齊齊哈爾機場春季鳥類群落與鳥擊預防

劉安專 曾 煜 許 青 張明海

(東北林業大學野生動物與自然保護地學院，哈爾濱，150040)

鳥擊(bird strike)又稱鳥撞，航空界俗稱“吸鳥”。它是指飛機在起飛、飛行和著陸的過程中與空中的飛鳥相撞所產生的飛行安全事故或事故征候(國際民航組織ICAO，1998)[1]。隨著飛機向高速、低噪音以及大型化方向發展，尤其是寬體客機等大型噴氣式飛機的廣泛使用[2]，導致飛機數量逐年增加、航線不斷增多，起降次數愈加地頻繁。再加上飛機場大多建立在城市郊區，這里位于鳥類棲息地及取食地的附近，鳥類對飛機的影響越來越大，使鳥擊問題成為目前世界各國航空界所面臨的一個亟待解決的共同難題[3]。

據權威統計，全球每年發生超過1萬次的鳥擊飛機事件，國際航空聯合會已把鳥害定為“A類航空災難”[4]。因此機場鳥類防治引起了許多科研工作者的關注，提出了相關的意見和建議。楊貴生等[5]對呼和浩特白塔機場范圍內的秋季鳥類資源現狀進行了調查，分析了不同生境鳥擊的潛在隱患，并提出了以飛行區草坪的科學管理和機場周邊地區土地的合理規劃為主的綜合防范對策。唐鑫生等[6]對黃山機場及其周邊地區的鳥類區系成分、居留特點和主要威脅鳥類的活動情況進行了分析，并提出了一些鳥擊防范對策。梁淑敏等[7]對呼和浩特白塔國際機場、巴彥淖爾民航機場和烏蘭察布民航機場的鳥類飛行高度進行了調查、整理和研究，并根據飛行高度對所觀察到的鳥類進行危險等級劃分和結果比較，提出了一些防治的建議。黃才斌等[8]對南寧吳圩國際機場冬季鳥類進行了調查，得到了構成鳥撞隱患的主要為鷺科(Ardeidae)、鷹科(Accipitridae)、隼科(Falconidae)、鴟鶚科(Strigidae)及鷸科(Scolopacidae)的鳥類，并結合各生境的特點和高危鳥種初步提出生態治理對策和鳥擊防范措施。趙煥樂等[9]對內蒙古扎蘭屯成吉思汗機場及其周邊區域進行鳥類多樣性調查，提出了不同季節、不同區域以及不同鳥種的針對性防范意見以及機場管理對策。李益得等[10]、鄭佳等[11]、吳雪等[12]對機場周圍的鳥類群落組成和不同生境的鳥類物種多樣性進行了實地調查，對比了鳥類種群密度在不同生境之間的差異性及鳥類種群密度在不同季節間的差異，并對機場的鳥擊防范提出了相關建議。

齊齊哈爾機場位于市區東南方向13 km處，是黑龍江省西部地區的航空樞紐，機場等級為4C，屬于軍民合用機場。我們在2017年3—5月及2018年4—5月對黑龍江省齊齊哈爾機場內部空域及周邊喬木、農耕區、灌木、居民區和濕地等生境進行了鳥類調查，并參考國內外機場鳥擊防治的經驗、教訓以及采用的預防措施，針對性地提出對齊齊哈爾機場的鳥類管理措施，提出更有效的預防鳥擊方法及對驅鳥工作人員的工作建議，爭取最大限度地減少機場內鳥類數量，努力降低機場及周邊鳥擊事件的發生頻率。

1 研究地區概況

齊齊哈爾市位于中緯度地帶(122°54′41.89″E，47°21′8.29″N)、黑龍江省西南部的松嫩平原，地域平坦，東部和南部地勢低洼，平均海拔146 m。屬于中溫帶大陸性季風氣候，四季特點十分明顯：春季干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季暫短霜早，冬季干冷漫長。年降水量415 mm，年均溫3.2 ℃。齊齊哈爾機場位于市區東南13 km處，是黑龍江省西部地區的航空樞紐，已建成機場跑道長2 200 m，寬38 m，停機坪面積18 500 m2。

