齊齊哈爾百鳥湖鴨類空間分布及鳥擊預(yù)防對策

張美琦，嚴(yán)雪潔，許 青

（東北林業(yè)大學(xué)野生動(dòng)物與自然保護(hù)地學(xué)院，哈爾濱，150040）

黑龍江省齊齊哈爾市百鳥湖濕地占地8.8 km2，前身為污水處理廠氧化塘，于1970 年利用嫩江舊河道建成，后經(jīng)2 次改造擴(kuò)建形成現(xiàn)有規(guī)模。2010 年齊齊哈爾市新污水處理廠建成后，該處不再承擔(dān)排污處置任務(wù)，經(jīng)過主管部門清污和嚴(yán)格管理后，生態(tài)環(huán)境逐漸恢復(fù)，形成完善的濕地生態(tài)系統(tǒng)。百鳥湖濕地距離齊齊哈爾機(jī)場直線距離不足1.5 km，2019年機(jī)場新建第二跑道，航線經(jīng)過該濕地東北區(qū)域上空，在其中棲息的大量鴨科（Anatidae）鳥類極有可能成為鳥擊的嚴(yán)重隱患。鳥擊事故是威脅航空飛行器飛行安全的外界因素之一［1-2］，由于飛機(jī)起飛爬升及降落時(shí)的高度易于與鳥類的飛行高度重合，且鳥擊事故往往發(fā)生于機(jī)場附近適宜鳥類棲息的環(huán)境［3-5］。鴨科鳥類體型較大，具有集群活動(dòng)的習(xí)性，通常是各機(jī)場鳥擊防范的重點(diǎn)高危鳥類［6-8］。故了解鴨類年周期內(nèi)數(shù)量變化及其在濕地生境分布的生境因子特征，有利于鳥擊風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測及提出有針對性的生境治理對策，降低鳥擊的風(fēng)險(xiǎn)［9］。

本研究對百鳥湖濕地鴨科鳥類年周期內(nèi)各月種類數(shù)量動(dòng)態(tài)進(jìn)行調(diào)查，對本區(qū)鴨類分布以及影響其分布的生態(tài)因子進(jìn)行分析，以期為百鳥湖濕地鳥類管理和齊齊哈爾機(jī)場鳥擊防范管理提供合理的參考。

1 研究區(qū)概況

百鳥湖濕地位于齊齊哈爾市龍沙區(qū)，西北側(cè)緊鄰嫩江河道，地理坐 標(biāo)47°12'58.711″—47°16' 9.199″ N，123° 50'14.719″ —123° 53'48.356″ E（CGCS2000）。氣候類型為中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季短暫早霜，冬季漫長寒冷。龍沙區(qū)年平均氣溫為3.4 ℃，年平均無霜期132 d。年平均降水量423.4 mm，平均降水時(shí)間88 d，其中，7—9 月降水最多。年平均日照時(shí)間 2 863.9 h，平均日照率64%，年輻射量460～502 kJ/cm2。常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，夏季多為南風(fēng)。生境類型屬于典型的蘆葦沼澤，區(qū)域內(nèi)明水面約占總面積的58.51%（水深0.4～3.5 m），挺水植被占17.06%，草甸草原占9.35%，灌木喬木占2.86%，人工建筑占5.03%。主要水生植被為蘆葦（Phragmites australis）、東方香蒲（Typhaorientalis）和水蔥（Schoenoplectustabernaemontani）等挺水植物；常見陸生草本植物有菊科（Asteraceae）、禾本科（Poaceae）、薔薇科（Rosaceae）、天南星科（Araceae）、莎草科（Cyperaceae）、百合科（Liliaceae）、十字花科（Brassicaceae）和蓼科（Polygonaceae）等；護(hù)岸零星生長有少量榆（Ulmuspumila）、旱柳（Salixmatsudana）和小葉楊（Populussimonii）等喬木。百鳥湖濕地以攔水壩與外界分割，邊界清晰，周邊以農(nóng)田、村屯等為主。齊齊哈爾機(jī)場為軍民合用機(jī)場，位于齊齊哈爾市區(qū)東南13 km 處，是黑龍江省西部地區(qū)的航空樞紐，已建成機(jī)場跑道長2 200 m，寬38 m，停機(jī)坪面積18 500 m2，于2019年新建航空跑道，面積為2.180 km2。百鳥湖濕地緊鄰齊齊哈爾機(jī)場，其中心壩東北區(qū)域上空又與新建跑道北端起降航線重疊，在百鳥湖濕地內(nèi)體型較大的鳥類較多，飛行高度易與飛機(jī)的飛行重合，故本區(qū)域鳥類對飛行安全存在較大威脅（圖1）。

