夏季东部海滨机场鸟类群落结构分析与鸟击防范对策

刘振江，范丽红，闫 拯

(中国人民解放军海军勤务学院海防工程系，天津 300450)

机场生态环境良好，地形平坦开阔，植被繁茂，除飞机外的人为干扰少，成为城市生境中鸟类的避难所，对多数鸟类具有很强的吸引力[1]。飞机在起飞和降落阶段容易与鸟类发生撞击，破坏机身机构，引发飞行安全事件[2]。据保守估计，鸟击事故每年造成全球航空业12亿～15亿美元的损失[3]。如今世界航空业迅猛发展，鸟击事故频发，严重威胁飞行安全[4-6]。夏季雨水充沛，植被丰茂，滋生大量昆虫，吸引鸟类捕食。同时，夏季也是鸟类育雏和幼鸟初飞时期，成鸟捕食频率加大，幼鸟飞行经验不足，难以躲避飞机。此外，夏季夜间鸟类活动频繁，引起鸟击事故频率上升。这些因素给机场鸟击防范工作带来严峻挑战[7-8]。充分调查夜间鸟类信息和活动规律，并分析制定有针对性的驱鸟预案是机场进行鸟击防范工作的主要措施[9]。为有效应对夏季鸟类活动产生的影响，对我国东部某海滨机场鸟类夏季群落生态状况进行调查研究，探讨鸟类与飞行安全的关系。在掌握鸟类活动的基础上，从科学治理鸟类生境、精准防控危险鸟类、综合防控夜行鸟类等方面为鸟击防范提供理论参考。

1 研究区概况

东部某海滨机场属北温带季风性气候区，四季分明，年均温度为8.7 ℃，年均降水量约600 mm。机场东部濒临渤海；南部为大面积海滩；西部分布有大片低山丘陵，植被类型主要为松林灌丛、阔叶灌丛、禾草(Gramineae)草丛和芒萁(Dicranopterisdichotoma)草丛；北部为工业区。此外，机场附近分布有农田、村庄和湿地。农田主要种植玉米、花生和水稻，内有水渠。湿地由水沟、河流和池塘构成，池塘中植物主要为芦苇(Phragmitesaustralis)。机场周边地区复杂的生态环境为鸟类提供了适宜的栖息地和丰富的食物来源，研究区鸟类种群数量大，活动频繁。

2 材料与方法

2.1 生境划分及样带设置

根据地貌特征和植物类型，将研究区海滨机场及其周围的生态环境类型划分为草地、海滩、林灌、湿地、农田和村落6种生境。不同区域鸟类群落结构具有一定差别，其对飞行安全的威胁也不同。由于机场不同生境之间互相交错，且呈块状分布，将机场划分为4个调查区域，设8条样带。1号调查区域包括机场内场工作生活区和外场飞行区，主要生境为草地和林灌；2号调查区域位于机场南部和东部，主要生境为海滩；3号调查区域位于机场西部，主要生境为湿地、林灌、农田和村落；4号调查区域位于机场北部，主要生境为海滩、林灌和村落。每个调查区域各设置2条样带，样带范围为4 000 m×200 m，涵盖了机场区域所有生境类型。

2.2 调查方法

于2019年6至8月，采取样带法调查机场及其周边生境分布状况和鸟类活动情况，掌握各区域鸟类种类和数量。沿设定的固定样带，在5：30—8：30和16：00—19：30这2个鸟类活动高峰时段，以1.5 km·h-1行走速度，采用10倍手持双筒望远镜观察样带两侧100 m范围内鸟类活动情况，每月上、中、下旬各调查1次。根据鸟类在空中的飞行姿态和鸣叫声等综合特征判断鸟类具体种类，并记录数量、飞行高度、活动区域等信息[10]。对夜间活动的鸟类，采用微光夜视仪观测鸟类主要活动区域，于日落时在鸟类飞往机场的合适地点设立25 m×6 m规格的雾网，及时摘取并记录雾网捕获鸟类的种类、数量等信息[11]。

2.3 计算方法

2.3.1鸟类密度

鸟类密度(D)是划分机场鸟类数量等级标准的基本依据[12]，计算公式为D=N/2LW，其中D为鸟类密度，只·hm-2；N为样带内鸟类数量，只；L为样带长度，m；W为样带单边宽度，m。D≥0.1时，为优势种；0.01≤D<0.1时，为普通种；D<0.01时，为偶见种。

2.3.2鸟类重要值

鸟类重要值(VI)是一种综合数量指标，表示某种鸟类在群落中所处的地位和作用，可用来划分各种鸟类鸟击风险，重要值越高，鸟击风险越大[13]。VI为相对数量成分、相对时间成分、相对空间成分之和，相对数量成分为某种鸟个体数占数量最多鸟种个体数的百分比，相对时间成分为某种鸟出现的调查次数占总调查次数的百分比，相对空间成分为某种鸟出现的样带数占总样带数的百分比。VI≥200时，为鸟击风险重大；100≤VI<200时，为鸟击风险较大；50≤VI<100时，为鸟击风险一般；VI<50时，为鸟击风险较小。

