夏季東部海濱機場鳥類群落結構分析與鳥擊防范對策

劉振江，范麗紅，閆 拯

(中國人民解放軍海軍勤務學院海防工程系，天津 300450)

機場生態環境良好，地形平坦開闊，植被繁茂，除飛機外的人為干擾少，成為城市生境中鳥類的避難所，對多數鳥類具有很強的吸引力[1]。飛機在起飛和降落階段容易與鳥類發生撞擊，破壞機身機構，引發飛行安全事件[2]。據保守估計，鳥擊事故每年造成全球航空業12億～15億美元的損失[3]。如今世界航空業迅猛發展，鳥擊事故頻發，嚴重威脅飛行安全[4-6]。夏季雨水充沛，植被豐茂，滋生大量昆蟲，吸引鳥類捕食。同時，夏季也是鳥類育雛和幼鳥初飛時期，成鳥捕食頻率加大，幼鳥飛行經驗不足，難以躲避飛機。此外，夏季夜間鳥類活動頻繁，引起鳥擊事故頻率上升。這些因素給機場鳥擊防范工作帶來嚴峻挑戰[7-8]。充分調查夜間鳥類信息和活動規律，并分析制定有針對性的驅鳥預案是機場進行鳥擊防范工作的主要措施[9]。為有效應對夏季鳥類活動產生的影響，對我國東部某海濱機場鳥類夏季群落生態狀況進行調查研究，探討鳥類與飛行安全的關系。在掌握鳥類活動的基礎上，從科學治理鳥類生境、精準防控危險鳥類、綜合防控夜行鳥類等方面為鳥擊防范提供理論參考。

1 研究區概況

東部某海濱機場屬北溫帶季風性氣候區，四季分明，年均溫度為8.7 ℃，年均降水量約600 mm。機場東部瀕臨渤海；南部為大面積海灘；西部分布有大片低山丘陵，植被類型主要為松林灌叢、闊葉灌叢、禾草(Gramineae)草叢和芒萁(Dicranopterisdichotoma)草叢；北部為工業區。此外，機場附近分布有農田、村莊和濕地。農田主要種植玉米、花生和水稻，內有水渠。濕地由水溝、河流和池塘構成，池塘中植物主要為蘆葦(Phragmitesaustralis)。機場周邊地區復雜的生態環境為鳥類提供了適宜的棲息地和豐富的食物來源，研究區鳥類種群數量大，活動頻繁。

2 材料與方法

2.1 生境劃分及樣帶設置

根據地貌特征和植物類型，將研究區海濱機場及其周圍的生態環境類型劃分為草地、海灘、林灌、濕地、農田和村落6種生境。不同區域鳥類群落結構具有一定差別，其對飛行安全的威脅也不同。由于機場不同生境之間互相交錯，且呈塊狀分布，將機場劃分為4個調查區域，設8條樣帶。1號調查區域包括機場內場工作生活區和外場飛行區，主要生境為草地和林灌；2號調查區域位于機場南部和東部，主要生境為海灘；3號調查區域位于機場西部，主要生境為濕地、林灌、農田和村落；4號調查區域位于機場北部，主要生境為海灘、林灌和村落。每個調查區域各設置2條樣帶，樣帶范圍為4 000 m×200 m，涵蓋了機場區域所有生境類型。

2.2 調查方法

于2019年6至8月，采取樣帶法調查機場及其周邊生境分布狀況和鳥類活動情況，掌握各區域鳥類種類和數量。沿設定的固定樣帶，在5：30—8：30和16：00—19：30這2個鳥類活動高峰時段，以1.5 km·h-1行走速度，采用10倍手持雙筒望遠鏡觀察樣帶兩側100 m范圍內鳥類活動情況，每月上、中、下旬各調查1次。根據鳥類在空中的飛行姿態和鳴叫聲等綜合特征判斷鳥類具體種類，并記錄數量、飛行高度、活動區域等信息[10]。對夜間活動的鳥類，采用微光夜視儀觀測鳥類主要活動區域，于日落時在鳥類飛往機場的合適地點設立25 m×6 m規格的霧網，及時摘取并記錄霧網捕獲鳥類的種類、數量等信息[11]。

2.3 計算方法

2.3.1鳥類密度

鳥類密度(D)是劃分機場鳥類數量等級標準的基本依據[12]，計算公式為D=N/2LW，其中D為鳥類密度，只·hm-2；N為樣帶內鳥類數量，只；L為樣帶長度，m；W為樣帶單邊寬度，m。D≥0.1時，為優勢種；0.01≤D<0.1時，為普通種；D<0.01時，為偶見種。

2.3.2鳥類重要值

鳥類重要值(VI)是一種綜合數量指標，表示某種鳥類在群落中所處的地位和作用，可用來劃分各種鳥類鳥擊風險，重要值越高，鳥擊風險越大[13]。VI為相對數量成分、相對時間成分、相對空間成分之和，相對數量成分為某種鳥個體數占數量最多鳥種個體數的百分比，相對時間成分為某種鳥出現的調查次數占總調查次數的百分比，相對空間成分為某種鳥出現的樣帶數占總樣帶數的百分比。VI≥200時，為鳥擊風險重大；100≤VI<200時，為鳥擊風險較大；50≤VI<100時，為鳥擊風險一般；VI<50時，為鳥擊風險較小。

