機場鳥擊特點及防范體系構建

李曉娟， 周材權， 杜杰， 黃燕， 明信斌， 吳雪， 鄭江萍

(1. 重慶機場集團有限公司，重慶401120； 2. 西南野生動植物資源保護教育部重點實驗室，四川南充637009；3. 西華師范大學生態研究院，四川南充637009)

鳥擊是指鳥或蝙蝠與航空器相撞的情況，是隨著飛機的誕生而出現的一種自然災害，具有突發性和多發性的特點(周佳良，1994)，已經給航空業造成了巨大的經濟損失(Allan，2002)，國際航空聯合會把鳥擊災害升級為“A”類航空災難。隨著中國民航事業的快速發展，機場鳥擊問題越來越突出，近幾年一直是中國民航的第一大事故征候類型，長期以來都是業界普遍關注的重點和難點。但是，中國部分機場的鳥擊防范工作側重于購置驅鳥設備“驅趕”(喬亮，張亮，2014)，鳥擊防范工作的科學性與系統性不足。本文通過對重慶市江北機場與中國民航鳥擊特點進行對比分析，并根據江北機場及其他機場的工作實際，旨在根據機場鳥擊特點建立較為完善的鳥擊防范體系，為機場鳥擊防范工作提供指導。

1 研究地區概況

重慶地區為盆東平行嶺谷地貌，生境復雜，鳥類資源豐富。每年春、秋季大量猛禽在重慶地區的盆東平行嶺谷內南北穿越。在南山、縉云山、歌樂山、玉峰山都可以看到大批猛禽遷徙。江北機場位于重慶市中心東北方向19 km，海拔415.5 m。機場飛行區以禾本科Poaceae植物為主，優勢種有狗牙根Cynodondactylon、茅葉藎草Aneurolepidiumprionodes、白茅Imperatacylindrica、狗尾草Setariaviridis、十字馬唐Digiariacruciata和看麥娘Alopecurusaequalis。機場西面、南面和北面是成熟的城市商業區、居民區或工業園區，種植有綠化植物如天竺桂Cinnamomumpedunculatum、小葉榕Ficusmicrocarpavar.pusillifolia、黃葛樹Ficusvirens、香樟Cinnamomumcamphora、麥冬Ophiopogonjaponicus等。機場東臨農耕丘陵，錯落分布一些村鎮，7～12 km的大坡頂山脈與跑道平行。東面植被類型和環境比較復雜，既有農田，也有人工林、次生灌叢，主要植被有柏木Cupressusfunebris、雪松Cedrusdeodara、銀杏Ginkgobiloba、刺桐Erythrinavariegatavar.orientails等(李曉娟等，2015)。

2 研究方法

2.1 鳥類群落調查

根據機場及周邊生境特點，設置6條樣帶，每條長2.5 km，其中，飛行區2條、農耕區2條、城鎮園林區2條。采用固定樣線法調查機場及周邊鳥類群落，觀察并記錄樣帶兩側50 m內的鳥類種類和數量，行走速度為1.5～2 km·h-1。其中，2010年3—5月為春季、2010年6—8月為夏季、2010年9—11月為秋季、2010年12月—2011年2月為冬季。每條樣帶每月調查2次。調查工具為Bushnell 8×42手持雙筒望遠鏡。以直接計數(實體數)和間接估計(叫聲、巢數等)相結合的方法統計鳥類的種類和數量(李曉娟等，2015)。

2.2 鳥擊物種信息確定

2009—2016年，將跑道上撿到鳥類尸體、機務航后檢查發現鳥擊、機組報告發生鳥擊均認定為發生鳥擊事件，盡量收集、保存鳥擊殘骸，跑道上撿到的尸體直接通過形態確認鳥擊物種信息，其余按照《航空器鳥擊殘留物收集、保存和提交辦法》(AP-140-CA-2011-1)進行收集、保存，送交中國民航鳥擊殘留物鑒定重點實驗室鑒定鳥擊物種信息。

