西双版纳嘎洒机场鸟类群落结构及鸟击风险评估

2022-06-28另如贵岩温龙

福建林业科技 2022年2期

另如贵，袁峰，岩温龙，方俊，林凯，任健

(1.云南农业大学动物科学技术学院，云南昆明 650201；2.西双版纳嘎洒机场鸟害防治班组，云南景洪 666100)

鸟击又称鸟撞(bird strike)，是指飞机在起飞、飞行和降落过程中与飞行中的鸟儿发生碰撞引发的飞行事故[1]。鸟撞已被国际上定为“A”类航空灾难，对人们的生命财产安全造成极大的威胁[2]。中国民航鸟撞数据表明，飞机起飞、下降和着陆阶段是鸟撞事件的高发阶段[3]。机场开阔的场地和丰富的食物资源，吸引了大量野生鸟类聚集于机场跑道及跑道周边区域，这对航空器安全构成严重威胁。飞机的飞行和鸟类的活动很难量化，于是国内外众多学者通过风险评估来确定不同鸟类对飞机飞行的威胁程度[4-8]。不同机场具有不同的生态类型、鸟类分布和活动特点，因此需要对机场周边环境和鸟类进行调查，因地制宜地制定鸟击防范策略。

西双版纳嘎洒国际机场(以下简称嘎洒机场)为4D级民用国际机场，1990年4月7日正式通航，面积3.3万m2；有一条跑道，跑道长度为2400 m，西双版纳具有热带、亚热带气候、不同的地形地势条件，水资源非富，森林覆盖率高达81.81%。西双版纳复杂、多样的生态环境，为鸟类提供了理想的栖息场所，有鸟类共423种，占全国鸟类的近30%，占云南鸟类的近50%[9-10]。近些年来，随着生态环境的改善，鸟类的数量和种类在不断增加，为了降低嘎洒机场潜在鸟击风险，项目组从春、夏、秋、冬4个季节对西双版纳机场净空范围水平投影覆盖地面及机场周边鸟类聚集区展开调查，分析不同季节、不同鸟类的危险程度，以期为机场鸟击防范提供参考。

1 研究方法

1.1 调查方法

本次以实地调查为主，并结合机场驱鸟记录和鸟类捕获及击毙记录。调查按春、夏、秋、冬4季开展，分为2019年6—8月、9—11月、2019年12月—翌年2月、2020年3—5月4个阶段，每次调查7～10 d，包含早晚2个鸟类活动高峰段，时间为每天8∶00—12∶00、14∶00—18∶00。实地调查采用路线观察法，使用双筒望远镜(10×40)、数码相机等设备进行观测记录。为避免调查数据重复，采用最大值保留法，在统计时，与行进方向同向飞过的鸟类不作计数。

1.2 生境划分和样带设置

根据嘎洒机场及附近地区遥感影像，结合机场环境，进行样点和样线的设置，调查机场内部和机场周围4 km的区域。其中，机场围界内的生境主要是草坪，机场围界外主要草地、农田、林地、明水面、湿地5种生境。

机场内部以机场南北跑道为基准，各设置跑道南北两侧观察样线1条，样线长约2.5 km，单侧宽度30 m。对鸟类种类、数量、行为、活动区域等进行观察、记录；同时检查设置在机场草坪中的拦鸟网，记录网到的鸟类种类和数量。

图1 嘎洒机场内外调查样区路线图

机场周围在景洪市职业高级中学、国营景洪农场第一养老院、景洪农场三分场、曼喃佛寺、曼广龙佛寺各设置1条环状样线。调查时以1.5 km·h-1的速度观察记录鸟类的种类、数量和活动情况，与行进方向同向飞过的鸟类不作计数，以免重复记录。根据植被及地貌特征，把机场鸟类群落的生境划分为5个类型(表1、图1)。

表1 西双版纳嘎洒国际机场调查区域生境类型

1.3 数据分析

2)优势度指数：采用Berger-Parker优势度指数[13]，Pi=ni/N，式中：ni为物种i在样线中的个体数量；N为样线中全部鸟类的个体总数，将Pi≥10%的定为优势种。