圖1 百鳥湖濕地觀測樣點(diǎn)Fig.1 Observation sample point of Bainiao Lake Wetland

2 研究方法

2.1 年周期各月鴨類數(shù)量動(dòng)態(tài)調(diào)查

鴨科鳥類年周期種類數(shù)量動(dòng)態(tài)調(diào)查在2020 年7月—2021年6月完成，共進(jìn)行32次實(shí)地觀測，每次持續(xù)2 d。調(diào)查中盡可能選擇晴朗無風(fēng)天氣，主要調(diào)查時(shí)間段為08：00—17：00，春秋鳥類遷徙季節(jié)每月調(diào)查3 次以上。調(diào)查采用定點(diǎn)分區(qū)直數(shù)法，根據(jù)實(shí)地考察情況將研究區(qū)劃設(shè)置11 個(gè)樣點(diǎn)（圖1）。調(diào)查時(shí)，調(diào)查人員手持10×42倍雙筒望遠(yuǎn)鏡及25～60倍單筒望遠(yuǎn)鏡在樣點(diǎn)處對樣區(qū)鴨類直數(shù)計(jì)數(shù)。對于無法步行到達(dá)的樣區(qū)，乘船至視野開闊且在鴨類驚飛距離之外的區(qū)域觀測。

為了避免重復(fù)計(jì)數(shù)，依據(jù)鳥擊防范工作特點(diǎn)，在種群數(shù)量統(tǒng)計(jì)時(shí)，采用最大值保留法［10］，即進(jìn)行月動(dòng)態(tài)分析時(shí)，將當(dāng)月每種單次觀測到的最大值記為該種水鳥當(dāng)月的種群數(shù)量；在進(jìn)行整個(gè)觀測期間水鳥數(shù)量統(tǒng)計(jì)時(shí)，將整個(gè)觀測期間每種水鳥單次觀測到的最大值作為該種水鳥的種群數(shù)量。

2.2 鴨類空間分布和生境因子利用分析

使 用2.1 所述 樣點(diǎn)，在2021 年4 月15 日—5 月28 日調(diào)查對視野內(nèi)停歇鴨類的種類、數(shù)量、停歇位點(diǎn)，以及停歇位置周圍的生境特征，通過自然標(biāo)志物、GPS、激光測距儀及測角望遠(yuǎn)鏡對其停歇位點(diǎn)精準(zhǔn)定位，將獲得信息在GPS 工具箱的研究區(qū)域?qū)崨r圖上標(biāo)出。期間共進(jìn)行8次調(diào)查，每次調(diào)查持續(xù)2 d。調(diào)查過程中共記錄鴨科鳥類13 種，16 571 個(gè)個(gè)體分布位點(diǎn)，記錄紅頭潛鴨（Aythyaferina）位點(diǎn)5 052 個(gè)，赤膀鴨（Marecastrepera）3 533 個(gè)，羅紋鴨（M.falcata）1 995 個(gè)，綠翅鴨（Anascrecca）1 196 個(gè)，花臉鴨（Sibirionettaformosa）917 個(gè)，鵲鴨（Bucephala clangula）1 866 個(gè)，綠頭鴨（Anasplatyrhynchos）188 個(gè)，琵嘴鴨（Spatula clypeata）114 個(gè)，鳳頭潛鴨（Aythyafuligula）53個(gè)，青頭潛鴨（A.baeri）23個(gè)。

生境因子數(shù)據(jù)結(jié)合遙感和實(shí)地測量獲取。選擇植被高度、植被覆蓋率、水深、距人工道路距離、距明水面距離、距岸邊距離和距居民區(qū)距離7 個(gè)因子進(jìn)行生境利用分析，各類生境因子獲取方法見表1。研究區(qū)域水面、道路和植被分布等由遙感影像破譯獲取并修正，植被高度實(shí)測當(dāng)季枯萎植被高度。為防止生境因子實(shí)地測量過程中對棲息鴨類的干擾，植被高度測定時(shí)間不進(jìn)行鳥類分布位點(diǎn)記錄。

表1 百鳥湖濕地鴨科鳥類棲息地環(huán)境因子及其描述和測量方法Tab.1 Habitat environmental factors，description and measurement methods of Anatidae birds in Bainiao Lake Wetland

