫治理机构和测报人员提供对主要迁入事件及其目标害虫可能在迁入区的预警,而且,IMR还可用于更广泛的生态监测,特别是空中生物流量年际变化的定量监测。     

昆虫谐波雷达的电子标签研究进展

昆虫谐波雷达是一种良好的跟踪昆虫运动的技术,但在应用之前需确定昆虫谐波雷达跟踪昆虫运动的电子标签适合性.本文从昆虫谐波雷达电子标签的制作材料及其类型、昆虫翅载和额外负载、电子标签的适合性、局限性和展望六个方面,来阐明电子标签的研究进展.其目的是为我国开展利用昆虫谐波雷达技术跟踪昆虫运动行为研究提供参考.     

基于便携式谐波雷达技术跟踪昆虫运动行为的应用方法

昆虫谐波雷达是一种良好的跟踪昆虫运动的技术。本文从成虫负载的电子标签确定、电子标签的制作、在环境中成虫的检测率和发现率测定、以及田间跟踪昆虫的运动轨迹的方法 4个方面,介绍昆虫谐波雷达技术跟踪昆虫运动行为的应用方法。目的是希望我国更多学者参与昆虫谐波雷达应用,为农林业害虫综合治理研究服务。     

追踪天使——雷达昆虫学30年

雷达昆虫学是一门新的学科分支。从它诞生起的30年来,英、美、澳、中四国的观测研究已初步阐明了昆虫在迁飞过程中的成层、定向、集聚等行为现象及其时空分布,揭示了大气结构和运动对昆虫迁飞的影响,为深化人们对昆虫迁飞行为机制的认识提供了许多令人耳目一新的画面;昆虫雷达技术也逐渐从研究走向实用,已经实现了对迁飞性害虫的长期、自动和实时监测。在全国建立VLR网并与GIS相结合,可望实现对我国重大虫灾的及时预警。     

昆虫谐波雷达的发展和利用

本文从昆虫谐波雷达的基本原理、发展和利用、局限性以及展望4个方面出发,阐述了国外昆虫学者利用昆虫谐波雷达技术跟踪昆虫低空扩散飞行或步行的行为研究慨况,目的是为了尽快利用这种新技术,为我国农林业害虫综合治理服务。     

昆虫数学形态学研究及其应用展望

数学形态学是用数学方法描述或分析一个物体图象的形状的理论和方法,是图象处理和图象识别技术的发展,但在生物学当中的应用还很有限。本文介绍了一个新的分支学科——昆虫数学形态学,包括三方面的内容：①昆虫数学形态学技术研究,涉及昆虫图象数字化技术和昆虫图象处理与识别技术;②昆虫数学形态学理论研究,主要以昆虫图象的解释和理解研究及昆虫数学形态学与分类学等学科的关系研究为主;③昆虫和昆虫数学形态学应用基础研究,涉及昆虫数学形态学数据库及其分析软件开发,昆虫图象的机器学习和计算机视觉等内容。昆虫数学形态学理论和方法与计算机视觉技术相结合,在害虫虫情监测、昆虫多媒体专家系统的构建等方面具有广阔的应用前景。     

应用雷达观测昆虫迁飞

<正> 用雷达检测飞机、船只、云,雨等目标时,常出现小的活动点状干扰,影响霍达的功能。这种干扰曾经被称为“雷达怪波”(radar angels)。为搞清楚怪波的来由,雷达工作者曾进行过一些研究,后来证明某种怪波是飞行昆虫所产生的(Crawford,1949)。可以认为这是雷达昆虫学的早期开端。 Schaefer(1976)改装一种商品航海雷达,用于观测昆虫,该雷达在0.2,1.0,2.1及3.1公里的距离,可以依次观测到个体的蚜虫、卷叶蛾、棉铃虫蛾、蚱蜢及蝗虫。应用相当廉价的雷达可测量单个昆虫的飞行方向和速度,昆虫飞行密度的垂直分布、振翅频率、有     

昆虫雷达让我们看到了什么?

昆虫雷达的应用深化了人们对昆虫迁飞行为机制的认识。昆虫雷达让我们看到了弱小的昆虫主动起飞 ,以一定的速度爬升到巡航高度乘风远行 ,并对大气风温场表现出令人难以置信的适应和选择能力 ,通过成层 (边界层顶现象 )、定向和集聚等主动行为 ,最大限度地利用空气动力到达新的栖息地。这些全新的画面展示出远迁的昆虫并非完全被动的随风飘流者 ,而是一个个驾舟中流击水的舵手。     

以昆虫作为指示生物评估森林健康的生物学与生态学基础

昆虫是森林生物多样性的重要组成部分,在森林生态系统主体群落中,昆虫与植物密切关联.森林害虫胁迫及昆虫多样性变动,对于评估森林生态系统健康状况具有重要价值.昆虫多样性可用于对森林生态系统健康的快速评估,如基于昆虫指示生物评价森林生态系统的毒害水平、物种丰富度、多样性水平、靶标昆虫的地位和特有种水平等.针对影响森林环境健康的重要干扰因子,本文阐述了应用昆虫作为指示性生物监测与评估森林健康状况的生物与生态学依据,讨论了昆虫种群,特别是珍稀物种种群在生境破碎干扰下的种群波动,以及大气污染、干旱和二氧化碳浓度升高等对昆虫种群密度与分布的影响等.同时,分析了昆虫作为指示性生物监测与评估森林环境健康所存在的问题.     