本研究區域包括齊齊哈爾機場及齊昂公路以東、嫩泰高速以西所包含的范圍(圖1)。調查范圍內，機場地形以平崗為主，周圍主要生境為農田和居民區，東西兩側分布著水師營森林公園、嫩江、農田、沼澤以及眾多魚塘。周圍植被類型多樣，有闊葉林、草坪以及多樣的水生植物群落。我們主要調查的是機場空域鳥類的種類、數量以及活動情況等。

圖1 機場圍界外調查線路圖Fig.1 The survey lines outside the fence at the airport

2 研究方法

2.1 調查方法

2.1.1 生境調查與樣線設置

機場圍界內，主要以草坪生境為主，機場圍界邊緣有部分灌木和青楊(Populuscathayana)、榆(Ulmuspumila)、旱柳(Salixmatsudana)、垂柳(Salixbabylonica)等喬木。根據研究區域地理狀況及植被情況，我們將鳥類生境劃分為樹林、農田、濕地、居民區和草坪5種類型。我們在機場外圍共布設12條樣線，跨越5種生境，每條樣帶不少于3 km。在機場圍界內沿巡場道布設1條樣帶，長約2.2 km，每300 m設置1個樣點，從北到南共有7個樣點，每個樣點停留5 min(圖2)。

2.1.2 數據獲取

機場圍界外周邊區域調查時間為每天的6：00—11：00，13：00—18：00。機場內部草坪調查時間安排在每天的6：00—18：00，每隔2 h觀察記錄1次，即6：00—8：00、8：00—10：00、10：00—12：00、12：00—14：00、14：00—16：00、16：00—18：00，6個時間段。同時，將機場垂直空間按照距地面高度劃分為4層：即0—20 m、20—40 m、40—100 m、100 m以上。調查時2人1組，以1.5—2.5 km /h的速度步行，使用8×42倍雙筒望遠鏡、20—50倍單筒望遠鏡觀測樣線兩側50 m范圍內鳥類，使用GPS手持式定位儀、數碼相機等設備對鳥類種類、數量、飛行高度及飛行方向等進行觀察記錄。再結合機場鳥網捕獲和驅鳥記錄對數據進行補充及驗證。

圖2 機場圍界內樣線圖Fig.2 The sample lines within the fence at the airport

2.2 統計方法

(1)鳥種優勢度使用不同鳥種個體數占總個體數的百分比(Pi)表示。

(2)物種多樣性采用Shannon-Wiener指數計算[13-14]：

式中H為多樣性指數，S為鳥種總數，Pi為第i種的個體數占總個體數的比例。

(3)均勻度采用Pielou指數進行計算[15]：

E=H/Hmax

式中E為均勻度指數，Hmax為最大多樣性指數，即Hmax=log2S。

(4)相似性采用S?renson相似性系數公式：

K=2c/(a+b)

式中K為相似性系數，a為生境A中的種數，b為生境B中的種數，c為2個生境中共有的種數。

(5)鳥擊危害指數評估方法采用Geoinsight國際有限公司根據合同與美國空軍共同開發了US BAM避鳥模型[16]，該模型通過空間內鳥類生物量取對數以便于不同垂直空間鳥擊危害風險程度比較，使用模型為：

式中R為鳥擊危害指數，Ti為第i種鳥類數量，Wi為第i種鳥類個體質量(g)。

鳥類個體質量Wi由文獻查得[17-18]。

2.3 數據處理

數據統計分析使用R語言進行相關指數的運算。采用SPSS 24中的廣義線性模型GLM來分析不同生境對鳥類種類、多樣性指數、均勻度指數及鳥種優勢度指數的影響，其中，鳥類種類、多樣性指數、均勻度指數及鳥種優勢度指數為因變量，生境為固定因素。

3 結果與分析

3.1 鳥類種群組成

經調查統計，齊齊哈爾機場空域內共記錄到45種鳥類，隸屬于13目24科45種(表1)。雀形目(Passeriformes)鳥類8科15種，非雀形目鳥類有16科30種；非雀形目鳥類中種類最多的是鸻形目(Charadriiformes)有4科7種。

