基于樣線法及紅外相機技術的安徽輸電線路鳥類活動規律初步研究

摘要：近年來，在輸電線路附近活動的鳥類日益增多，由此引發的輸電線路故障也常被報道，研究輸電線路上鳥類的活動規律對于保障輸電線路運行的安全性具有重要意義。為探究輸電線路上鳥類的活動規律，本研究采用樣線法對安徽輸電線路沿線附近鳥類進行了調查，并結合紅外相機技術，系統調查和分析了五處高壓線路桿塔上鳥類的活動情況。調查結果顯示：樣線法調查到的輸電線路沿線活動鳥類共計18目46科135種，主要以小型鳥居多，遷徙季節有大型侯鳥類。常見鳥類有喜鵲、麻雀、白頭鵯、絲光椋鳥、八哥、山斑鳩、珠頸斑鳩等。在輸電線路桿塔上做巢的高危鳥類有黑翅鳶、紅隼、八哥、灰椋鳥、黑領椋鳥、喜鵲。紅外相機拍攝到的鳥類共11 種，其中相對豐富度最高的3種鳥類依次是喜鵲、八哥和烏鶇。鳥類的日活動時間段大致在5：00—19：00，活動峰值在7：00—9：00和15：00—17：00時間段，13：00 附近出現活動低谷。本研究可為輸電線路鳥類安全防護策略和技術方案的制定提供一定的科學依據。

關鍵詞：涉鳥故障；紅外相機技術；日活動節律；鳥類

中圖分類號：Q958.1 文獻標志碼：A 文章編號：1001-2443（2024）03-0241-05

由于國家電力資源分布不均，各地架設了大量的輸電線路用于電力的長距離運輸。社會用電量的增加對輸電線路的電力穩定性提出了更高的要求，如何保障輸電線路的運行安全，也成為重中之重。除了輸電線路老化斷裂等自身問題外，外界條件的影響，尤其是輸電線路上的鳥類活動的影響，也是導致故障的重要因素。因鳥類在輸電線路附近活動導致的輸電線路短路和跳閘，統稱為“涉鳥故障”［1- 2］。

涉鳥故障分為鳥糞類、鳥體短接類、鳥巢類和鳥啄類故障。大型鳥類易造成鳥糞類和鳥體短接類故障，小型鳥類易造成鳥巢類和鳥啄類故障［3］。每年繁殖季節，鳥類在架空輸電線路鐵塔上筑巢的情況較多，因鳥巢下垂物過長與絕緣子發生短接，造成線路放電跳閘［3-4］、或因鳥類排泄物短接空氣間隙造成的故障［5］逐年增加。如何有效減少涉鳥故障的發生，已成為當前電力部門亟待解決的問題之一。

研究鳥類在輸電線路上的活動規律，有利于掌握涉鳥故障的成因，進而為輸電線路涉鳥故障防治提供科學依據。過去對于輸電線路鳥類活動規律的調查往往采用樣點法結合樣線法的方式進行，然而，利用紅外相機技術對輸電線路鳥類日活動節律的研究卻鮮有報道。本研究采用樣線法和紅外相機法結合的方式對輸電線路沿線及桿塔上活動的鳥類進行調查，并結合安徽涉鳥故障數據對輸電線路附近鳥類的活動規律進行了分析總結，為國網安徽輸電線路的防鳥治理提供科學依據。

1 研究地概述

安徽省鳥類資源豐富，位于東亞-澳大利西亞水鳥遷徙通道上［6］。近年來安徽鳥類在輸電線路上活動、棲息等現象普遍。安徽省平原、臺地（崗地）、丘陵、山地等類型齊全，全省分成淮河平原區、江淮臺地丘陵區、皖西丘陵山地區、沿江平原區、皖南丘陵山地五個地貌區。氣候上屬暖溫帶與亞熱帶的過渡地區。淮河以北屬暖溫帶半濕潤季風氣候，淮河以南屬亞熱濕潤季風氣候。本研究在位于安徽省北部的宿州市（220kV隴馬2C34線）以及位于安徽省南部的池州市（220kV官楓4D51線）和蕪湖市（220kV福通4D31線）各選取一條完整的輸電線路作為研究樣線，并在蕪湖市選擇了五處高壓線路（220kV福通4D31線、220 kV福旗4D39線、110 kV無襄545線、110 kV無城541線、110 k無洪546線）利用紅外相機法對在電線桿塔上活動的鳥類進行調查。