將春季調(diào)查所獲得的鴨類GPS 點(diǎn)位數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS 10.3.1 中，使用Home Range Tool 2.0（HRT 2.0）插件，以最小凸多邊形法（minimum convex polygon，MCP）計(jì)算鴨類的空間分布斑塊，使用95%MCP呈現(xiàn)結(jié)果。在WGS_1984_UTM_zone_51N 投影坐標(biāo)系下，使用ArcMap 10.3.1 的幾何功能計(jì)算鴨類分布斑塊面積及研究區(qū)域總面積，計(jì)算鴨類利用研究區(qū)域空間比例。

在ArcGIS 中建立鳥類分布與環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫，使用ArcMap 10.3.1 中的疊加分析工具對鳥類與環(huán)境數(shù)據(jù)疊加分析，提取已分析數(shù)據(jù)。使用R 4.1.1就鴨類斑塊分布數(shù)量及環(huán)境因子之間關(guān)系建立廣義線性混合模型，使用鳥種作為隨機(jī)效應(yīng)，鴨類數(shù)量作為因變量，植被高度、植被覆蓋率、水深、距人工道路距離、距岸邊距離、距明水面距離和距居民區(qū)距離作為固定效應(yīng)。

3 結(jié)果

3.1 鴨類數(shù)量月份動(dòng)態(tài)

調(diào)查期間，共記錄鴨類18 種，12 385 只，其中綠頭 鴨（34.72%）、斑嘴鴨（Anas zonorhyncha，18.05%）、赤膀鴨（15.53%）、普通秋沙鴨（Mergusmerganser，11.39%）、紅頭潛鴨（9.41%）和羅紋鴨（3.84%）的數(shù)量占總個(gè)體數(shù)90%以上。

百鳥湖各月份鴨類種數(shù)及數(shù)量變化見圖2。隨春季遷徙季節(jié)的到來，3月鴨類的種類和數(shù)量出現(xiàn)明顯上升趨勢，記錄鴨類12 種，達(dá)到鳥種數(shù)最高峰；4月鴨類數(shù)量持續(xù)上升，達(dá)到春季峰值（n=2 374）；5月以后春季遷徙期結(jié)束，鴨類數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢，此時(shí)當(dāng)?shù)胤植嫉镍嗩惥鶠榉敝厨B，共7 種，數(shù)量1 000 只左右。9 月秋季鳥類遷徙開始，種類和數(shù)量上升；10月總數(shù)量全年最高，達(dá)到調(diào)查期間峰值（n=6 456），數(shù)量約為春季峰值的2.72 倍，鳥種數(shù)為11 種；11 月研究區(qū)域湖面陸續(xù)開始結(jié)冰，鴨類種類和數(shù)量明顯下降；由于研究區(qū)域冬季局部不結(jié)冰，有明水面存在，12—2 月仍有綠頭鴨和普通秋沙鴨棲息，各月數(shù)量為151～434只。

圖2 百鳥湖濕地各月份鴨類種數(shù)及數(shù)量Fig.2 Monthly total number of species and duck population size in Bainiao Lake Wetland

3.2 鴨科鳥類空間分布

以MCP 計(jì)算鴨類的空間分布斑塊，使用95%MCP呈現(xiàn)結(jié)果。分析顯示，研究區(qū)域共計(jì)有84個(gè)鴨類分布斑塊（圖3），斑塊總面積為0.693 km2，占研究區(qū)域總面積的7.88%。

圖3 百鳥湖濕地春季鴨科鳥類空間分布Fig.3 Spatial distribution of Anatidae birds in Bainiao Lake Wetland in spring

百鳥湖中心壩東北部與機(jī)場飛行航線重合，現(xiàn)就中心壩東北部和西南部鴨類分布特點(diǎn)進(jìn)行比較。中心壩東北部面積約為2.180 km2，鴨類斑塊分布面積共0.241 km2，占東北部總面積11.06%，記錄鴨類分布位點(diǎn)累計(jì)6 589個(gè)，占比39.76%；西南部面積約為6.620 km2，鴨類分布斑塊面積合計(jì)0.451 km2，占西南部面積6.81%，記錄鴨類分布位點(diǎn)累計(jì)9 982個(gè)，占比60.24%。百鳥湖全域鴨類斑塊面積大于0.010 km2的有17 個(gè)，其中中心壩東北部有8 個(gè)，西南部有9 個(gè)。中心壩東北部較西南部鴨類斑塊面積占比略高。

3.3 鴨科鳥類數(shù)量與環(huán)境因子相關(guān)性

對鴨類數(shù)量及其停歇區(qū)域環(huán)境因子之間相關(guān)性建立廣義線性混合模型，其中邊緣擬合優(yōu)度為0.40（Rm2=0.40），條件擬合優(yōu)度為0.52（Rc2=0.52），部分?jǐn)M合類型見表2。