按居留類型劃分，留鳥9種(20%)，夏候鳥31種(68.89%)，旅鳥5種(11.11%)。按動物區系[19]劃分，東洋界物種0種，古北界物種24種(53.33%)，廣布種21種(46.67%)。

其中國家Ⅱ級重點保護野生鳥類有普通鵟(Buteobuteo)、鵲鷂(Circusmelanoleucos)、紅隼(Falcotinnunculus)、縱紋腹小鸮(Athenenoctua)、長耳鸮(Asiootus)、短耳鸮(Asioflammeus)6種，同時也被列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約》附錄Ⅱ，占鳥類物種總數的13.33%。

有37種鳥類入選《國家保護的有益的或者有重要經濟、科學研究價值的陸生野生動物名錄》，占鳥類物種總數的82.22% 。另外有26種入選《中日保護候鳥及棲息環境協定》名錄，7種入選《中澳保護候鳥及棲息環境協定》名錄。

表1 齊齊哈爾機場春季鳥類種類和數量名錄

Tab.1 The birds list of species and quantities in spring at Qiqihar Airport

續表1

續表1

注：居留類型：R：留鳥，S：夏候鳥，P：旅鳥；動物區系：O：東洋界物種，P：古北界物種，C：廣布種；保護級別：Ⅱ：國家Ⅱ級重點保護種類，Ⅲ：列入《國家保護的有益的或者有重要經濟、科學研究價值的陸生野生動物名錄》種類，Ⅳ：黑龍江省重點保護物種，Ⅴ：《中日保護候鳥及棲息環境協定》共同保護鳥類，Ⅵ：《中澳保護候鳥及棲息環境協定》共同保護鳥類，B：列入CITES附錄Ⅱ種類，C：列入CITES附錄Ⅲ種類，c：列入IUCN紅皮書易危種類

Note：Residence types：R，resident bird；S，summer migrant bird；P，passenger bird.Avian fauna：O，Oriental species；P，Palaearctic species；C，cosmopolitan species.Protection class：Ⅱ，national key protected species；Ⅲ，the species to be included in the List of National Protected Terrestrial Wildlife with Benefit，Important Economic Value，or Scientific Research Value；Ⅳ，the key protected species in Heilongjiang Province；Ⅴ，birds jointly protected by the China-Japan Agreement on the Protection of Migratory Birds and Their Habitats；Ⅵ，birds jointly protected by the China-Australian Agreement on the Protection of Migratory Birds and Their Habitats；B，the species on the CITES Appendices Ⅱ；C，the species on the CITES Appendices Ⅲ；c，vulnerable category included in IUCN Redbook

3.2 機場空域鳥類飛行垂直分布特點

春季在0—20 m空域，分布鳥類20種，占春季所觀察到鳥類種數的44.44%。鳥類的種類隨高度的增加而減少，鳥類的數量在100 m以下隨高度上升有所增加，在100 m以上空域鳥類數量急劇減少(圖3)。在0—20 m空域，每觀察日平均數量位前3種鳥類，依次是家燕(Hirundorustica)、麻雀(Passermontanus)、普通燕鷗(Sternahirundo)，這3種鳥類的個體數占本空域鳥類總數的53.03%。在20—40 m空域，共分布鳥類15種，占觀察鳥類種數的33.33%，紅嘴鷗(Larusridibundus)、紅頭潛鴨(Aythyaferina)、黑頸(Podicepsnigricollis)是每觀察日平均數量最多的3種鳥類，占到了本空域鳥類總數的79.65%。在40—100 m空域，共觀察到8種鳥類，占觀察鳥類種數的17.78%，其中斑嘴鴨(Anaspoecilorhyncha)、綠頭鴨(Anasplatyrhynchos)及原鴿(Columbalivia)的數量占據該空域每觀察日平均鳥類數量的80.79%。100 m以上空域分布鳥類2種。

各空域鳥類按多樣性指數排序，0—20 m空域鳥類多樣性指數最高，為3.41；40—100 m空域鳥類多樣性指數次之，為2.26；20—40 m空域多樣性指數為2.21；100 m空域以上多樣性指數僅為0.47(表2)。大部分鳥類在0—40 m空域最活躍，在本空域所觀察到的鳥類數量占所觀察鳥類總數的77.78%。