昆虫遗传转化品系的常用标记

遗传转化标记是将遗传修饰昆虫从野生型种群中分辨出来的根据,遗传转化昆虫的鉴定、转化品系的维持及其遗传稳定性的监测都依赖于可靠的标记系统,发展易于应用和监测的转化标记能够极大地促进害虫遗传防治的相关研究。用于遗传修饰昆虫的转化标记主要有昆虫眼睛颜色标记基因、抗药性标记基因和荧光蛋白标记基因等。非果蝇类昆虫首个遗传转化品系的鉴定是通过眼睛颜色突变而实现,但大多数昆虫物种没有可用的突变体或缺少相应基因的信息,从而限制了眼睛颜色标记的应用。抗药性基因标记虽然能够通过对转化昆虫进行集体选择而大幅度提高筛选转化体的效率,但由于其鉴定的准确性不高且存在安全性问题,未得到广泛应用。荧光蛋白标记基因的发展则显著拓宽了能够转化的昆虫种类。从水母分离的绿色荧光蛋白(GFP)经突变方法获得了多种不同荧光性质的突变体,经人为修饰后与适宜的强启动子构成转化标记载体,能够有效鉴定更多昆虫物种的遗传转化个体,其中应用较多的是增强型绿色荧光蛋白(EGFP)。此外,从珊瑚属海葵中分离得到的红色DsRed标记基因提供了多样化的红色荧光蛋白选择,在某些生物中DsRed与GFP联合应用的表现明显优于GFP突变体,所以其应用前景也非常广泛。本文着重从眼睛颜色、抗药性和荧光蛋白等3个方面阐述了标记基因的发展历史与现状,并对其今后的发展方向进行了展望。     

我国入侵昆虫学研究进展

随着经济全球化的加速发展,生物入侵已成为一个影响深远的全球性问题,而外来入侵昆虫对世界各国农林业、生态环境、社会经济和人类健康造成的影响日益严重。本文以我国14种重要的入侵昆虫为例,从基础理论研究和应用研究两方面总结了近几年来我国入侵昆虫学科研究的新理论、新方法和新进展,并提出该学科未来发展的方向、趋势和领域。为入侵昆虫预警与预防、检测与监测、管理与防治提供了理论依据。     

我国入侵昆虫学研究进展

随着经济全球化的加速发展,生物入侵已成为一个影响深远的全球性问题,而外来入侵昆虫对世界各国农林业、生态环境、社会经济和人类健康造成的影响日益严重。本文以我国14种重要的入侵昆虫为例,从基础理论研究和应用研究两方面总结了近几年来我国入侵昆虫学科研究的新理论、新方法和新进展,并提出该学科未来发展的方向、趋势和领域。为入侵昆虫预警与预防、检测与监测、管理与防治提供了理论依据。     

昆虫抗药性监测与检测技术研究进展

综合论述了昆虫抗药性监测与检测技术的研究概况,扼要地介绍了生物检测法、神经电生理检测法、生物化学检测法、免疫学检测法和分子生物学检测法的研究进展,指出了这些检测方法存在的问题.理论的发展和试验技术的进步,为早期监测和检测昆虫抗药性提供了更多快速可行的方法,使昆虫抗药性监测与检测技术的研究迈上一个新台阶.     

应用昆虫远程智能监测系统监测苹果园害虫的技术

【目的】探索昆虫远程智能监测系统在苹果园害虫监测中的应用技术。【方法】采用双机双摄图像采集系统收集每个时间段诱集昆虫的清晰图像,并传送至系统,在系统客户端进行识别记录。【结果】昆虫远程智能监测系统通过平台设定参数,自动完成昆虫的诱集、灭杀、拍照、传输、收集等工作,客户端人工识别、计数较准确,与实际害虫发生吻合度高。【结论】昆虫远程智能监测系统可实现苹果园多种主要害虫的远程实时监测,减少了监测的人力物力。电脑神经网络通过平台提供的昆虫图片的学习、特征提取、结构构建和模型评估,最终可实现昆虫的自动识别计数。     

在中国应用垂直波束雷达监测褐飞虱和其他水稻害虫迁飞的可行性

近年来,可用于昆虫迁飞研究且可自动运行的垂直波束雷达(vertical-looking radar,VLR)的发展使得对迁飞性害虫的周年长期自动监测成为可能。本文提供了我们对能否将这种雷达应用于中国的褐飞虱和其他水稻害虫的监测与预测体系以改善其综合治理的可行性研究结果。以往的研究已经表明,这些害虫一般在300—2000m高度迁飞;而我们根据褐飞虱的雷达和射有效截面的计算结果表明,目前使用的3．2cm波长的VLR对褐飞虱个体目标的最大可检测高度仅约240m;虽然建造一部8．8mm波长的VLR即可覆盖褐飞虱迁飞高度的绝大部分,但其造价和维护费用均过于昂贵。为此,一个更可行的解决方案是,以3．2cm波长的VLR作为包括大多数水稻害虫在内的个体较大的迁飞性害虫的监测工具。     

中国入侵昆虫预防与控制研究进展

在全球经济一体化、农业结构调整以及全球气候变化等因素的影响下,我国正面临着严峻的生物入侵问题。外来入侵昆虫是我国生物入侵的重要组成部分,阐明其传入至成灾的发生过程与机制,研发快速高效的防控技术体系具有重要意义。本文综述了近20年来我国在外来入侵昆虫的生物学特性、种群遗传分化、种间互作与生态适应方面取得的重要研究成果,以及在入侵昆虫早期快速检测、田间监测与高效防控技术的研发与应用方面取得的进展,并提出入侵昆虫学科未来发展的方向与思路。旨在为进一步分析新时代背景下入侵昆虫的发生机制奠定基础,对丰富和完善入侵昆虫可持续控制的策略和措施也具有指导意义。