表2 百鳥湖濕地鴨類數(shù)量與環(huán)境因子擬合模型Tab.2 Fitting model of duck quantity and environmental factors in Bainiao Lake Wetland

表2 中列出3 種模型，包括全模型及2 個(gè)權(quán)重較大的模型，其中全模型固定效應(yīng)包括植被高度、植被覆蓋率、水深、距人工道路距離、距岸邊距離、距明水面距離和距居民區(qū)距離，由于其權(quán)重值僅為0.007，故不選擇全模型結(jié)果作為最終結(jié)果。最優(yōu)模型的固定效應(yīng)包括植被高度、植被覆蓋率、水深、距人工道路距離、距岸邊距離和距明水面距離，權(quán)重值為0.672，最優(yōu)模型擬合結(jié)果見表3。由表3 可見，在95%置信區(qū)間內(nèi)，植被覆蓋率、距人工道路距離、距岸邊距離和距明水面距離因子與鴨類分布數(shù)量呈顯著正相關(guān)（P＜0.001），其中與因變量相關(guān)性最高的因子為距人工道路距離（相關(guān)系數(shù)為0.60）。

表3 百鳥湖濕地鴨類數(shù)量與環(huán)境因子最優(yōu)模型的擬合結(jié)果Tab.3 Optimal model of duck quantity and environmental factors in Bainiao Lake Wetland

4 討論

齊齊哈爾市地處松嫩平原西部，位于我國三大候鳥遷徙通道的東亞—澳大利西亞遷徙通道上，區(qū)域濕地資源豐富，是我國著名的水鳥遷徙中途停歇地和繁殖地［11］。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，百鳥湖濕地西南區(qū)域分布有IUCN 極危（CR）物種、國家一級(jí)保護(hù)鳥類青頭潛鴨［12］，在當(dāng)?shù)匦纬闪朔€(wěn)定的繁殖種群，這顯示保護(hù)好這片濕地意義重大。但由于該區(qū)域緊鄰齊齊哈爾機(jī)場，區(qū)域上空又與機(jī)場飛行升降空間重疊，濕地內(nèi)分布的鳥類會(huì)對飛行安全產(chǎn)生較大影響。因此，解決好野生動(dòng)物保護(hù)與鳥擊防范之間的矛盾是當(dāng)前濕地鳥類管理和機(jī)場鳥擊防范管理的新課題。

4.1 百鳥湖鴨類數(shù)量波動(dòng)、分布特點(diǎn)與機(jī)場鳥擊預(yù)防的關(guān)系

從當(dāng)?shù)伉嗩惛髟聰?shù)量動(dòng)態(tài)上看，秋季（10—11月）鴨類數(shù)量會(huì)出現(xiàn)全年峰值，比春季峰值（4 月）高2.72 倍，而夏季僅有繁殖個(gè)體存在，且7、8 月鴨類因換羽分布于隱蔽性高的區(qū)域，故觀測到的數(shù)量較少，這符合北方濕地鳥類群落動(dòng)態(tài)特點(diǎn)。對于機(jī)場鳥擊防范工作而言，春秋季節(jié)，特別是秋季，鳥擊防范工作壓力極度增加，應(yīng)注意加強(qiáng)鳥類觀測和鳥群動(dòng)向，防止鳥擊事故發(fā)生。

本研究對鴨類生境因子利用特點(diǎn)分析顯示，植被覆蓋率、距人工道路距離、距岸邊距離和距明水面距離因子與鴨類分布數(shù)量呈顯著正相關(guān)。鳥類分布受生境類型的影響，如鴨類等生境泛性鳥類往往偏好蘆葦生境［13-14］；人為干擾對鴨類等水鳥的空間分布也具有較為明顯的影響［15-17］，如在農(nóng)田生境中覓食或棲息的雁鴨類會(huì)在時(shí)間上避開農(nóng)民田間勞作的高峰期，以躲避人為干擾帶來的影響［18-19］。本研究結(jié)果與這些研究結(jié)論類似，具體表現(xiàn)在百鳥湖鴨類在不同區(qū)域的分布差異上。百鳥湖中心壩西南區(qū)域湖中心植被茂盛，是鴨類棲息的適宜生境，鴨類種群數(shù)量豐富；由于靠近西南湖岸一側(cè)公路常有重載車輛經(jīng)過，存在一定的人為干擾，鴨類數(shù)量明顯較少。水深這一環(huán)境因子與鴨類的主要分布情況呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但并不具有顯著性。在中心壩東北部明水面區(qū)域（平均水深為2.32 m）記錄的鴨類數(shù)量很少，但在西南部中心局部水深相近區(qū)域（平均水深為2.15 m）記錄的鴨類數(shù)量卻較多，可見水深對研究區(qū)域內(nèi)鴨類的分布并不造成主要影響，這一結(jié)果與傅偉［20］的研究結(jié)果相近。