春季各空域鳥類按均勻度指數排序，0—20 m空域均勻度指數最高，為0.62；20—40 m、40—100 m空域均勻度指數相似，分別為0.40和0.41；100 m以上空域鳥類均勻度指數僅為0.09(表2)。

從鳥擊危害指數上看，春季20—40 m空域鳥擊危害指數最高，為9.55，危害指數較大的鳥類有紅嘴鷗、紅頭潛鴨、黑頸；0—20 m空域內鳥擊危害指數為8.24，鳥擊危害指數較大的鳥類有家燕、麻雀和普通燕鷗；40—100 m空域鳥擊危害指數為7.68，鳥擊危害指數較大的有斑嘴鴨和綠頭鴨；100 m以上空域鳥擊危害指數較低，為6.13，主要為鴻雁(Ansercygnoid)。

圖3 鳥類種類和數量與距地面高度的關系Fig.3 The relationship between bird species and number and height above the ground

表2 齊齊哈爾機場春季各空域鳥類特征指數

Tab.2 The birds characteristic index in each airspace in spring of Qiqihar Airport

3.3 機場空域春季鳥類日飛行特征

在每月的6：00—9：00、15：00—18：00鳥類最活躍，在6：00—9：00觀察到的鳥類數量占所觀察到鳥類總數的39.83%，其中家燕、紅嘴鷗、喜鵲(Picapica)數量排在前3位，占64.27%；在15：00—18：00觀察到的鳥類數量占所觀察到鳥類總數的36.58%，其中家燕、斑嘴鴨、綠頭鴨數量排在前3位，占73.61%；并且我們觀察到鳥類的飛行方向大多是東西方向(表1)。

3.4 不同生境下鳥類多樣性

對調查區域內的不同生境鳥類進行分析發現(表3)，濕地生境內鳥類種數最多，占總鳥類種數的28.89%，農田生境最少；多樣性指數：樹林>濕地>草坪>居民區>農田，樹林生境多樣性指數最高，為2.75，農田生境最低；均勻度指數：樹林>濕地>草坪>居民區>農田，均勻度指數樹林生境最高，為0.51，農田生境最低，其中樹林、濕地及草坪生境均勻度指數差別很小；濕地生境的優勢度指數最高，為58.09%，樹林生境最低。

一般線性模型GLM分析顯示，不同生境對鳥類群落的物種數、多樣性指數、均勻度指數和優勢度指數均有顯著影響(物種數：F4，4=27.712，P<0.001；多樣性指數：F4，4=66.549，P<0.001；均勻度指數：F4，4=41.163，P<0.001)。

3.5 不同生境下鳥類相似性比較

通過對不同生境間相似性系數的比較分析(表4)，在齊齊哈爾機場及周邊的5種生境中，樹林和草坪的相似性系數最高，相似性系數值達到0.76；其次是草坪跟農田的相似性，其相似性系數值為0.72；樹林跟濕地之間的相似性最低，其系數值為0.27。

表3 齊齊哈爾機場春季不同生境鳥類特征指數

Tab.3 The birds characteristic index at diverse habitats in spring of Qiqihar Airport

表4 齊齊哈爾機場春季5種生境鳥類相似性比較

Tab.4 Comparison of avian species similarity in 5 kinds of habitats in spring at Qiqihar Airport

4 討論

齊齊哈爾市屬松嫩平原，同時也處于我國3條鳥類遷徙主要路線的東部通道附近，是東北亞—澳大利亞鳥類遷徙通道的重要組成部分。春季是候鳥回遷的季節，候鳥遷徙往往是種群數量龐大，持續時間長。根據我們的調查結果顯示，齊齊哈爾機場春季分布鳥類45種；按居留類型劃分，夏候鳥居多，占鳥類種數的68.89%；按動物區系劃分，古北種與廣布種比例接近，未發現東洋種。國家Ⅱ級重點保護野生鳥類6種，列入《國家保護的有益的或者有重要經濟、科學研究價值的陸生野生動物名錄》種類37種，黑龍江省重點保護物種4種，《中日保護候鳥及棲息環境協定》共同保護鳥類26種，《中澳保護候鳥及棲息環境協定》共同保護鳥類7種，所以機場在進行驅鳥工作時應避免采取損傷性措施，在驅鳥的同時盡量保護好野生鳥類。本結果與許青等[20]調查結果相近(春季分布鳥類39種)。

