万亿“隐形”飞行者如何影响世界？雷达技术正给出答案图源：草甸紫花丛中的蝴蝶 — Willfried Wende每天有数万亿昆虫利用空域进行觅食、交配、扩散和长途季节性迁徙。这些活动串联起不同生态系统，影响着授粉、基因流动、养分循环及食物网动态等关键过程。随着全球昆虫种群数量下降，有效监测其分布、物候和丰度变得尤为紧迫。昆虫既提供授粉、害虫控制等生态服务，也带来作物损害、病原传播等负面影响，其监测工作直接关联人类健康、农业发展与经济稳定。生物多样性保护生物多样性昆虫 监测昆虫多样性始终面临巨大挑战：体型微小、数量庞大、活动性强及隐蔽特性使得传统监测工具力有未逮，尤其难以探测高空昆虫活动。近年来，雷达技术作为一种非侵入式自动化解决方案崭露头角。虽然雷达生态应用已有数十年历史，但技术进步与分类算法的突破正使其成为生物多样性研究的生力军。尽管在物种分辨精度上存在局限，雷达监测仍可为关键生物多样性变量——包括物种种群、性状特征、群落组成和生态系统功能——提供重要数据支撑。最初为昆虫学研究和天气监测开发的小型雷达，现已能实现大时空尺度的昆虫数量与生物量量化。英国研究通过雷达记录到每年3.37万亿昆虫的迁徙盛况，这些昆虫输送着数千吨生物量与营养盐。迁徙生物量不仅支撑完整食物链，更实现氮磷等关键元素的跨生态系统输送。食蚜蝇、蛾类等昆虫的季节性大迁徙，还有效连通了碎片化栖息地，促进跨大陆的授粉服务与害虫控制。雷达能精准捕捉空中昆虫的昼夜与季节活动规律，包括优选迁徙方向、飞行高度及行为模式。研究发现昆虫会借助有利风场优化迁徙路径，并实时修正风致漂移。长期雷达数据集可解析气候变化对昆虫物候的影响，为揭示气候变暖与大气环流改变的生态效应提供新视角。随着技术进步，雷达未来或将实现昆虫迁飞实时预报，助力精准害虫防控与早期预警。在物种组成分析方面，小型雷达通过机器学习算法与振翅频率监测，已实现基于体型与行为特征的昆虫分类。这种粗粒度分类虽不能精确到种，却为解析空中群落结构及种间关系提供生态学洞见。例如雷达数据曾成功记录瓢虫与蚜虫的捕食动态，以及昆虫应对蝙蝠超声波的规避策略。双极化天气雷达更可区分鸟类、蝙蝠与昆虫类群，构建更完整的生态系统图谱。昆虫迁徙在大尺度上影响着从授粉到能量营养流动的生态系统功能，这些功能可通过雷达估算的生物量与迁徙模式进行量化。迁徙过程同时传播影响作物、牲畜和人类的病原体，关乎公共卫生与粮食安全。通过融合大气模型与地面观测数据，雷达技术已支撑多项媒介生物迁徙研究，为未来防控策略提供新思路。随着雷达基础设施与数据共享体系发展，历史与实时雷达数据正逐步开放用于生物多样性研究。美国已通过云服务平台开放气象雷达数据，供研究者挖掘数十年扫描记录中的生态信息；欧洲与澳大利亚也在持续推进雷达数据共享计划。虽然雷达尚无法完全替代传统监测方法，但其独特优势构成重要补充：雷达系统可全天候自动运作，大范围覆盖且对环境干扰极小。当与分子生物学、声学监测及公民科学数据结合时，雷达技术能构建空中生物多样性的立体图谱。尽管存在分类精度与数据标准化等挑战，雷达在生物多样性监测领域的潜力依然巨大。标准化雷达网络与共享基础设施将提升监测覆盖与协同能力，分类算法、数据共享政策和传感技术的持续进步将塑造新一代昆虫监测体系。通过解码天空密码，雷达正引领我们深入理解并守护这片脆弱而至关重要的空中生命网络。学术溯源：本文基于鲍尔等人在《皇家学会哲学学报B辑》（2024年）的研究《空中昆虫生物多样性监测：雷达视角》编写，参考文献：10.1098/rstb.2023.0113数据资源：欧洲动物迁徙雷达监测网(www.enram.eu)美国下一代气象雷达数据(网页链接)内容声明：本文仅作信息传播之用，不构成专业科学建议，亦不代表WAOSD观点。作者：SO审核：Lora编辑：Lumina