基于物候觀測的首都機場飛行區(qū)草種改革試驗研究

劉 雯，隋國輝，王 淼

(北京首都國際機場股份有限公司，北京 100621)

北京首都國際機場是全球運行第二繁忙的大型國際樞紐機場，航空運輸量的不斷攀升帶來的是不斷增長的安全運行保障壓力。《民用機場運行安全管理規(guī)定》(CCAR-140)第五十條規(guī)定：“飛行區(qū)土面區(qū)盡可能植草，固定土面。飛行區(qū)內草高一般不應超過30厘米，并且不得遮擋助航燈光和標記牌，植草應當選擇不易吸引鳥類和其他野生動物的種類?！睘榇耍锥紮C場一方面需要保持土質區(qū)內草種的覆蓋率以防止水土流失、降低石子吹襲的幾率，另一方面每年要投入大量人力和物力進行割草維保作業(yè)以控制草高。為探索最適合首都機場的草種，我們于2016—2017年在首都機場開展了基于物候觀測的飛行區(qū)草種改革研究試驗，從草高、種植成本、成坪速度等幾個方面對比分析了不同草種在飛行區(qū)環(huán)境下的生長特性。

1 試驗背景

北京首都國際機場位于北京市順義區(qū)，地理位置北緯40.08°、東經(jīng)116.59°，平均海拔35 m，屬典型的溫帶季風氣候區(qū)[1]，年平均氣溫13.2 ℃，年平均降水量644 mm，其中75%集中于夏季。

首都機場現(xiàn)有土質區(qū)面積約573.3萬m2，多為礫石褐土，其中礫石占20%以上，土壤的養(yǎng)分含量低、結構差。土質區(qū)內現(xiàn)有植被約22種，東區(qū)主要為苜蓿，西區(qū)主要為狗尾草、虎尾草等雜草，草叢自然高度平均在50 cm以上。綜合飛行區(qū)內的環(huán)境條件，所選草種最好符合低養(yǎng)護水平、耐鹽、耐貧瘠、耐碾壓、結籽少、耐熱、耐寒、抗病蟲害、綠期長等要求。

2 試驗方法

2.1 物候觀測法

植物物候觀測，就是對植物各個物候期定期進行觀察記載，以發(fā)現(xiàn)植物物候規(guī)律的科技活動。物候觀測主要用眼睛觀測，用手記錄，簡單易行，隨地可做。根據(jù)試驗特點和需求，本次草種改革試驗選取觀測的物候期主要為萌發(fā)期、展葉期和黃枯期[2]。

2.2 草種選擇

通過借鑒其他機場草種試驗的經(jīng)驗，并參考相關園林專家和鳥防技師的建議，選定試驗草種為野牛草、高羊茅、二月蘭、優(yōu)美早熟禾、白花三葉草和優(yōu)異早熟禾6種。其中野牛草、高羊茅、二月蘭和優(yōu)美早熟禾種植于2016年，白花三葉草和優(yōu)異早熟禾種植于2017年。

野牛草生長迅速，生命力強，抗旱、抗病蟲害能力強，株莖較低，不結草籽，不吸引鳥蟲；高羊茅抗逆性和抗病性強，耐酸、耐瘠?。欢绿m對土壤光照等條件要求較低，耐寒旱，少有病蟲害，生命力強；優(yōu)美早熟禾根莖繁殖迅速，再生力強，耐修剪；白花三葉草對土壤要求不嚴，喜溫暖、向陽、排水良好的環(huán)境條件；優(yōu)異早熟禾具有低矮生長習性，抗病性中等，耐旱。

2.3 物候觀測點

在離水源較近的首都機場飛行區(qū)S4滑行道南側土質區(qū)內劃定試驗田，以播種草籽方式種植。

3 結果與分析

3.1 試驗結果

3.1.1 第一年觀測期

受項目限制，第一年草種種植于7月1日(觀測期內未進行割草作業(yè))。野牛草自7月初進入萌發(fā)期，7月中旬進入展葉期，10月下旬開始進入黃枯期；高羊茅7月下旬進入萌發(fā)期，8月初進入展葉期，9月下旬開始進入黃枯期；二月蘭7月中旬進入萌發(fā)期，下旬進入展葉期，9月下旬開始進入黃枯期；優(yōu)美早熟禾未萌芽。各草種生長狀況見表1。

