齐齐哈尔百鸟湖鸭类空间分布及鸟击预防对策

张美琦，严雪洁，许 青

（东北林业大学野生动物与自然保护地学院，哈尔滨，150040）

黑龙江省齐齐哈尔市百鸟湖湿地占地8.8 km2，前身为污水处理厂氧化塘，于1970 年利用嫩江旧河道建成，后经2 次改造扩建形成现有规模。2010 年齐齐哈尔市新污水处理厂建成后，该处不再承担排污处置任务，经过主管部门清污和严格管理后，生态环境逐渐恢复，形成完善的湿地生态系统。百鸟湖湿地距离齐齐哈尔机场直线距离不足1.5 km，2019年机场新建第二跑道，航线经过该湿地东北区域上空，在其中栖息的大量鸭科（Anatidae）鸟类极有可能成为鸟击的严重隐患。鸟击事故是威胁航空飞行器飞行安全的外界因素之一［1-2］，由于飞机起飞爬升及降落时的高度易于与鸟类的飞行高度重合，且鸟击事故往往发生于机场附近适宜鸟类栖息的环境［3-5］。鸭科鸟类体型较大，具有集群活动的习性，通常是各机场鸟击防范的重点高危鸟类［6-8］。故了解鸭类年周期内数量变化及其在湿地生境分布的生境因子特征，有利于鸟击风险预测及提出有针对性的生境治理对策，降低鸟击的风险［9］。

本研究对百鸟湖湿地鸭科鸟类年周期内各月种类数量动态进行调查，对本区鸭类分布以及影响其分布的生态因子进行分析，以期为百鸟湖湿地鸟类管理和齐齐哈尔机场鸟击防范管理提供合理的参考。

1 研究区概况

百鸟湖湿地位于齐齐哈尔市龙沙区，西北侧紧邻嫩江河道，地理坐 标47°12'58.711″—47°16' 9.199″ N，123° 50'14.719″ —123° 53'48.356″ E（CGCS2000）。气候类型为中温带大陆性季风气候，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季短暂早霜，冬季漫长寒冷。龙沙区年平均气温为3.4 ℃，年平均无霜期132 d。年平均降水量423.4 mm，平均降水时间88 d，其中，7—9 月降水最多。年平均日照时间 2 863.9 h，平均日照率64%，年辐射量460～502 kJ/cm2。常年主导风向为西北风，夏季多为南风。生境类型属于典型的芦苇沼泽，区域内明水面约占总面积的58.51%（水深0.4～3.5 m），挺水植被占17.06%，草甸草原占9.35%，灌木乔木占2.86%，人工建筑占5.03%。主要水生植被为芦苇（Phragmites australis）、东方香蒲（Typhaorientalis）和水葱（Schoenoplectustabernaemontani）等挺水植物；常见陆生草本植物有菊科（Asteraceae）、禾本科（Poaceae）、蔷薇科（Rosaceae）、天南星科（Araceae）、莎草科（Cyperaceae）、百合科（Liliaceae）、十字花科（Brassicaceae）和蓼科（Polygonaceae）等；护岸零星生长有少量榆（Ulmuspumila）、旱柳（Salixmatsudana）和小叶杨（Populussimonii）等乔木。百鸟湖湿地以拦水坝与外界分割，边界清晰，周边以农田、村屯等为主。齐齐哈尔机场为军民合用机场，位于齐齐哈尔市区东南13 km 处，是黑龙江省西部地区的航空枢纽，已建成机场跑道长2 200 m，宽38 m，停机坪面积18 500 m2，于2019年新建航空跑道，面积为2.180 km2。百鸟湖湿地紧邻齐齐哈尔机场，其中心坝东北区域上空又与新建跑道北端起降航线重叠，在百鸟湖湿地内体型较大的鸟类较多，飞行高度易与飞机的飞行重合，故本区域鸟类对飞行安全存在较大威胁（图1）。

图1 百鸟湖湿地观测样点Fig.1 Observation sample point of Bainiao Lake Wetland

2 研究方法

2.1 年周期各月鸭类数量动态调查

鸭科鸟类年周期种类数量动态调查在2020 年7月—2021年6月完成，共进行32次实地观测，每次持续2 d。调查中尽可能选择晴朗无风天气，主要调查时间段为08：00—17：00，春秋鸟类迁徙季节每月调查3 次以上。调查采用定点分区直数法，根据实地考察情况将研究区划设置11 个样点（图1）。调查时，调查人员手持10×42倍双筒望远镜及25～60倍单筒望远镜在样点处对样区鸭类直数计数。对于无法步行到达的样区，乘船至视野开阔且在鸭类惊飞距离之外的区域观测。