2.3 中國民航鳥擊數據處理

參考中國民航鳥擊航空器防范信息網(www.birdstrike.cn)公布的2007—2015年鳥擊航空器信息分析報告，對其中的數據進行匯總、統計。其中，涉及鳥類信息及部分鳥類的體長、體質量信息參考趙正階(2001)、鄭光美(2011)。

2.4 數據處理

(1)相似性系數(孫儒泳，2001)

S=2c/(a+b)

其中，S為相似性指數，a為群落A的種數，b為群落B的種數，c為2個群落中共有的種數。

(2)相似性系數的差異顯著性分析

根據生境類型，將相同季節、相同時間的鳥擊物種信息與不同生境類型的鳥類群落物種的相似性系數進行配對T檢驗。

采用Excel 2007和SPSS 16.0分析數據。

3 結果與分析

3.1 江北機場鳥擊特點

2009—2016年，江北機場共收集鳥擊事件300多起，其中，145起確定鳥擊物種信息，涉及鳥類9目23科60種134起，哺乳類翼手目Chiroptera 8種11起，具有遷徙季節、夜間鳥擊高發等特點。多發類群為小云雀Alaudagulgula(15起)、家燕Hirundorustica(11起)、家鴿Columbaliviadomestica(9起)、金腰燕Cecropisdaurica(7起)、池鷺Ardeolabacchus(7起)、白鹡鸰Motacillaalba(6起)、紅喉歌鴝Lusciniacalliope(5起)、蝙蝠(11起)和遷徙鳥等。

3.1.1江北機場鳥擊物種與鳥類群落物種之間的關系根據李曉娟等(2015)、李曉娟和周材權(2016)的研究成果，江北機場鳥擊物種與鳥類群落優勢種的差異較大，鳥擊物種大部分在鳥類群落中未發現或是罕見種。筆者將江北機場2009—2016年收集的鳥擊物種與飛行區、城鎮園林、農耕區的鳥類群落進行相似性分析發現(表1，表2)：

(1)夏季白天的鳥擊物種與飛行區的鳥類群落相似性最高(S=0.413 8)，說明夏季飛行區鳥類鳥擊概率高，夏季機場應重點加強飛行區白天鳥類的驅趕和治理工作。

(2)鳥擊物種與飛行區鳥類群落的相似性顯著高于農耕區(t=2.507，P=0.041)和城鎮園林(t=2.562，P=0.037)；鳥擊物種與農耕區、城鎮園林群落物種之間的相似性較低，且差異無統計學意義(t=0.474，P=0.650)，說明飛行區的鳥類鳥擊率更高，是鳥擊防范的重點區域。

(3)飛行區白天的鳥擊物種與飛行區鳥類群落的相似性較晚上的高，但差異無統計學意義(t=1.814，P=0.167)。原因可能是本文中的鳥類群落僅是白天調查的結果。但是兩者之間的差異無統計學意義，說明白天活動的很多鳥類在夜晚也經常發生鳥擊，比如小云雀、家燕、樹麻雀Passermontanus等(李曉娟，周材權，2016)。

(4)雖然春、秋季鳥擊率較高(李曉娟，周材權，2016)，但是鳥擊物種與飛行區鳥類群落物種之間的相似性并不大，這主要因為春、秋季是鳥類遷徙季節，鳥擊物種中遷徙鳥類占多數，因此，春、秋季應加強對遷徙鳥類的監控和防范。

(5)冬季飛行區無論是白天還是晚上的鳥擊物種與鳥類群落之間的相似性都比較低，主要是因為冬季鳥擊率比較低。

3.1.2江北機場鳥擊分析結論(1)鳥擊物種與3個區域鳥類群落的相似性普遍較低，江北機場重點防范的是遷徙鳥；(2)飛行區活動的鳥類更易成為鳥擊高危物種，飛行區是鳥擊防范工作的重點區域，尤其在夏季；(3)江北機場需要重點防范家鴿、機場集群活動的小鳥、遷徙鳥和蝙蝠。