2.3.3鳥類分布系數

鳥類分布系數(ADC，CAD)表示鳥類在不同環境梯度中的分布廣度[14]，計算公式為CAD=(n/N+m/M)×100%，其中，n為某種鳥出現的樣帶數；N為總樣帶數；m為某種鳥出現的生境數；M為總生境數。根據分布系數將鳥類分為廣性分布(CAD≥100%)、中性分布(50%≤CAD<100%)和狹性分布(CAD<50%)3種類型。

2.3.4鳥類Shannon-Wiener多樣性指數

(1)

式(1)中，H′為Shannon-Wiener多樣性指數[15]；S為鳥類種數；Pi為第i種鳥類個體數與鳥類總數的比值。

2.3.5鳥類Pielou均勻性指數

(2)

式(2)中，J為Pielou均勻度指數[16]；H′為Shannon-Wiener多樣性指數；Hmax為理論最大多樣性指數。

3 結果與分析

3.1 鳥類區系組成特點

研究區夏季調查共發現鳥類52種2 702只(表1)，隸屬于9目24科[17-19]。鳥種區系分析結果發現，機場附近分布的鳥類有古北種33種，占比為63.46%，有廣布種14種，占比為26.92%，有東洋種5種，占比為9.61%。按生態特征劃分，有水鳥29種，占比為55.77%，有非水鳥23種，占比為44.23%。按居留類型劃分，有留鳥10種，占比為19.23%，有夏候鳥29種，占比為55.77%，有旅鳥13種，占比為25.00%，其中夏候鳥和旅鳥占比合計為80.77%。

3.2 鳥類鳥擊風險及活動特點

如表1所示，鳥類數量、時間和空間分析結果顯示，鳥擊風險重大(VI≥200)的鳥類有5種，包括家燕、樹麻雀、紅嘴鷗、家鴿和海鷗；鳥擊風險較大(100≤VI<200)的鳥類有4種，包括喜鵲、金腰燕、黑尾鷗和普通燕鷗；鳥擊風險一般(50≤VI<100)的鳥類有田鷚、紅隼等12種。從鳥類在不同生境的分布情況看，廣性分布鳥類有家鴿、海鷗、紅嘴鷗、家燕、金腰燕、樹麻雀和喜鵲7種，占比為13.46%；中性分布鳥類有22種，占比為42.30%；狹性分布鳥類有23種，占比為44.23%。從機場鳥類密度看，優勢種鳥類有8種，占比為15.38%，包括家鴿、海鷗、紅嘴鷗、黑尾鷗、普通燕鷗、家燕、樹麻雀和田鷚；普通種有15種，占比為28.85%；偶見種有29種，占比為55.77%。

3.3 不同生境及日常鳥類活動規律

如圖1所示，夏季海濱機場6種生境中濕地生境鳥種類最多，包括白鷺、蒼鷺、海鷗和白腰草鷸等25種；海灘生境記錄鳥類數量最多，共1 015只，以海鳥為主，包括海鷗、紅嘴鷗、白鷺、蒼鷺、綠頭鴨和白腰杓鷸等；草地生境主要吸引雀形目鳥類和少量水鳥活動，包括樹麻雀、云雀、田鷚、金翅雀、燕雀、家燕、金腰燕、喜鵲、金眶鸻和小杓鷸等21種；林灌生境記錄到環頸雉、山斑鳩、喜鵲、樹麻雀、家燕、黑卷尾、金翅雀、棕頭鴉雀、虎紋伯勞等18種鳥類；農田生境鳥類數量最少，僅發現鳥類166只，包括家鴿、樹麻雀、喜鵲、家燕、金腰燕、戴勝和環頸雉等9種；村落生境鳥類種數最少，僅有樹麻雀、家燕和喜鵲等5種。

從鳥類活動時間來看，6：00—8：00之間，樹麻雀、云雀在草地生境中覓食，燕雀、戴勝、白腹鶇和紅尾伯勞等雀形目鳥類在林灌生境中活動；8：00之后，海鷗、紅嘴鷗和黑尾鷗在機場跑道南端上空約100～200 m高度穿越機場；16:00—18:00之間，海鷗、紅嘴鷗、黑尾鷗、普通燕鷗和白翅浮鷗等水鳥從機場上空飛越，飛行高度在100～200 m之間；19：00之后，喜鵲從機場南端穿越機場飛到位于林灌生境的巢穴中，飛行高度在10～50 m之間。