3)鸟类风险值：主要根据鸟类数量、集群大小、重量、飞行高度来衡量某种鸟的危险程度。R=IV×F，式中：R为风险值；IV为重要值；F为风险系数。将R≥20定为极危，10≤R<20定为高危，10≤R<5定为较危，R<5定为低危[14]。重要值的计算式为：IV=(N+G+D+W)/4，式中：N为相对数量成分，指某种鸟的个体数/数量最大值×100；G为相对集群成分，指某种鸟的群大小/群大小最大值×100，其中群大小=数量/遇见频次；D为相对密度，指某种鸟在样带出现的次数/样带面积；W为相对质量成分，指某种鸟的质量/质量最大值×100[15]。风险系数的计算建立在飞行高度系数[16]的基础上，将鸟类的飞行高度分为：0～5、5～30、30～50、50～100、100 m以上5个等级，将不同飞行高度区间鸟类的风险系数(F)赋值为0.1、0.5、1.0、0.5、0.1。

2 结果与分析

2.1 机场围界内、外鸟类分布

2.1.1 机场围界内鸟类分布在调研的基础上，结合查阅机场驱鸟和捕获记录，在嘎洒机场围界内共调查记录到鸟类918只，分属于12目25科36种(表2)。其中，属国家Ⅱ级保护鸟类7种，占全部鸟类种数的19.4%。非雀形目鸟类21种，占全部鸟类总种数的58.3%，以隼形目(Falconiformes)、雨燕目(Apodiformes)、佛法增目(Coraciiformes)为主。雀形目鸟类15种，占全部鸟类总种数的41.7%。优势种有7种，占全部鸟类总种数的10.8%，分别是雀形目的家燕(Hirundorustica)、田鹨(Anthusrichardi)、[树]麻雀(Passermontanus)和鸻形目的灰头麦鸡(Vanelluscinereus)。常见种有14种、稀有种13种、偶见种6种，分别占比37.8%、35.1% 、16.2%。根据鸟类风险评估确定了11种高风险鸟类(风险值R≥10)对机场的飞行安全存在较大威胁，其中极危(R≥20)等级的鸟类有5种，分别为家燕、[树]麻雀、灰头麦鸡、普通鵟(Buteobuteo)和田鹨；高危(20≥R≥10)等级的鸟类有6种，分别为黑头金翅雀(Carduelisambigua)、仓鸮(Tytoalba)、小云雀(Alaudagulgula)、小白腰雨燕(Apusaffinis)、金腰燕(Cecropisdaurica)和蓝翡翠(Halcyonpileata)。

表2 西双版纳嘎洒国际机场内鸟类种类、数量、优势度及风险值等

表2(续)

2.1.2 机场围界外周边地区鸟类分布西双版纳嘎洒机场周边共记录到鸟类1296只，分属于15目35科61种(表3)。调查区域内雀形目最多，共30种，占鸟类总数的49.2%；非雀形目以隼形目、鹳形目为主，分别占鸟类总数的11.5%、9.8%。从居留类型上看，以留鸟为主，有33种，占鸟类总数的54.1%。从鸟类区系上看，以广布种为主，共37种，占全部鸟类的60.6%。从优势度来看，小白鹭(Egrettaalba)和家燕属于优势种(Pi≥10%)，其次是田鹨、[树]麻雀、灰头麦鸡，这3种鸟类的优势度都显著高于其它鸟类。

表3 机场围界外周边地区鸟类种类、数量、优势度等

表3(续)

2.2 机场围界内、外周边地区鸟类群落特征

2.2.1 不同季节的鸟类多样性对嘎洒机场围界内及其周边地区的春(2—4月)、夏(5—7月)、秋(8—10月)、冬(11—次年1月)4个季节的鸟类多样性进行统计分析，发现机场内、外多样性指数和均匀度指数的季节性变化趋势相同，春季和秋季十分接近，夏季最低、冬季最高(表4)。机场外无论是多样性指数还是均匀度指数都高于机场内部，表明季节和生境对鸟类群落的多样性指数和均匀度指数都有显著影响。

表4 机场内、外鸟类多样性指数与均匀度指数季节变化

2.2.2 不同生境的鸟类多样性调查发现，不同生境的鸟类种数有所不同，其中机场周围的林地和湿地鸟类种数最多，机场内草坪次之，农田最少。鸟类多样性指数：林地>湿地>草坪>明水面>农田(表5)。