4.2 百鳥湖鳥擊防治建議

目前國內(nèi)外機(jī)場鳥擊防范對策主要包括“鳥情觀測、即時(shí)驅(qū)趕和生態(tài)治理”3 個(gè)方面［21-22］?！凹磿r(shí)驅(qū)趕”手段明顯不適合當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)現(xiàn)狀；“鳥情觀測”通過人員和設(shè)施實(shí)時(shí)觀測，發(fā)現(xiàn)鳥擊風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)報(bào)告飛行人員和指揮人員，改變起降時(shí)間和起降方向避免飛機(jī)與鳥群遭遇，這是有效的鳥擊防范手段之一；“生態(tài)治理”是目前公認(rèn)的機(jī)場鳥擊防范最佳手段。百鳥湖鳥擊防范管理應(yīng)遵循“生態(tài)治理為主，鳥情觀測為輔”的基本原則，作為鴨類生存的良好棲息地，不能采用“一刀切”或破壞環(huán)境的手段，應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)闹卫矸椒?，既有效防范鴨類的撞機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，又最大程度保護(hù)生態(tài)環(huán)境。建議相關(guān)部門積極合作，采取“近距離外引，遠(yuǎn)距離招引”理念進(jìn)行鳥擊防范生態(tài)治理。同時(shí)，在調(diào)查期間發(fā)現(xiàn)，在冬季，百鳥湖周邊居民向湖中排放污水，而污水往往溫度較高，使得冬季湖面不封凍，適宜鴨類生存，如綠頭鴨等成為留鳥，在冬季也棲息于湖中。

結(jié)合本研究結(jié)果，本區(qū)域治理過程應(yīng)注意4 個(gè)方面。

（1）野生鴨類對人為干擾較為敏感，對百鳥湖中心壩東北部區(qū)域加強(qiáng)開發(fā)，增加人為活動(dòng)，如充分利用現(xiàn)有優(yōu)美的風(fēng)光條件開展生態(tài)旅游、生態(tài)教育等商業(yè)活動(dòng)，加強(qiáng)區(qū)域人為景觀建設(shè)，吸引游客前來。在百鳥湖東北部生態(tài)改造的同時(shí)，西南部應(yīng)加強(qiáng)鳥類保護(hù)管理和生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)，減少湖岸道路車輛和人流活動(dòng)，加強(qiáng)水位管理，維持自然景觀，為鳥類提供適宜棲息地，吸引鳥類向百鳥湖西南部轉(zhuǎn)移，這樣既能降低鳥擊風(fēng)險(xiǎn)又能提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平，同時(shí)也保證了百鳥湖濕地鴨類有適宜生存的棲息地。

（2）植被覆蓋率是吸引鴨類的一個(gè)重要因子，減少植被覆蓋是常用的鳥擊防范措施［21，23］，對百鳥湖東北部生境改造過程應(yīng)有針對性地去除這個(gè)生境因子，如對湖岸建設(shè)較陡峭的護(hù)坡，清除水生植被，增加局部水深，或?qū)⑵渚坝^類型改造為荷塘，既增強(qiáng)了當(dāng)?shù)赜^賞性，又減少局部鳥類密度。在中心壩東南部則增加水生植被密度，為鴨類提供較高隱蔽性，以吸引鴨類轉(zhuǎn)移至該區(qū)域。

（3）對于本區(qū)冬季局部不結(jié)冰而導(dǎo)致鴨類滯留的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)管控，挖掘源頭，減少冬季本區(qū)域的生活污水排放，減少當(dāng)?shù)囟绝嗩悢?shù)量，恢復(fù)應(yīng)有的冬季自然生態(tài)狀況。

（4）加強(qiáng)本區(qū)域鳥類觀測，對潛在的鳥擊風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)預(yù)測，在春秋季鴨類遷徙高峰時(shí)減少本區(qū)域起降活動(dòng)、調(diào)整飛行時(shí)間及飛行高度等以有效規(guī)避鳥擊風(fēng)險(xiǎn)。

致謝：本研究得到了黑龍江睿濤環(huán)保科技有限公司的大力協(xié)助，在此深表感謝！