3.2 中國民航鳥擊特點

2007—2015年，中國民航共收集鳥擊信息16 940起，具有如下特點。

表1 江北機場鳥擊物種與不同生境鳥類群落物種的相似性系數Table 1 Similarity index between bird strike species and avian communities species in different habitats in Jiangbei Airport

表2 江北機場鳥擊物種與不同生境鳥類群落物種的相似性系數的差異顯著性比較Table 2 Comparison of the similarity index between the bird strike species and avian communities species in different habitats in Jiangbei Airport

注Note：*P<0.05

3.2.1鳥擊部位鳥擊集中發生在發動機、機翼/旋翼、雷達罩、風擋等部位，發生最多的部位是發動機。

3.2.2鳥擊的季節規律中國民航鳥擊高發于春、夏、秋季，尤其以秋季(9月)最為突出。

3.2.3鳥擊發生的時間規律中國民航2008—2014年(2007、2015年未完全公布鳥擊事件時間信息，因此未納入統計)能夠確定發生時間的鳥擊事件10 700起，其中，白天45%、晚上42%、黃昏11%、黎明2%，晚上發生的鳥擊次數與白天基本持平。

3.2.4鳥擊發生的飛行階段和飛行高度中國民航2007—2015年確定鳥擊發生階段的數據中，飛機起飛、爬升、進近、著陸等低高度階段占絕大多數(2012年：85%；2014年：95.35%)；確定鳥擊發生高度的數據中，0～100 m高發，但鳥擊事故征候率不高，2 500 m以上發生較少，但鳥擊事故征候率最高。

3.2.5造成鳥擊的物種2007—2014年共收集鳥擊信息13 124起(2015年鳥擊物種信息未完全公布，因此未納入統計)，其中確認鳥擊物種信息的835起，僅占6.36%，涉及鳥類12目28科82種(類)770起，哺乳類翼手目8種(類)65起。其中，多發種類為燕子(家燕和金腰燕)(196起)、樹麻雀(78起)、云雀Alaudaarvensis(75起)、蝙蝠(65起)、家鴿(57起)以及各種遷徙鳥等。

3.2.6造成鳥擊事故征候的物種2007—2015年，鳥擊造成的中國民航事故征候共1 068起，是中國民航第一大事故征候類型，其中，有26起確認鳥擊物種信息，涉及鳥類11種(類)、蝙蝠1種，基本是體型較大的種類(表3)。

3.3 江北機場鳥擊與中國民航鳥擊的對比

江北機場鳥擊的特點(李曉娟，周材權，2016)與中國民航在季節、鳥擊時間、鳥擊物種等各個方面基本一致，均表現出遷徙季節、夜間、遷徙鳥，以及部分當地常見鳥，如家鴿、家燕、樹麻雀、云雀等鳥擊高發的特點。

4 討論

以往研究(Dekker & van der Zee，1996；Thorpe，1996；Clearyetal.，2005)表明，絕大多數鳥擊事件發生在機場及其附近空域，主要發生于飛機起飛滑跑、爬升、進近和著陸滑行階段。中國民航、江北機場鳥擊特點分析也顯示，飛行區是鳥擊防范的重點區域，做好飛行區的鳥情控制是鳥擊防范的重要環節。根據目前中國民航鳥擊防范工作的發展情況，以及各機場與江北機場的鳥擊防范工作經驗：機場應根據鳥情特點，以生態學、鳥類學為指導，采取綜合治理策略，成立專職的工作隊伍，合理使用驅鳥設施、設備，積極協調地方政府治理機場周邊的鳥類威脅，通過生態治理改善機場及周圍的環境；機場可以從組織機構、制度管理、監控、信息分析、設備防范、環境管理、應急處置、航班動態調整等方面構建一個全方位的鳥擊防范體系(圖1)。