为了避免重复计数，依据鸟击防范工作特点，在种群数量统计时，采用最大值保留法［10］，即进行月动态分析时，将当月每种单次观测到的最大值记为该种水鸟当月的种群数量；在进行整个观测期间水鸟数量统计时，将整个观测期间每种水鸟单次观测到的最大值作为该种水鸟的种群数量。

2.2 鸭类空间分布和生境因子利用分析

使 用2.1 所述 样点，在2021 年4 月15 日—5 月28 日调查对视野内停歇鸭类的种类、数量、停歇位点，以及停歇位置周围的生境特征，通过自然标志物、GPS、激光测距仪及测角望远镜对其停歇位点精准定位，将获得信息在GPS 工具箱的研究区域实况图上标出。期间共进行8次调查，每次调查持续2 d。调查过程中共记录鸭科鸟类13 种，16 571 个个体分布位点，记录红头潜鸭（Aythyaferina）位点5 052 个，赤膀鸭（Marecastrepera）3 533 个，罗纹鸭（M.falcata）1 995 个，绿翅鸭（Anascrecca）1 196 个，花脸鸭（Sibirionettaformosa）917 个，鹊鸭（Bucephala clangula）1 866 个，绿头鸭（Anasplatyrhynchos）188 个，琵嘴鸭（Spatula clypeata）114 个，凤头潜鸭（Aythyafuligula）53个，青头潜鸭（A.baeri）23个。

生境因子数据结合遥感和实地测量获取。选择植被高度、植被覆盖率、水深、距人工道路距离、距明水面距离、距岸边距离和距居民区距离7 个因子进行生境利用分析，各类生境因子获取方法见表1。研究区域水面、道路和植被分布等由遥感影像破译获取并修正，植被高度实测当季枯萎植被高度。为防止生境因子实地测量过程中对栖息鸭类的干扰，植被高度测定时间不进行鸟类分布位点记录。

表1 百鸟湖湿地鸭科鸟类栖息地环境因子及其描述和测量方法Tab.1 Habitat environmental factors，description and measurement methods of Anatidae birds in Bainiao Lake Wetland

将春季调查所获得的鸭类GPS 点位数据导入ArcGIS 10.3.1 中，使用Home Range Tool 2.0（HRT 2.0）插件，以最小凸多边形法（minimum convex polygon，MCP）计算鸭类的空间分布斑块，使用95%MCP呈现结果。在WGS_1984_UTM_zone_51N 投影坐标系下，使用ArcMap 10.3.1 的几何功能计算鸭类分布斑块面积及研究区域总面积，计算鸭类利用研究区域空间比例。

在ArcGIS 中建立鸟类分布与环境信息数据库，使用ArcMap 10.3.1 中的叠加分析工具对鸟类与环境数据叠加分析，提取已分析数据。使用R 4.1.1就鸭类斑块分布数量及环境因子之间关系建立广义线性混合模型，使用鸟种作为随机效应，鸭类数量作为因变量，植被高度、植被覆盖率、水深、距人工道路距离、距岸边距离、距明水面距离和距居民区距离作为固定效应。

3 结果

3.1 鸭类数量月份动态

调查期间，共记录鸭类18 种，12 385 只，其中绿头 鸭（34.72%）、斑嘴鸭（Anas zonorhyncha，18.05%）、赤膀鸭（15.53%）、普通秋沙鸭（Mergusmerganser，11.39%）、红头潜鸭（9.41%）和罗纹鸭（3.84%）的数量占总个体数90%以上。

百鸟湖各月份鸭类种数及数量变化见图2。随春季迁徙季节的到来，3月鸭类的种类和数量出现明显上升趋势，记录鸭类12 种，达到鸟种数最高峰；4月鸭类数量持续上升，达到春季峰值（n=2 374）；5月以后春季迁徙期结束，鸭类数量呈现下降趋势，此时当地分布的鸭类均为繁殖鸟，共7 种，数量1 000 只左右。9 月秋季鸟类迁徙开始，种类和数量上升；10月总数量全年最高，达到调查期间峰值（n=6 456），数量约为春季峰值的2.72 倍，鸟种数为11 种；11 月研究区域湖面陆续开始结冰，鸭类种类和数量明显下降；由于研究区域冬季局部不结冰，有明水面存在，12—2 月仍有绿头鸭和普通秋沙鸭栖息，各月数量为151～434只。