齊齊哈爾機場周邊鳥類棲息地類型多樣，場界內為草坪生境，其周邊5 km范圍內有大片的農田、樹林、魚塘、沼澤和村屯，景觀異質性較高。草坪生境為采食草籽或小型昆蟲的鳥類，如鹀科(Emberizidae)、雀科(Passeridae)、燕科(Hirundinidae)鳥類等提供了較豐富的食物。農耕區在農作物成熟時會吸引大量鳥類前來覓食。機場西側緊鄰嫩江處有1個污水處理廠，其周邊有2個較大的水塘，這里棲息著成群的斑嘴鴨、綠頭鴨、紅頭潛鴨、等。在機場的東邊有個水師營公園及眾多大大小小的魚塘，這里棲息著數百只的紅嘴鷗，還有大量的蒼鷺(Ardeacinerea)、綠頭鴨、斑嘴鴨、等，這些濕地環境為游禽、涉禽類鳥類提供了良好的休憩、取食及隱蔽場所。樹林里棲息著部分林鳥，如灰頭綠啄木鳥(Picuscanus)、蟻鴷(Jynxtorquilla)、灰伯勞(Laniussexcubitor)、白眉鹀(Emberizatristrami)等。機場周邊的村屯里也存在較多伴人種鳥類，如麻雀、家燕等。這些鳥類的覓食和飛行活動都會對機場飛行安全造成威脅。

我們觀察到鳥類的飛行方向大多是東西方向，這可能跟機場西邊的水塘、沼澤及東邊的魚塘、農田生境有關。GLM分析顯示，不同生境對鳥類群落的物種數、多樣性指數、均勻度指數和優勢度指數均有顯著影響，機場管理部門應盡量降低機場周邊環境異質性。通過對不同生境間相似性系數的比較分析，樹林和草坪的相似性系數最高，其次是草坪跟農田的相似性，表明鳥類在機場場界內和機場相鄰的樹林、農田生境交流的較為頻繁，穿越機場場界的可能性較高。

6：00—9：00和15：00—18：00是各種昆蟲、魚類等最活躍的時候，鳥類在這2個時間段中活動非常頻繁；燕雀科鳥類在此時間段的聚集為鴟鸮科、隼科等鳥類提供了良好的捕食機會，這與我們調查期間記錄到了一起因鵲鷂低空捕食而引起的飛機航班延誤事件相吻合，跟宋洋[21]的結論(大多數鳥類在早、晚兩個時間段處于活動高峰期，對飛行安全威脅較大)相一致。在機場跑道周圍布設的鳥網上摘取了長耳鸮、短耳鸮，同時還有戴勝(Upupaepops)、小嘴烏鴉(Corvuscorone)、喜鵲、麻雀、黃喉鹀(Emberizaelegans)、小鹀(Emberizapusilla)等鳥類，這都表明這些低空鳥類數量多，喜集群活動，危險系數高，且難以完全驅趕。根據調查結果顯示，鳥類的種類隨離地高度的增加而減少，鳥類的數量在100 m以下隨距地面高度的增加而增加，說明了絕大部分鳥類是在100 m以下的空域活動。從鳥擊危害指數上看，20—40 m空域鳥擊危害指數最高，0—20 m空域次之。因而這2個時間段及40 m以下空域是機場驅鳥及防范工作的重心，且需著重預防家燕、紅嘴鷗、斑嘴鴨、綠頭鴨、紅頭潛鴨、麻雀、喜鵲等物種。

5 鳥擊預防措施改進建議

5.1 目前機場方面的驅鳥工作及存在的問題

(1)在機場跑道兩側架設高度為5—10 m的捕鳥網，位置過于固定；并且，摘取上網鳥類不夠及時，導致許多上網鳥類死亡。

(2)利用燃放爆竹、驅鳥車、煤氣炮、人工捕殺、模擬飛機起飛、模擬犬吠等方式驅鳥，頻率較為固定；這類防鳥手段受天氣、人為因素影響亦較大，或已使一些鳥類獲得了一定的行為適應性，致使此類防范效果一般。