表3 中國民航2007—2015年造成鳥擊事故征候的種類信息Table 3 The species caused bird strike incidents in 2007-2015 in Civil Aviation Administration of China

4.1 組織機構

組織機構包括鳥擊防范工作領導小組和專職隊伍。建立專職鳥擊防范工作隊伍，配置專業技術人才，是落實各項鳥擊防范措施人力保證。

4.2 制度管理

完善鳥擊防范工作機制，建立機場與地方政府之間關于鳥擊防范的合作機制，明確機場與地方政府關于鴿類及飛行區外吸引鳥類的生態環境治理的工作職責，建立完善的人員管理、工作制度和程序、設備管理等各方面的管理制度，是確保各項鳥擊防范措施落到實處的制度保證。各機場的工作實踐證明，建立獎懲機制、充分發揮員工工作的主觀能動性，可以有效控制鳥擊頻次。

4.3 監控

監控包括目視監控和技術監控。目視監控包括驅鳥員不間斷的鳥情巡視、記錄。對于特定月份出現的鳥種，在其活動頻繁的季節，應有針對性地加強觀測和防范(魏煒等，2013)。遷徙季節和夜間各機場的鳥擊威脅增大。由于目視監控受人員知識水平、目視范圍、氣候及可見度的影響，需要技術監控進行補充和完善。機場應使用先進技術設備監視機場及附近鳥類的活動，及時驅趕進入場區的鳥類，確保飛機起降安全(張兆，1978)。技術監控包括使用紅外夜視或雷達技術，也包括專業技術人員的日常環境監控和定期調研。

4.4 信息分析

機場吸引鳥類的因素有食物、水源、棲息地、氣候和天氣，或者機場處于鳥類遷徙路線上等(吳琦等，2006)。對機場鳥情信息進行分析，查找機場鳥擊根本原因，是采取針對性、科學性防范措施的保證。機場應收集本機場以及其他機場發生的鳥擊事件，逐步建立機場鳥擊數據庫，并在此基礎上不斷優化本機場鳥情監測方案，做好鳥情監測日志(劉勇，2003；孫平等，2008)；在相關鳥情資料積累的基礎上，探索適合本機場鳥防的預警系統，對機場的鳥情狀況作出較準確的預測，從而實施及時有效的防范措施(李俊紅等，2001；朱曉晶等，2014)。機場配置專業人員有助于科研單位研究成果的落地。

4.5 設備防范

隨著人為干擾強度增加，機場及周邊區域內的鳥類種群密度也隨之下降。這也印證了生態學的中度干擾理論，即過度干擾的區域中鳥類的多樣性較低(孫儒泳，2001)。增加人為干擾是驅避和去除鳥類的有效手段。長期不間斷的驅鳥工作非常必要，每天在飛行區內巡視，通過增加人類活動干擾鳥類，使鳥類受到驚嚇而離開飛行區(魏煒等，2013)。驅鳥設備發出的高強度噪音會降低鳥類鳴聲的傳播距離、干擾聲信號內容，導致聲音傳播效率下降，使鳥類彼此間的識別能力下降，進而影響鳥類的繁殖力及適合度、種群數量和群落組成(季婷，張雁云，2001)，從而達到生態學上的驅鳥效果。正確使用機場的驅鳥設備可以及時有效地解除鳥類對飛機的威脅，驅鳥槍、驅鳥炮、恐怖鳥、驅鳥劑等驅鳥設施、設備都有一定的鳥擊防范效果(宋濤，2015)。實踐表明，鳥類對驅鳥設備容易產生適應性，長期使用效果明顯減弱。John和Nicole(2017)通過實驗發現，單獨使用聲音對鳥類的飛行無影響，霧網和聲音一起使用能降低鳥類速度的20%，有效減少鳥擊的發生。機場驅鳥設備連動交替使用和定時開啟驅鳥設備，是提高驅鳥設備效果的最佳選擇(張亮等，2015)。一般的驅鳥設備只是通過降低環境的舒適度來控制鳥類數量，因此，飛行區驅鳥設備的布設宗旨以及驅鳥措施的實施應優先考慮鳥擊防范的重點區域(跑道、滑行道系統及起降方向)，首先降低重點防范區域鳥類的舒適度，將跑道、滑行道及周邊的鳥類向環場道驅逐。

