摘要：它看上去鲜艳漂亮，翅膀上带着红色和斑点，但对农作物和林木却是实实在在的威胁。它会吸食植物的汁液，让植株逐渐衰弱，还会排泄出一种带糖分的“蜜露”，覆盖在叶片和树干上，妨碍光合作用，同时滋生黑色霉菌。葡萄园、果树种植区，甚至公共绿地，都因此遭受损失。
本文约2400字，阅读约5分钟
文 | 王昆山
出品 | 海潮天下
在美国东北部，农户们这几年反复提到的一个麻烦事，就是斑衣蜡蝉。
这种原产于中国的昆虫（花姑娘），在2012年随货物传入北美，如今已经扩散到美国17个州。
它看上去鲜艳漂亮，翅膀上带着红色和斑点，但对农作物和林木却是实实在在的威胁。它会吸食植物的汁液，让植株逐渐衰弱，还会排泄出一种带糖分的“蜜露”，覆盖在叶片和树干上，妨碍光合作用，同时滋生黑色霉菌。葡萄园、果树种植区，甚至公共绿地，都因此遭受损失。
斑衣蜡蝉的成虫。©Linda Wong（CC BY-SA 4.0）摄影
眼下常见的防治手段并不理想。杀虫剂虽然见效快，但可能伤害到蜜蜂等传粉者，留下长期的生态隐患；树干上的黏性胶带则容易误伤小鸟、松鼠。这些副作用，颇有点“杀敌一千、自损八百”的意思，让很多人觉得进退两难。
图源：Selina Zhang
就在这种背景下，新泽西州的一名高中生Selina Zhang，提出了一个相当新颖的办法。
她设计了一种名为“ArTreeficial”的人工树，用来专门对付斑衣蜡蝉。
它的原理并不复杂：先用臭椿树的提取物散发气味来吸引斑衣蜡蝉靠近，然后，依靠人工智能识别和双层电网进行捕杀。
为了保证安全，她把电网设计成内外两层：外层用来隔离，内层负责通电。当昆虫踩到网格，AI系统会判断并只激活那一小块区域的电流，从而避免能耗和误伤。
据介绍，这并不是简单的动手做实验。Zhang在动手前花了大量时间观察斑衣蜡蝉的行为，拍摄并记录了上百张照片，用来训练她的AI模型。
她发现，这些昆虫行动缓慢、步伐细长，这给了她设计电网的灵感。可以说，正是这种对细节的捕捉，让整个装置变得更有针对性。
▲上图：自然界中，这是一棵臭椿树树干上的密密麻麻的虫卵——它们是斑衣蜡蝉的虫卵。每个卵块含有约30~50粒卵，排列整齐，像鱼鳞一样重叠。看起来像泥状，不显眼。©Linda Wong摄影（CC BY-SA 4.0）
据介绍，目前，一台ArTreeficial的成本大约是200美元。对小农户来说，这个价格不算低，但如果能够规模化生产，成本有可能降下来。
Zhang还设想过更进一步的应用——在农田里部署成片的人工树，形成一个“ArTreeForest”，让这些装置协同工作，提高防治效率。
当然，科学界对这一思路也有不同看法。有人认为AI识别害虫本身就是一种有价值的探索，即便不依赖“人工树”的形式，也可能在其他作物上应用。也有人提醒，斑衣蜡蝉的习性并不完全稳定，单一诱饵可能并不能长期奏效。因此，ArTreeficial究竟能不能成为大规模应用的工具，还需要更多实地测试。
【物种档案】
斑衣蜡蝉（Spotted Lanternfly）是一个典型的外来入侵物种案例。所谓外来入侵物种（Invasive Alien Species, IAS），指的是那些原本分布在某一区域之外，却被人类活动无意间或有意带入新环境的生物。一旦缺少天敌或限制条件，它们往往会在新环境中快速扩散，对当地的生态系统、农业生产甚至经济社会造成显著冲击。需要注意的是，“入侵”通常是一个地域性的概念：某种生物在原产地可能与环境保持平衡，但一旦被引入其他地区，就可能成为威胁。
斑衣蜡蝉原产于中国，在本土环境中，它的数量受到寄生蜂等天敌的调控。不过2012年，它随货物抵达美国，并于2014年首次在宾夕法尼亚州爆发。在缺乏天敌的情况下，斑衣蜡蝉迅速蔓延至十多个州，成为当地农业的重大隐患。它能危害70多种植物，特别是葡萄和果树，同时分泌的“蜜露”又会诱发霉菌滋生。也就是说，同一种生物，在本土可能只是普通昆虫，但在异域环境下，却能摇身一变，成为入侵性的破坏力量。
海潮天下（Marine Biodiversity）小编提醒一下：其实，外来入侵物种是一个比较相对性的概念。举例来讲比如美洲红火蚁在南美洲原产地有天敌制约，数量有限，但被带到澳大利亚后迅速扩散，严重威胁当地居民和牲畜安全；美国本土的灰松鼠在北美并不稀奇，但被引入英国后，却因竞争力更强而取代了当地的红松鼠；再比如凤眼莲原本生长在南美的河流湿地，但当它被引入亚洲和非洲作为观赏植物时，却在缺乏控制的环境中爆发式繁殖，堵塞河道、危害渔业。
不管结果如何，这个项目至少展示了一种新的思路。过去，人们往往把防治害虫和环境保护看作两难选择；这次华裔女孩Zhang的尝试证明了，科技手段或许能帮助找到折中方案。她的这个设计入围了全美顶尖的高中科研竞赛，也引发了更多人对入侵物种治理的关注。当然了，虽说从长远来看，这类探索未必能一举解决问题，但它让公众看到了一种可能：用更聪明、更精准的方式去守护农业和生态，而不是依赖单一、粗放的手段。
正如科学人才搜索评委会所言：“真正的创新者从不将自己局限于单一领域。”Selina Zhang的故事，被认为是“重新定义了当代青少年的成长模式”。
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文 | 王昆山
审 | 海潮君
日期 | 2025年8月25日
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来源：科学奥利给