图2 百鸟湖湿地各月份鸭类种数及数量Fig.2 Monthly total number of species and duck population size in Bainiao Lake Wetland

3.2 鸭科鸟类空间分布

以MCP 计算鸭类的空间分布斑块，使用95%MCP呈现结果。分析显示，研究区域共计有84个鸭类分布斑块（图3），斑块总面积为0.693 km2，占研究区域总面积的7.88%。

图3 百鸟湖湿地春季鸭科鸟类空间分布Fig.3 Spatial distribution of Anatidae birds in Bainiao Lake Wetland in spring

百鸟湖中心坝东北部与机场飞行航线重合，现就中心坝东北部和西南部鸭类分布特点进行比较。中心坝东北部面积约为2.180 km2，鸭类斑块分布面积共0.241 km2，占东北部总面积11.06%，记录鸭类分布位点累计6 589个，占比39.76%；西南部面积约为6.620 km2，鸭类分布斑块面积合计0.451 km2，占西南部面积6.81%，记录鸭类分布位点累计9 982个，占比60.24%。百鸟湖全域鸭类斑块面积大于0.010 km2的有17 个，其中中心坝东北部有8 个，西南部有9 个。中心坝东北部较西南部鸭类斑块面积占比略高。

3.3 鸭科鸟类数量与环境因子相关性

对鸭类数量及其停歇区域环境因子之间相关性建立广义线性混合模型，其中边缘拟合优度为0.40（Rm2=0.40），条件拟合优度为0.52（Rc2=0.52），部分拟合类型见表2。

表2 百鸟湖湿地鸭类数量与环境因子拟合模型Tab.2 Fitting model of duck quantity and environmental factors in Bainiao Lake Wetland

表2 中列出3 种模型，包括全模型及2 个权重较大的模型，其中全模型固定效应包括植被高度、植被覆盖率、水深、距人工道路距离、距岸边距离、距明水面距离和距居民区距离，由于其权重值仅为0.007，故不选择全模型结果作为最终结果。最优模型的固定效应包括植被高度、植被覆盖率、水深、距人工道路距离、距岸边距离和距明水面距离，权重值为0.672，最优模型拟合结果见表3。由表3 可见，在95%置信区间内，植被覆盖率、距人工道路距离、距岸边距离和距明水面距离因子与鸭类分布数量呈显著正相关（P＜0.001），其中与因变量相关性最高的因子为距人工道路距离（相关系数为0.60）。

表3 百鸟湖湿地鸭类数量与环境因子最优模型的拟合结果Tab.3 Optimal model of duck quantity and environmental factors in Bainiao Lake Wetland

4 讨论

齐齐哈尔市地处松嫩平原西部，位于我国三大候鸟迁徙通道的东亚—澳大利西亚迁徙通道上，区域湿地资源丰富，是我国著名的水鸟迁徙中途停歇地和繁殖地［11］。调查发现，百鸟湖湿地西南区域分布有IUCN 极危（CR）物种、国家一级保护鸟类青头潜鸭［12］，在当地形成了稳定的繁殖种群，这显示保护好这片湿地意义重大。但由于该区域紧邻齐齐哈尔机场，区域上空又与机场飞行升降空间重叠，湿地内分布的鸟类会对飞行安全产生较大影响。因此，解决好野生动物保护与鸟击防范之间的矛盾是当前湿地鸟类管理和机场鸟击防范管理的新课题。

4.1 百鸟湖鸭类数量波动、分布特点与机场鸟击预防的关系

从当地鸭类各月数量动态上看，秋季（10—11月）鸭类数量会出现全年峰值，比春季峰值（4 月）高2.72 倍，而夏季仅有繁殖个体存在，且7、8 月鸭类因换羽分布于隐蔽性高的区域，故观测到的数量较少，这符合北方湿地鸟类群落动态特点。对于机场鸟击防范工作而言，春秋季节，特别是秋季，鸟击防范工作压力极度增加，应注意加强鸟类观测和鸟群动向，防止鸟击事故发生。