(3)機場草地內部分區域的草生長速度過快，形成大量的草叢，既給小型鳥類提供了食物和良好的隱藏所；又因部分區域堆放有大量樹根、草堆，為昆蟲提供了食物和繁殖場，由此一些鳥類進入機場；機場草地上有大量的鼠洞(有些相當新鮮)，說明機場范圍內有大量的鼠類，這也同樣吸引了長耳鸮、短耳鸮、紅腳隼等捕食者。

(4)在機場不遠處就有露天垃圾場，為鳥類、鼠類提供了食物，不但促進了其繁殖又使鳥類活動更頻繁。

(5)機場周邊還有大片農田，水塘、沼澤地、排水渠等，為多種鳥類生存、覓食、繁殖提供了較良好條件。

5.2 改進建議

根據齊齊哈爾機場空域鳥類種群結構和活動規律，結合機場現有驅鳥手段和生態環境特點，提出下列建議。

5.2.1 加強機場內、外生態環境整治

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[22]，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[23]，從而使肉食性鳥類數量增多。建議通過使用除草劑、火燒及不定期更換滅鼠藥來降低草叢植被的復雜性和動物多樣性，從而降低鳥類在機場出現的頻率，降低草坪生境、樹林生境和農田生境鳥類的交流。戴勝也為機場圍界內常見鳥種，該種分布和數量與機場內腐殖質堆(如糞堆、枯枝落葉堆等)有關，去除這類場所，會大大減少該種的分布和數量。建議將機場圍界周邊的農耕區及魚塘遷離，并對機場圍界周邊的水泡、溝渠和垃圾場進行填埋或清理，降低機場周邊環境異質性，從而降低鳥類出現頻率。此外，機場可組織人力在繁殖季節對機場周邊防護林樹上的鳥巢進行清理，降低繁殖率。

5.2.2 驅鳥設備和方法的改進

定期更換鳥網布設位置，并及時對上網鳥類進行清理。針對不同鳥類活動特點，采取不同的方法對鳥類進行驅趕，例如對普通鵟、紅隼、長耳鸮主要使用聽覺驅鳥方式；對紅頭潛鴨與鳳頭麥雞(Vanellusvanellus)主要采用視覺驅鳥方式；對燕屬(Hirundo)鳥類主要采用藥物驅趕的方式[21]。此外，需定期更換音頻內容、彩帶、驅避劑等，避免鳥類、鼠類對其產生適應性，而導致驅趕效果的不顯著。機場驅鳥設備聯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[24]。

5.2.3 適當調整航班運行時間

在鳥類遷徙季節和鳥類活動頻繁時期適當調整航班的動態，是一種有效預防鳥擊方法[25]。早晨和傍晚鳥類活動最為活躍，應盡量避免在此時間段飛機的起降。在鳥類遷徙季節，通過及時調整飛機航線、飛行方向及高度，可以有效降低鳥擊事件發生頻率。

5.2.4 加強與高校合作

通過與高校緊密合作，對鳥類種類、數量、活動情況進行監測，及時掌握機場鳥情動態，制定及時有效的防范措施。借助雷達來識別鳥類活動，建立鳥擊預警模型，使航空器提前有針對性避開鳥群活動區域[26]，這樣可以有效降低鳥擊威脅。對機場工作人員進行鳥擊預防知識的培訓，確保鳥擊防范工作的高效性。

本研究對齊齊哈爾機場空域春季日行鳥類調查的較為完善，對機場春季鳥擊防范工作具有一定的指導、借鑒意義。由于從該機場起飛和降落的夜間航班非常少，并且夜間調查鳥類飛行存在一定難度，所以在本文中并未涉及夜間飛行鳥類，在以后的研究中會盡量調查得更為全面。鳥擊防范是一項長期且復雜的系統工程，想做到完全避免鳥擊事故或許可能性較低，但是，我們可以通過一系列措施使鳥擊事件的頻率降至最低并使其產生的損失降到最小。防范鳥擊的理念和措施因各機場情況而異，但都需要及時更新和改變。