2 研究方法

2.1 樣線調查

根據輸電線路沿線的地形地貌和植被類型按分層隨機布設鳥類調查樣線，樣線單側寬度可根據樣帶兩側的可視距離而定，一般為20 ～300 m。用雙筒及單望遠鏡觀察、或憑鳴叫聲判斷鳥類，記錄所發現鳥類的名稱、數量、辨識依據及距樣點的大致距離和方位。調查時間主要涵蓋留鳥和夏候鳥的繁殖期，以及候鳥的春季遷徙過境。具體時間為2023年3月份至9月份。調查周期內每個月至少調查一次，鳥類繁殖期每周調查一次。鳥類的分類系統參考《中國鳥類分類與分布名錄（第三版）［7］。

2.2 紅外相機布設

2017年11月至2018年5月，結合鳥類活動或痕跡（如糞便、足跡或羽毛遺落物等）于蕪湖市共布設18臺紅外相機（220kV福通4D31線有2個相機位點，220 kV福旗4D39線有4個相機位點，110 kV無襄545線有4個相機位點，110 kV無城541線有4個相機位點，110 kV無洪546線有4個相機位點），為減少重復拍攝，所有相機位點之間間隔距離大于300 m。調查人員每兩個月檢查一次相機的工作狀態，更換電池和存儲卡，收回數據。調查使用Ltl Acorn-6210MC型紅外相機，設置為每次觸發連續拍攝3 張照片和一段30 s長度的視頻。調查人員將紅外相機固定在高壓電線桿上，鏡頭朝向高壓桿塔上，調查人員詳細記錄紅外相機安放的日期、位點，紅外相機具體安放位置如表1所示。

2.3 數據分析

記錄匯總各樣線和樣點內調查發現的鳥類種類。紅外相機收回后，對照片、視頻進行分類鑒定。基于獨立有效照片數計算鳥類的活動強度。單個位點上紅外相機拍攝到1次鳥類作為鳥類的1次有效探測；30 min內拍到的多張鳥類照片或視頻，均合并記作1次探測，并統計每次探測中鳥類個體的數量，以統計鳥類的總數。以2 h為時間段，將每天的時間劃分為12個取樣間隔。統計鳥類在每個時間段的有效探測數，用于計算各個時間段的相對活動強度指數（relative activity index），相對活動強度指數=本時間段的有效探測數/總的有效探測數［8］。計算每種動物的物種相對豐富度（relative abundance index，簡稱RAI，公式中表示為RRAI），分析每個物種的相對數量，計算公式為［9］

RRAI = Ai/N×100" " " " " " " " " " " " "（1）

式中：Ai表示第i類動物出現的相片數；N表示相片總數。

3 研究結果

3.1 輸電線路沿線活動鳥類

共記錄鳥類18目46科135種，其中：宿州市輸電線路沿線鳥類17目41科97種，包括非雀形目鳥類36種、雀形目鳥類61種；池州市輸電線路沿線鳥類13目39科106種，包括非雀形目鳥類45種、雀形目鳥類61種；蕪湖市輸電線路沿線鳥類16目43科96種，包括非雀形目鳥類43種、雀形目鳥類53種。

不同地區鳥類生態類型組成成分存在差異。宿州市水鳥種類僅有12種、占總種數的12.37%；蕪湖市水鳥種類為23種，占總種數的23.96%；池州市水鳥種類最多，有33種，占總種數的31.13%。活躍在輸電線路附近的常見鳥類有喜鵲（Pica pica）、麻雀（Passer montanus）、白頭鵯（Pycnonotus sinensis）、絲光椋鳥（Sturnus sericeus）、八哥（Acridotheres cristatellus）、山斑鳩（Streptopelia orientalis）、珠頸斑鳩（Streptopelia chinensis）等。在輸電線路桿塔上做巢的高危鳥類有：黑翅鳶（Elanus caeruleus）、紅隼、八哥、灰椋鳥、黑領椋鳥、喜鵲。