2.3.3鸟类分布系数

鸟类分布系数(ADC，CAD)表示鸟类在不同环境梯度中的分布广度[14]，计算公式为CAD=(n/N+m/M)×100%，其中，n为某种鸟出现的样带数；N为总样带数；m为某种鸟出现的生境数；M为总生境数。根据分布系数将鸟类分为广性分布(CAD≥100%)、中性分布(50%≤CAD<100%)和狭性分布(CAD<50%)3种类型。

2.3.4鸟类Shannon-Wiener多样性指数

(1)

式(1)中，H′为Shannon-Wiener多样性指数[15]；S为鸟类种数；Pi为第i种鸟类个体数与鸟类总数的比值。

2.3.5鸟类Pielou均匀性指数

(2)

式(2)中，J为Pielou均匀度指数[16]；H′为Shannon-Wiener多样性指数；Hmax为理论最大多样性指数。

3 结果与分析

3.1 鸟类区系组成特点

研究区夏季调查共发现鸟类52种2 702只(表1)，隶属于9目24科[17-19]。鸟种区系分析结果发现，机场附近分布的鸟类有古北种33种，占比为63.46%，有广布种14种，占比为26.92%，有东洋种5种，占比为9.61%。按生态特征划分，有水鸟29种，占比为55.77%，有非水鸟23种，占比为44.23%。按居留类型划分，有留鸟10种，占比为19.23%，有夏候鸟29种，占比为55.77%，有旅鸟13种，占比为25.00%，其中夏候鸟和旅鸟占比合计为80.77%。

3.2 鸟类鸟击风险及活动特点

如表1所示，鸟类数量、时间和空间分析结果显示，鸟击风险重大(VI≥200)的鸟类有5种，包括家燕、树麻雀、红嘴鸥、家鸽和海鸥；鸟击风险较大(100≤VI<200)的鸟类有4种，包括喜鹊、金腰燕、黑尾鸥和普通燕鸥；鸟击风险一般(50≤VI<100)的鸟类有田鹨、红隼等12种。从鸟类在不同生境的分布情况看，广性分布鸟类有家鸽、海鸥、红嘴鸥、家燕、金腰燕、树麻雀和喜鹊7种，占比为13.46%；中性分布鸟类有22种，占比为42.30%；狭性分布鸟类有23种，占比为44.23%。从机场鸟类密度看，优势种鸟类有8种，占比为15.38%，包括家鸽、海鸥、红嘴鸥、黑尾鸥、普通燕鸥、家燕、树麻雀和田鹨；普通种有15种，占比为28.85%；偶见种有29种，占比为55.77%。

3.3 不同生境及日常鸟类活动规律

如图1所示，夏季海滨机场6种生境中湿地生境鸟种类最多，包括白鹭、苍鹭、海鸥和白腰草鹬等25种；海滩生境记录鸟类数量最多，共1 015只，以海鸟为主，包括海鸥、红嘴鸥、白鹭、苍鹭、绿头鸭和白腰杓鹬等；草地生境主要吸引雀形目鸟类和少量水鸟活动，包括树麻雀、云雀、田鹨、金翅雀、燕雀、家燕、金腰燕、喜鹊、金眶鸻和小杓鹬等21种；林灌生境记录到环颈雉、山斑鸠、喜鹊、树麻雀、家燕、黑卷尾、金翅雀、棕头鸦雀、虎纹伯劳等18种鸟类；农田生境鸟类数量最少，仅发现鸟类166只，包括家鸽、树麻雀、喜鹊、家燕、金腰燕、戴胜和环颈雉等9种；村落生境鸟类种数最少，仅有树麻雀、家燕和喜鹊等5种。

从鸟类活动时间来看，6：00—8：00之间，树麻雀、云雀在草地生境中觅食，燕雀、戴胜、白腹鸫和红尾伯劳等雀形目鸟类在林灌生境中活动；8：00之后，海鸥、红嘴鸥和黑尾鸥在机场跑道南端上空约100～200 m高度穿越机场；16:00—18:00之间，海鸥、红嘴鸥、黑尾鸥、普通燕鸥和白翅浮鸥等水鸟从机场上空飞越，飞行高度在100～200 m之间；19：00之后，喜鹊从机场南端穿越机场飞到位于林灌生境的巢穴中，飞行高度在10～50 m之间。