表1 第一年觀測期內草種生長狀況

3.1.2 第二年觀測期

為保證完整物候觀測期，第二年進行持續(xù)觀測，并對部分草種進行補種。

野牛草于4月中旬開始返青，進入展葉期，5月中旬開始分蘗繁殖，迅速向周邊試驗田蔓延，10月底逐漸進入黃枯期，此時高羊茅和優(yōu)美早熟禾試驗田內已分別被野牛草覆蓋75%和30%。

二月蘭3月初開始進入萌發(fā)期，4月初開始開花且草高很快超過30 cm(根據(jù)飛行區(qū)內草高規(guī)定，4月21日對該試驗田進行割草)，但覆蓋率極低，5月下旬即開始進入黃枯期；高羊茅4月下旬進入萌發(fā)期，覆蓋率為50%；優(yōu)美早熟禾未萌芽。為此，于5月31日對高羊茅、二月蘭和優(yōu)美早熟禾進行補種，并增加觀測草種白花三葉草和優(yōu)異早熟禾。第一輪補種期間雨水較少，補種和新增草種均未成活。

7月20日進行了第二輪補種。7月26日觀察到補種的優(yōu)美早熟禾、高羊茅有萌芽跡象，7月31日優(yōu)異早熟禾、二月蘭萌芽，白花三葉草未萌芽。8月25日觀測到補種的優(yōu)異早熟禾、優(yōu)美早熟禾、高羊茅和二月蘭均成功進入展葉期，白花三葉草未成活。具體草高為：優(yōu)異早熟禾約3 cm，優(yōu)美早熟禾約2 cm，高羊茅約6 cm，二月蘭約5 cm。后續(xù)觀測各草種草高均未超過30 cm，9月底開始進入黃枯期。

3.2 結果分析

3.2.1 評價指標的確定

不同的評價指標反映了草種不同的生態(tài)特性，生態(tài)特性的多樣性可適用于不同用途和目的的草坪[3-4]。根據(jù)飛行區(qū)適合的草種要求，試驗選用的評價指標包括幼苗活力、草高、成坪速度、綠期、種植成本、綜合質量6個，每個評價指標的分值為0～5分。評價指標的分值可作為品種選擇的重要依據(jù)。

(1)幼苗活力。幼苗活力影響著草種早期的各種抗性，幼苗活力強表明草種初期對病蟲害、干旱及不利溫度的抗性好，可以在較為惡劣的環(huán)境下直接用草籽種植。通過目視測定草種萌芽能力來評價草種的幼苗活力大小，分值越高代表萌芽能力越強。

(2)草高。由于機場飛行區(qū)內對草高有規(guī)定，因此通過觀測到的草種最高草高來評價草種需實施割草作業(yè)的次數(shù)，分值越高代表最高草高越低，需割草的次數(shù)越少。

(3)成坪速度。成坪速度反映的是草種幼苗期的生長速度和新建草坪的郁閉速度，成坪速度快的草種多用于要求快速成坪的情況，尤其是作為水土保持用的草種。通過草種生長速度和第一年的覆蓋度來評價草種的成坪速度，分值越高代表成坪速度越快，完全郁閉為5分。

(4)綠期。綠期的長短受草種遺傳特性、環(huán)境條件和維護水平影響，通常冷季型草的綠期比暖季型草長。綠期的長短直接影響草種的利用，飛行區(qū)內適用的草種應具有較長的綠期。通過草種能保持正常生長顏色的時間，即萌芽期到黃枯期時間的長短來評價草種綠期，分值越高代表綠期越長。