3.2 輸電線路桿塔活動鳥類

紅外相機法調查共獲得了18個有效位點的數據，累計2516個工作日，收集到了9290張高壓線路桿塔上鳥類的照片，拍攝到鳥類有11種（如圖2），隸屬 2目6科，分別是八哥、喜鵲、棕背伯勞（Lanius schach）、黑領椋鳥（Gracupica nigricollis）、紅隼（Falco tinnunculus）、烏鶇（Turdus merula）、黑卷尾（Dicrurus macrocercus）、絲光椋鳥、麻雀、灰椋鳥（Sturnus cineraceus）和灰背鶇（Turdus hortulorum）。

共得到1782份鳥類照片，其中八哥、喜鵲、棕背伯勞、黑領椋鳥、紅隼、烏鶇、黑卷尾、絲光椋鳥、麻雀、灰椋鳥、灰背鶇的獨立有效照片數量分別為305張、1182張、1張、35張、3張、95張、70張、54張、9張、27張、1張。根據相對豐富度計算公式可以得到，八哥、喜鵲、棕背伯勞、黑領椋鳥、紅隼、烏鶇、黑卷尾、絲光椋鳥、麻雀、灰椋鳥、灰背鶇的相對豐富度分別為 0.1710、0.6631、0.0005、0.0196、0.0017、0.0533、0.0393、0.0304、0.0051、0.0152、0.0005。喜鵲的相對豐富度最高，八哥、烏鶇、黑卷尾、黑領椋鳥、絲光椋鳥、灰椋鳥、紅隼、麻雀、棕背伯勞和灰背鶇的相對豐富度大小依次減少。

本研究有效探測次數為1782次，依據相對活動強度計算結果可知，鳥類在電線桿塔上的日活動時間主要集中在5：00—19：00。輸電線路上鳥類數量的大致日變化是先增加再減少、隨后增加再減少（圖3）。根據鳥類活動時間將每天劃分為7個取樣間隔（其中在0：36時拍攝到1只烏鶇，在21：57時拍攝到4只喜鵲，由于該時間點偏離主要活動時間段較大，且相對其他時間次數較少，不具有代表性，未進行統計），相對活動強度計算結果顯示相對活動強度最高的時間段為7：00—9：00，相對活動強度指數為0.364；其次為15：00—17：00，相對活動強度指數為0.166；在17：00—19：00時間段內鳥類相對活動強度指數達到最低值，其相對活動強度指數為0.06。通過與安徽涉鳥故障情況（數據來源于安徽電力部門）對比，鳥類活動高峰時段與涉鳥故障高發時段基本重疊。

4 討論

本次調查發現，輸電線路沿線鳥的組成主要以小型鳥居多，遷徙季節有大型侯鳥類。不同體型鳥類在輸電線路上的活躍位置往往不同［10］。小型鳥類和中型鳥類（如烏鶇、白鹡鸰等）一般偏愛棲息在導地線上 ，東方白鸛等大型鳥類偏愛棲息于鐵塔。此外，金翅雀、黑尾蠟嘴雀、絲光椋鳥、麻雀等鳥類偏愛集大群出現在導地線或鐵塔上。黑鸛等大型鳥類喜歡落在桿塔的邊緣，而喜鵲等體型較小的鳥類喜歡落在桿塔邊緣或中間位置，這是因為受體型的影響，大型鳥類容易抓取桿塔邊緣位置站穩和起飛，而小型鳥類在桿塔任意位置均可以站穩和起飛［2］。生境偏好方面，斑嘴鴨等水鳥偏愛在單一生境（濕地）中活動，其余鳥類大多偏愛在2種或2種以上生境中活動［9］。故而進行輸電線路鳥害防治時，應針對景觀區域及生境內分布的鳥類喜愛活動的位置實施相應的防治措施。

八哥、喜鵲、棕背伯勞、黑領椋鳥、紅隼、烏鶇、黑卷尾、絲光椋鳥、麻雀、灰椋鳥、灰背鶇都是晝行性鳥類。由紅外相機拍攝到的鳥類居留型可知，喜愛在輸電線路桿塔上活動的鳥類基本為留鳥（除黑卷尾和灰背鶇）。本研究發現，黑卷尾作為夏候鳥，紅外相機拍攝的時間跨度僅為一個月，而冬候鳥灰背鶇的拍攝時間跨度為6個月，但黑卷尾的相對豐富度指數較高，灰背鶇的相對豐富度指數最低。這說明黑卷尾遷徙數量較多，在高壓線路上活動較為頻繁；灰背鶇的遷徙數量較少，在高壓線路上活動也較少，導致拍攝的灰背鶇照片數量較少。