本研究对鸭类生境因子利用特点分析显示，植被覆盖率、距人工道路距离、距岸边距离和距明水面距离因子与鸭类分布数量呈显著正相关。鸟类分布受生境类型的影响，如鸭类等生境泛性鸟类往往偏好芦苇生境［13-14］；人为干扰对鸭类等水鸟的空间分布也具有较为明显的影响［15-17］，如在农田生境中觅食或栖息的雁鸭类会在时间上避开农民田间劳作的高峰期，以躲避人为干扰带来的影响［18-19］。本研究结果与这些研究结论类似，具体表现在百鸟湖鸭类在不同区域的分布差异上。百鸟湖中心坝西南区域湖中心植被茂盛，是鸭类栖息的适宜生境，鸭类种群数量丰富；由于靠近西南湖岸一侧公路常有重载车辆经过，存在一定的人为干扰，鸭类数量明显较少。水深这一环境因子与鸭类的主要分布情况呈负相关关系，但并不具有显著性。在中心坝东北部明水面区域（平均水深为2.32 m）记录的鸭类数量很少，但在西南部中心局部水深相近区域（平均水深为2.15 m）记录的鸭类数量却较多，可见水深对研究区域内鸭类的分布并不造成主要影响，这一结果与傅伟［20］的研究结果相近。

4.2 百鸟湖鸟击防治建议

目前国内外机场鸟击防范对策主要包括“鸟情观测、即时驱赶和生态治理”3 个方面［21-22］。“即时驱赶”手段明显不适合当地保护现状；“鸟情观测”通过人员和设施实时观测，发现鸟击风险及时报告飞行人员和指挥人员，改变起降时间和起降方向避免飞机与鸟群遭遇，这是有效的鸟击防范手段之一；“生态治理”是目前公认的机场鸟击防范最佳手段。百鸟湖鸟击防范管理应遵循“生态治理为主，鸟情观测为辅”的基本原则，作为鸭类生存的良好栖息地，不能采用“一刀切”或破坏环境的手段，应采取恰当的治理方法，既有效防范鸭类的撞机风险，又最大程度保护生态环境。建议相关部门积极合作，采取“近距离外引，远距离招引”理念进行鸟击防范生态治理。同时，在调查期间发现，在冬季，百鸟湖周边居民向湖中排放污水，而污水往往温度较高，使得冬季湖面不封冻，适宜鸭类生存，如绿头鸭等成为留鸟，在冬季也栖息于湖中。

结合本研究结果，本区域治理过程应注意4 个方面。

（1）野生鸭类对人为干扰较为敏感，对百鸟湖中心坝东北部区域加强开发，增加人为活动，如充分利用现有优美的风光条件开展生态旅游、生态教育等商业活动，加强区域人为景观建设，吸引游客前来。在百鸟湖东北部生态改造的同时，西南部应加强鸟类保护管理和生态恢复工程建设，减少湖岸道路车辆和人流活动，加强水位管理，维持自然景观，为鸟类提供适宜栖息地，吸引鸟类向百鸟湖西南部转移，这样既能降低鸟击风险又能提高当地经济水平，同时也保证了百鸟湖湿地鸭类有适宜生存的栖息地。

（2）植被覆盖率是吸引鸭类的一个重要因子，减少植被覆盖是常用的鸟击防范措施［21，23］，对百鸟湖东北部生境改造过程应有针对性地去除这个生境因子，如对湖岸建设较陡峭的护坡，清除水生植被，增加局部水深，或将其景观类型改造为荷塘，既增强了当地观赏性，又减少局部鸟类密度。在中心坝东南部则增加水生植被密度，为鸭类提供较高隐蔽性，以吸引鸭类转移至该区域。

（3）对于本区冬季局部不结冰而导致鸭类滞留的现象，应及时管控，挖掘源头，减少冬季本区域的生活污水排放，减少当地冬季鸭类数量，恢复应有的冬季自然生态状况。

（4）加强本区域鸟类观测，对潜在的鸟击风险及时预测，在春秋季鸭类迁徙高峰时减少本区域起降活动、调整飞行时间及飞行高度等以有效规避鸟击风险。

致谢：本研究得到了黑龙江睿涛环保科技有限公司的大力协助，在此深表感谢！