如圖2所示，6種生境鳥類Shannon-Wiener多樣性指數由高到低依次為濕地、海灘、草地、林灌、農田和村落生境，鳥類Pielou均勻性指數從高到低依次為濕地、村落、海灘、農田、草地和林灌生境。依據生態學基本原理，物種多樣性越高，群落營養來源越多，群落更趨于穩定[2]。濕地生境物種多樣性和均勻度指數均最高，這與濕地可為鳥類提供豐富的食物資源有關；村落生境多樣性指數最低，這與村落為鳥類提供的食物資源有限有關；海灘生境多樣性指數較高，且鳥類數量最多，應加強該區域鳥類防治。

3.4 夜間鳥類調查結果

從霧網夜間捕獲的鳥種類來看，主要為普通夜鷹(Caprimulgusindicus)、紅角鸮(Otusscops)、縱紋腹小鸮(Athenenoctua)和長耳鸮(Asiootus)4種，其中共捕獲4只普通夜鷹、2只紅角鸮、4只縱紋腹小鸮和1只長耳鸮，這些鳥類均習慣在夜間覓食[20-23]。廣闊的機場草地分布有昆蟲、嚙齒類等食物，吸引這些鳥類前來覓食，從而對夜航飛機構成較大威脅。此外，還有3種晝行性鳥類在夜間撞網，包括2只丘鷸、4只鵪鶉、8只田鷚。

表1 夏季海濱機場鳥類信息

4 討論

4.1 鳥類活動對飛行安全的影響

4.2 生境分布對飛行安全的影響

機場的生態環境容易吸引鳥類大量聚集[25]，機場不同分布區域中鳥類活動對飛行安全的影響有明顯差異[26]。東部夏季海濱機場6種生境中海灘生境鳥類數量最多(圖1)，這是由于海水退潮時海灘會遺留大量蝦、蟹、蚌等生物，吸引海鷗、黑尾鷗和紅嘴鷗等水鳥前來覓食。同時海灘生境正好位于飛機爬升、進近階段的下方，導致該區域鳥擊風險加大。草地生境鳥類數量和種類在6種生境中均處于第2位(圖1)，由于草地面積較大，人員活動較少，良好的自然環境為昆蟲、鼠類等生物繁衍創造條件，吸引鳥類覓食。而且草地位于機場飛行區內部跑道兩側，極易招引鳥類穿越跑道飛行，對飛行安全威脅最大。濕地生境鳥類多樣性最高(圖2)，其原因是濕地水源充沛，野生動植物資源豐富，為鳥類提供了充足食物來源，成為鳥類活動重要區域[27-28]。因此，夏季海濱機場應加強濕地生境鳥類治理。村落和農田生境鳥類數量和種類較少(圖1)，且農田和林灌生境遠離飛機起降航線，實際觀測時很少發現鳥類從這些生境飛向航線附近活動，對飛行安全影響較小，但村落生境中家鴿對飛行安全影響較大。

綜上所述，夏季海濱機場6種生境鳥類多樣性間存在不同，這是由于不同生境能夠從棲息地資源、食物資源和繁殖場所等方面影響鳥類群落分布。因此，應使用人為手段改造生態環境，降低鳥類在飛行航線區域內的多樣性，進而降低鳥擊風險。

4.3 夏季鳥擊防范對策

鳥類在飛機起降航線區域活動易引發鳥擊事件[29]，應掌握起降航線附近鳥類活動規律和特點，為采取環境治理和驅鳥措施提供理論依據[30]。針對機場南部海灘生境鳥類影響，可通過架設定向強聲、激光等驅鳥設備，遠程遙控干擾鳥類覓食活動。夏季機場草地中昆蟲繁盛，鼠類等地下動物活動頻繁，可通過修剪草坪、碾壓場地等措施降低草地生境舒適度，采取噴藥滅蟲、撒藥除鼠等手段破壞鳥類食物鏈，并結合驅鳥車、煤氣炮等設備的使用，驅趕在草地生境活動的鳥類。林灌、農田、濕地和村落生境距離飛行航線相對較遠，作為危險鳥類的疏散地，設立觀測點加強日常鳥情監控，根據鳥類活動情況制定針對性的驅鳥方案。

夏季海濱機場夜間普通夜鷹和鸮形目鳥類活動較頻繁。此外，丘鷸、鵪鶉和田鷚3種晝行性鳥類也在夜間撞網，這可能是其在機場草地區棲息時受飛機噪聲驚嚇后撞網，也可能是其在早晨天微亮時飛入機場撞網，這些鳥類易受飛機噪聲影響發生驚飛，會對夜航飛機構成威脅。建議使用遠紅外成像夜視儀、微光夜視儀和激光等設備提高夜航保障能力，同時采取夜間觀測設備與霧網捕捉相結合的調查方法，分析機場區域夜行鳥類數量、分布、種類及食物結構，制定相應防范措施。晝間對機場附近普通夜鷹、鸮形目鳥類棲息的林灌、樹洞等環境進行搜尋捕捉；夜間使用聚光燈、探照燈、激光等設備對草地中活動鳥類進行威懾驚嚇，將飛行區草地打造成不適宜夜行鳥類活動的區域，從而保障夜航飛行安全。