表5 西双版纳机场内、外不同生境鸟类特征指数

2.3 机场围界内鸟类的日活动节律及威胁分析

调查结果发现嘎洒机场鸟类的活动高峰期为每天10∶00—12∶00或16∶00—18∶00，这2个时间段是鸟类的活动高峰期，观测的鸟类总数量达到最大值。机场围界内鸟类一天中白昼的活动行为具有较明显的节律性，而且白昼行为节律有一定的月份变化，群落及个体数量具有明显的季节波动，高峰的形成与鸟类的迁徙和集群有关，低谷的出现受气候和食物影响，而种类的多寡与季节变化相关(表6)。

表6 西双版纳机场围界内鸟类日活动节律

表6(续)

2.4 机场围界内威胁性鸟类分布

西双版纳机场国界内不同季节威胁性鸟类见表7。西双版纳嘎洒国际机场春季干旱少雨，气温回升，全天鸟类活动较为频繁，种类和数量的日变幅较大，鸟类活动在早晚两段时间形成了明显的高峰。这一时期，夏候鸟开始抵达，鸟类繁殖活动也逐渐开始，鸟类的各种活动行为，如觅食、求偶、筑巢等开始增加或出现，而且逐渐温暖的气候条件也使得鸟类集中在6∶00—8∶00和16∶00—18∶00左右。

表7 西双版纳机场围界内不同季节威胁性鸟类

夏季为鸟类繁殖季节，幼鸟已经完成或基本完成了初飞期。这一阶段，中午气温较高，鸟类活动很少，明显处于活动低谷；而清晨和傍晚比较凉爽，鸟类活动也较多。因此，鸟类活动的种类、数量在8∶00—10∶00和16∶00—18∶00为最高峰。

机场围界内鸟类秋季的活动与夏季相似，中午依然为鸟类活动的低谷，但鸟类的种类和数量均增多，这与秋季大多数迁徙鸟类的到来相关。除此之外，场内体型较大的鸟类，如普通鵟、红隼、短耳鸮等显著增多。迁徙候鸟一旦进入围界内，一般均出现时间短、数量大的特点，对飞行安全的影响非常巨大。并且，由于鸟类处于迁徙期间，其趋光性较为强烈，若遇到气候条件恶劣，具有趋光习性的鸟类就更容易受到机场强烈灯光吸引，进入机场围界内，对夜间飞行安全带来严重隐患。因此，秋季是西双版纳机场鸟防工作的重要时期，应加强各种驱鸟工作及巡逻密度。

西双版纳嘎洒国际机场冬季气温降低，鸟类清晨活动的数量减少。在数量上虽然有所减少，但鸟类种类很多，出现了2个觅食高峰，分别出现在8∶00—10∶00和16∶00—18∶00。冬季苍鸮、普通鵟、短耳鸮、红隼等猛禽活动频繁，主要以觅食为主，而机场封闭的环境条件可以为很多鸟类提供食物来源。因此，在综合防治鸟类的过程中，应大力革新围界内植物的种植种类，尽量减少鸟类的食物资源，从而实现从源头上减少鸟类进入机场围界内的诱因。

3 讨论

西双版纳属于热带季风气候，一年分为雨季和旱季，拥有我国唯一的热带雨林，其独特的气候条件孕育了丰富的植被和鸟类资源。嘎洒国际机场临近澜沧江，机场周围有大量湿地、橡胶林、农田和森林公园，每年都会吸引大量的留鸟和候鸟，春、秋2季都会有大量的鸟类经过嘎洒机场。另外，版纳气温高、多暴雨，雨后容易滋生昆虫，地面不平整容易积水，吸引鸟类觅食和饮水。从动物地理区划来看，嘎洒机场处于东洋界—中印亚界—西南区—西南山地亚区范围[18]。据调查结果，嘎洒机场内分布鸟类36种，按居留类型划分，以留鸟为主，21种，占总数的58.3%；按动物区系划分，以广布种为主，21种，占总数的58.3%。机场外共分布鸟类61种，按居留类型划分，以留鸟为主，占总数的54.1%；按动物区系划分以广布种为主，占总数的60.6%。机场内和机场周围的鸟类总体上来说极为相似；机场周围的鸟类包含了机场内的大部分鸟类，相比之下机场外的鸟类种类和数量都更大；除小白鹭外，机场内的优势种在机场外也属于优势种类。值得注意的是，机场围界外农田中，灰头麦鸡、鹭类等大中型水禽的数量逐年上升。这些因素使得机场防鸟难度较大。机场鸟类的防治是一个长久持续的过程，对机场鸟情和生态环境的长期监测非常有必要[19]。因此，要做好嘎洒机场的鸟防工作，管理好机场围界内的草地生境的同时也需要控制机场周围林地和湿地的鸟类数量。