(5)種植成本。機場飛行區(qū)面積大，種植成本是必須考慮的一項內容?？紤]到飛行區(qū)內養(yǎng)護條件有限，大面積種植時的目標為零養(yǎng)護成本，因此不將養(yǎng)護成本作為評價指標。分值越高代表種植成本越低。

(6)綜合質量。綜合質量的高低在很大程度上反映了草種的優(yōu)劣。根據(jù)草種的生長情況、覆蓋度、蔓延性、與雜草競爭能力等進行綜合評判，分值越高代表綜合質量越好。

3.2.2 評價分值

(1)幼苗活力。試驗中，野牛草、高羊茅、二月蘭第一次種植即成功萌芽，優(yōu)美早熟禾、優(yōu)異早熟禾在補種時才萌芽，而白花三葉草最終也未萌芽。

(2)草高。野牛草、高羊茅、優(yōu)美早熟禾、優(yōu)異早熟禾的最高高度均未超過15 cm，而二月蘭的最高高度超過30 cm。

(3)成坪速度。試驗中，野牛草覆蓋率達到100%，高羊茅為20%，二月蘭為30%，優(yōu)美早熟禾與優(yōu)異早熟禾覆蓋率均未超過20%。

(4)綠期。野牛草的綠期為4月中旬到10月底，高羊茅的綠期為4月下旬到9月下旬，二月蘭的綠期為3月初到5月下旬，優(yōu)美早熟禾和優(yōu)異早熟禾僅觀測一年，但10月底進入黃枯期，時間較晚。

(5)種植成本。由于機場內飛行區(qū)草地面積大，且受運行限制無法提供較好的養(yǎng)護條件，因此適應性評價時不考慮后期養(yǎng)護成本；而各草種種植時的人工成本相同，因此此處的種植成本僅考慮草籽的購買成本。

(6)綜合質量。通過觀測發(fā)現(xiàn)，野牛草的蔓延性和與雜草競爭的能力強，種植第二年逐漸侵占高羊茅與優(yōu)美早熟禾試驗田，能保持較高的地面覆蓋率；高羊茅為單生，與雜草競爭能力相對較弱；二月蘭為單株直立生長，較難成坪，且草較高，綠期較短；優(yōu)美早熟禾和優(yōu)異早熟禾萌芽后生長情況類似，第一年生長期內草較低，但優(yōu)美早熟禾兩次均未萌芽，影響其綜合質量評價。

通過對6個評價指標的分析，得到6種草種的評價指標分值，見表2。

表2 草種評價指標分值

3.2.3 評價結果

幼苗活力、草高和種植成本應作為首要指標，權重值分別為0.2；成坪速度和綠期作為評價的次要指標，權重值分別為0.15；綜合質量反映出草種的優(yōu)劣和種植多年的生長情況，權重值分配為0.1。各指標權重值分配見表3。

表3 各指標權重值

根據(jù)機場飛行區(qū)對草種的要求，采用加權平均法對不同草種進行評判，以篩選出適合首都機場飛行區(qū)的草種。計算得出的各草種的評價分值見表4。

表4 各草種最終得分

從各草種的適應性評價分值可以看出，在6個試驗草種中，野牛草的得分為4.20，是最適合首都機場飛行區(qū)的草種；高羊茅、優(yōu)美早熟禾、優(yōu)異早熟禾的得分分別為3.65、3.55、3.35，可作為備選草種；而二月蘭和白花三葉草得分過低，因此不建議將其作為備選草種。

4 結論與建議

首都機場草種改革試驗基于物候觀測對各試驗草種在飛行區(qū)的適應性進行了評價，認為野牛草最為適應首都機場土質區(qū)的生長環(huán)境，在種植時間合適的前提下，高羊茅、優(yōu)美早熟禾、優(yōu)異早熟禾也可作為備選草種，但不建議將二月蘭和白花三葉草作為備選草種。后續(xù)首都機場將在飛行區(qū)內對最優(yōu)草種野牛草開展推廣種植試驗，以進一步觀測其生長情況。