如图2所示，6种生境鸟类Shannon-Wiener多样性指数由高到低依次为湿地、海滩、草地、林灌、农田和村落生境，鸟类Pielou均匀性指数从高到低依次为湿地、村落、海滩、农田、草地和林灌生境。依据生态学基本原理，物种多样性越高，群落营养来源越多，群落更趋于稳定[2]。湿地生境物种多样性和均匀度指数均最高，这与湿地可为鸟类提供丰富的食物资源有关；村落生境多样性指数最低，这与村落为鸟类提供的食物资源有限有关；海滩生境多样性指数较高，且鸟类数量最多，应加强该区域鸟类防治。

3.4 夜间鸟类调查结果

从雾网夜间捕获的鸟种类来看，主要为普通夜鹰(Caprimulgusindicus)、红角鸮(Otusscops)、纵纹腹小鸮(Athenenoctua)和长耳鸮(Asiootus)4种，其中共捕获4只普通夜鹰、2只红角鸮、4只纵纹腹小鸮和1只长耳鸮，这些鸟类均习惯在夜间觅食[20-23]。广阔的机场草地分布有昆虫、啮齿类等食物，吸引这些鸟类前来觅食，从而对夜航飞机构成较大威胁。此外，还有3种昼行性鸟类在夜间撞网，包括2只丘鹬、4只鹌鹑、8只田鹨。

表1 夏季海滨机场鸟类信息

4 讨论

4.1 鸟类活动对飞行安全的影响

4.2 生境分布对飞行安全的影响

机场的生态环境容易吸引鸟类大量聚集[25]，机场不同分布区域中鸟类活动对飞行安全的影响有明显差异[26]。东部夏季海滨机场6种生境中海滩生境鸟类数量最多(图1)，这是由于海水退潮时海滩会遗留大量虾、蟹、蚌等生物，吸引海鸥、黑尾鸥和红嘴鸥等水鸟前来觅食。同时海滩生境正好位于飞机爬升、进近阶段的下方，导致该区域鸟击风险加大。草地生境鸟类数量和种类在6种生境中均处于第2位(图1)，由于草地面积较大，人员活动较少，良好的自然环境为昆虫、鼠类等生物繁衍创造条件，吸引鸟类觅食。而且草地位于机场飞行区内部跑道两侧，极易招引鸟类穿越跑道飞行，对飞行安全威胁最大。湿地生境鸟类多样性最高(图2)，其原因是湿地水源充沛，野生动植物资源丰富，为鸟类提供了充足食物来源，成为鸟类活动重要区域[27-28]。因此，夏季海滨机场应加强湿地生境鸟类治理。村落和农田生境鸟类数量和种类较少(图1)，且农田和林灌生境远离飞机起降航线，实际观测时很少发现鸟类从这些生境飞向航线附近活动，对飞行安全影响较小，但村落生境中家鸽对飞行安全影响较大。

综上所述，夏季海滨机场6种生境鸟类多样性间存在不同，这是由于不同生境能够从栖息地资源、食物资源和繁殖场所等方面影响鸟类群落分布。因此，应使用人为手段改造生态环境，降低鸟类在飞行航线区域内的多样性，进而降低鸟击风险。

4.3 夏季鸟击防范对策

鸟类在飞机起降航线区域活动易引发鸟击事件[29]，应掌握起降航线附近鸟类活动规律和特点，为采取环境治理和驱鸟措施提供理论依据[30]。针对机场南部海滩生境鸟类影响，可通过架设定向强声、激光等驱鸟设备，远程遥控干扰鸟类觅食活动。夏季机场草地中昆虫繁盛，鼠类等地下动物活动频繁，可通过修剪草坪、碾压场地等措施降低草地生境舒适度，采取喷药灭虫、撒药除鼠等手段破坏鸟类食物链，并结合驱鸟车、煤气炮等设备的使用，驱赶在草地生境活动的鸟类。林灌、农田、湿地和村落生境距离飞行航线相对较远，作为危险鸟类的疏散地，设立观测点加强日常鸟情监控，根据鸟类活动情况制定针对性的驱鸟方案。

夏季海滨机场夜间普通夜鹰和鸮形目鸟类活动较频繁。此外，丘鹬、鹌鹑和田鹨3种昼行性鸟类也在夜间撞网，这可能是其在机场草地区栖息时受飞机噪声惊吓后撞网，也可能是其在早晨天微亮时飞入机场撞网，这些鸟类易受飞机噪声影响发生惊飞，会对夜航飞机构成威胁。建议使用远红外成像夜视仪、微光夜视仪和激光等设备提高夜航保障能力，同时采取夜间观测设备与雾网捕捉相结合的调查方法，分析机场区域夜行鸟类数量、分布、种类及食物结构，制定相应防范措施。昼间对机场附近普通夜鹰、鸮形目鸟类栖息的林灌、树洞等环境进行搜寻捕捉；夜间使用聚光灯、探照灯、激光等设备对草地中活动鸟类进行威慑惊吓，将飞行区草地打造成不适宜夜行鸟类活动的区域，从而保障夜航飞行安全。