鳥類多在早晚覓食，而在中午氣溫較高的時段選擇靜息，因為高溫環境下長時間活動需要消耗大量的水分來蒸發散熱，不利于維持正常的新陳代謝［11］，我們的日活動強度計算結果也印證了這一點。通過對比鳥類日活動強度數據和安徽涉鳥故障情況統計數據可得，鳥類日活動強度較高時段亦為涉鳥故障高發時段。該時段為鳥類的覓食和回巢期，鳥類覓食后在塔桿附近休憩時易發生排泄行為，當糞便與輸電線接觸時易導致故障發生［12-13］。因此，依據鳥類的日活動規律，針對鳥類活動日強度較高時段采取相應措施，可以更為有效地降低涉鳥故障發生的概率。

沿線調查過程中發現在輸電線路上筑巢的高危物種包括黑翅鳶、紅隼、八哥、灰椋鳥、黑領椋鳥、喜鵲。紅外相機也拍攝到了八哥和喜鵲的筑巢行為。鳥類筑巢活動會對輸電線路的穩定運行造成威脅，特別是大風或者暴雨天氣，鳥巢容易被吹落從而導致輸電線路短路、接地事故發生［14］。值得注意的是鳥類在輸電線路上做巢時往往選擇具有橫擔的門形桿塔［15］，因此在進行鳥巢類涉鳥故障防治時應對此類桿塔給予額外注意。

綜上所述，本研究發現喜愛在輸電線路桿塔活動的鳥類主要為留鳥，不同體型鳥類在輸電線路上的活動位置不同，在輸電線路上做巢的高危鳥種有黑翅鳶、紅隼、八哥、灰椋鳥、黑領椋鳥和喜鵲。鳥類日活動強度較高時段亦為涉鳥故障高發時段。本研究可為研究輸電線路涉鳥故障與鳥類活動節律之間的關系提供科學依據，同時為利用紅外相機技術對雀形目和隼形目部分鳥類日活動節律進行研究提供了一項例證。

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Preliminary Study on Bird Activity Law of Anhui Transmission Line Based on Line Transect Method and Infrared Camera Technology

YANG You-qing1， ZHANG Xu2， MAO Ming-hu1， ZHANG Wu-jiu1， LIU Jun-long2， WU Hai-long3

（1. State Grid Chizhou Power Supply Company， Chizhou 247100， China; 2. State Grid Wuhu Power Supply Company， Wuhu 241000， China; 3. College of Ecology and Environment， Anhui Normal University， Wuhu 241000， China）

Abstract： In recent years， the number of birds that live near transmission lines has been increasing， and the resulting transmission line faults have often been reported. It is of great significance to study the activity rules of birds on transmission lines to ensure the safety of transmission line operation. In order to explore the activity patterns of birds on transmission lines， this study used the line transect method to investigate the birds near the Anhui transmission lines. Combined with infrared camera technology， the activity of birds on five high-voltage line towers was systematically investigated and analyzed. The total number of active birds along the transmission line surveyed by line transect method is 135 species in 18 orders and 46 families， mainly small birds， with large marquee birds during the migratory season. Common birds include Pica pica， Pycnonotus sinensis and so on. Highly endangered birds nesting on transmission line towers include Elanus caeruleus， Falco tinnunculus and so on. A total of 11 species of birds were photographed by infrared camera method， of which the three species with the highest relative abundance were Pica pica， Acridotheres cristatellus and Turdus merula. The daily activity period of the birds is roughly 5：00 ～ 19：00. The activity peak is at 7：00 ～ 9：00 and 15：00 ～ 17：00， and the activity trough appears near 13：00. This study can provide a theoretical basis for the formulation of bird safety protection strategies and technical schemes for transmission lines.

Key words： bird-related fault; infrared camera technology; daily activity rhythm; birds

（責任編輯：鞏 劼）