圖1 機場鳥擊防范體系
Fig.1 Bird strike prevention system

4.6 環境管理

飛行區草地生境以及草叢動物是吸引鳥類到機場棲息和覓食的主要原因(趙云龍等，2004)。機場植被、地表草叢動物與鳥類數量間存在動態關系(楊效東等，1998；李曉娟等，2010)。植被為鳥類提供食物和棲息場所，同時植物繁茂滋生大量昆蟲、鼠類等小動物(胡忠軍等，2002；李俊生等，2003)，從而使肉食性鳥類數量增多。機場鳥擊災害的根源在于機場環境對鳥類的吸引，因此，減少機場環境中吸引鳥類的生態因子是解決鳥擊威脅的根本方法(吳琦等，2006)。在鳥擊防范工作中，除了在不同季節采用不同的防鳥手段外，加強機場生境的綜合整治和有效管理是必不可少的(Yorketal.，2001；Cooketal.，2008)。通過控制植被高度及群落結構的方法有效切斷鳥類、昆蟲以及小型嚙齒類的食物來源和隱蔽場所(王磊等，2010；王雪穎等，2013)，噴灑低毒高效農藥滅蟲，控制土壤動物密度(趙云龍等，2004)；通過除草劑降低機場內草叢植被的復雜性，種植單一草種，降低草坪的生物多樣性，從而降低機場對鳥類的吸引(陳丹，2001；陳偉才等，2008)。一般單子葉植物蛋白質含量較低，可以通過撒播結籽少、繁殖快的狗牙根、假儉草Eremochloaophiuroides、結縷草Zoysiajaponica等本地優勢單子葉植物的種子，抑制如野豌豆屬Vicia、狗尾草等籽粒大、易吸引鳥類取食或滋生蟲情的植物，達到植被改良的效果。飛行區滅蟲可以采取與專業滅蟲公司合作或由農藥供應商提供指導等方法，根據飛行區蟲情特點，配置針對性的農藥，分階段對飛行區蟲類進行滅殺，尤其是割草之后必須及時滅蟲。

機場周邊環境管理包括鴿類管理與棲息地控制、改造。由于權責限制，機場必須積極協調地方政府開展機場周邊環境管理工作，要求在機場凈空區尤其是機場周邊區域禁止放飛鴿子；對機場周邊的垃圾、鳥類棲息地、水源地等吸引鳥類活動的生境進行控制(邢璞，2011)。改變機場周邊的小環境，切斷食物鏈，讓鳥類遷移。上海浦東機場的“種綠引鳥”就是一項緩解資源與環境協調發展的嘗試性工程。

4.7 應急處置

為應對特殊天氣或其他原因引起的突發鳥情，機場應根據當地鳥情特點，建立突發鳥情應急處置預案，明確突發鳥情下機場鳥情通報、航行通告、航班動態調整等工作機制，并儲備如驅鳥獵槍、鈦雷彈、二踢腳、滅蟲劑、驅逐劑等相對能及時清除或驅逐危險鳥情的設施物資。

4.8 航班動態調整

航班動態調整指通過更改航班飛行時間、飛行線路、起降方向、選擇使用跑道等方式主動避開與特殊鳥情的沖突。航班動態調整不能算一種主流方法，但是在鳥類遷徙季節和鳥類活動頻繁期也不失為一種有效的方法(邱春榮，2003)。鳥類的遷徙是自然選擇的結果，人為控制的難度大，飛機飛行可以人為設計航線和高度，所以在鳥類遷徙期可以對航線進行適當的調整(慈嘉，2012)。隨著機場鳥情預警系統的開發與成熟，航班動態調整作為鳥擊防范手段將得到普遍應用。

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