在鸟撞危险等级的划分上，不同学者的方法有所差异[20-21]。本研究在前人研究的基础上，结合西双版纳的环境条件，考虑了季节、数量、集群大小、遇见频次、密度等因素[14-15]，对嘎洒机场及周围鸟类聚集区常见鸟类危险等级评估，确定了以家燕、灰头麦鸡、[树]麻雀、普通鵟和田鹨为主的5种极危种类，以及黑头金翅雀、仓鸮、小云雀、小白腰雨燕、金腰燕、蓝翡翠6种高危种类。在大多数学者的研究中，家燕和[树]麻雀这些伴人种鸟类一直都对机场飞行有较大安全威胁[22]。机场周围4 km范围内居民区较多，因此家燕和[树]麻雀这2种低空鸟类的防治尤其困难。伴随着机场周边果园、农田、鱼塘等的大量出现，田鹨和灰头麦鸡这类喜欢栖息于水塘和农田的中小型水鸟和鸣禽[23]受环境的吸引，数量极多。总的来看，嘎洒机场与国内一些机场有相似之处，如云南宁蒗泸沽湖机场，普通鵟、黑头金翅雀、小白腰雨燕等都是对机场飞行安全威胁较大的鸟类[15]；池州九华山机场周围分布有居民区、农田、湿地等，[树]麻雀和家燕活动频繁[24]。不同之处在于季节的变化上，大多数机场鸟类的高峰期处于春、夏、秋3个季节，以秋季最为突出，冬季鸟类活动较少，如合肥新桥国际机场[25]，但嘎洒机场无论是机场内还是机场周围春、秋、冬季鸟类种类和数量都远高于夏季，这是因为西双版纳特殊的气候条件导致，夏季过于炎热导致鸟类活动有所降低。

在调查过程中，发现在10∶00—12∶00和16∶00—18∶00这2个时段，家燕和[树]麻雀聚集成群在机场跑道两端的草地上活动，由于体型较小，捕鸟网对其作用不大，对飞机的起飞和降落都存在巨大的威胁。该结果进一步证实了刘安专等[22]、宋洋[26]等的结论。因此该时间段是机场驱鸟和防范鸟击的重点。

4 西双版纳嘎洒机场鸟击防范建议

结合机场鸟类群落各威胁性鸟种的数量、体型、分布等多种因素的综合分析，对嘎洒机场飞行安全威胁较大的鸟类是以雀形目为主的鸣禽，结合机场实地情况提出以下建议。

4.1 加强机场草地管理

嘎洒机场围界内地被植物主要以豆科的穗序木蓝(Indigoferahendecaphylla)、链荚豆(Alysicarpusvaginalis)和禾本科的白草(Pennisetumflaccidum)、白茅(Imperatacylindrica)为主，降低这类植物的结籽率是减少机场鸟类最有效、最根本的途径，需对草坪及时修剪，控制草高度在15～25 cm为宜[27]，减少种子和果实的形成，减少鸟类食物来源，并及时清除修剪的植被，防止滋生昆虫导致肉食性鸟类数量增多[28]。保持地面平整，防止雨后草地积水，吸引鸟儿觅食和饮水等，从根源上减少机场对鸟类的吸引。

4.2 灵活运用驱鸟方式

调查发现嘎洒机场内目前主要使用驱鸟弹、煤气炮、鸟类悲鸣、拦鸟网以及人为猎杀等驱鸟方式，由于鸟类对环境的适应，依靠听觉来驱鸟的效果也随之减弱。因此，定期更换不同的驱鸟方式很必要，如针对家燕和[树]麻雀，可增加机场跑道两端拦鸟网的密度，定期清除周边树木上的鸟巢。必要时应当增加巡防密度，采用驱鸟弹、驱鸟炮等应急性紧急驱鸟措施。