基于样线法及红外相机技术的安徽输电线路鸟类活动规律初步研究

摘要：近年来，在输电线路附近活动的鸟类日益增多，由此引发的输电线路故障也常被报道，研究输电线路上鸟类的活动规律对于保障输电线路运行的安全性具有重要意义。为探究输电线路上鸟类的活动规律，本研究采用样线法对安徽输电线路沿线附近鸟类进行了调查，并结合红外相机技术，系统调查和分析了五处高压线路杆塔上鸟类的活动情况。调查结果显示：样线法调查到的输电线路沿线活动鸟类共计18目46科135种，主要以小型鸟居多，迁徙季节有大型侯鸟类。常见鸟类有喜鹊、麻雀、白头鹎、丝光椋鸟、八哥、山斑鸠、珠颈斑鸠等。在输电线路杆塔上做巢的高危鸟类有黑翅鸢、红隼、八哥、灰椋鸟、黑领椋鸟、喜鹊。红外相机拍摄到的鸟类共11 种，其中相对丰富度最高的3种鸟类依次是喜鹊、八哥和乌鸫。鸟类的日活动时间段大致在5：00—19：00，活动峰值在7：00—9：00和15：00—17：00时间段，13：00 附近出现活动低谷。本研究可为输电线路鸟类安全防护策略和技术方案的制定提供一定的科学依据。

关键词：涉鸟故障；红外相机技术；日活动节律；鸟类

中图分类号：Q958.1 文献标志码：A 文章编号：1001-2443（2024）03-0241-05

由于国家电力资源分布不均，各地架设了大量的输电线路用于电力的长距离运输。社会用电量的增加对输电线路的电力稳定性提出了更高的要求，如何保障输电线路的运行安全，也成为重中之重。除了输电线路老化断裂等自身问题外，外界条件的影响，尤其是输电线路上的鸟类活动的影响，也是导致故障的重要因素。因鸟类在输电线路附近活动导致的输电线路短路和跳闸，统称为“涉鸟故障”［1- 2］。

涉鸟故障分为鸟粪类、鸟体短接类、鸟巢类和鸟啄类故障。大型鸟类易造成鸟粪类和鸟体短接类故障，小型鸟类易造成鸟巢类和鸟啄类故障［3］。每年繁殖季节，鸟类在架空输电线路铁塔上筑巢的情况较多，因鸟巢下垂物过长与绝缘子发生短接，造成线路放电跳闸［3-4］、或因鸟类排泄物短接空气间隙造成的故障［5］逐年增加。如何有效减少涉鸟故障的发生，已成为当前电力部门亟待解决的问题之一。

研究鸟类在输电线路上的活动规律，有利于掌握涉鸟故障的成因，进而为输电线路涉鸟故障防治提供科学依据。过去对于输电线路鸟类活动规律的调查往往采用样点法结合样线法的方式进行，然而，利用红外相机技术对输电线路鸟类日活动节律的研究却鲜有报道。本研究采用样线法和红外相机法结合的方式对输电线路沿线及杆塔上活动的鸟类进行调查，并结合安徽涉鸟故障数据对输电线路附近鸟类的活动规律进行了分析总结，为国网安徽输电线路的防鸟治理提供科学依据。

1 研究地概述

安徽省鸟类资源丰富，位于东亚-澳大利西亚水鸟迁徙通道上［6］。近年来安徽鸟类在输电线路上活动、栖息等现象普遍。安徽省平原、台地（岗地）、丘陵、山地等类型齐全，全省分成淮河平原区、江淮台地丘陵区、皖西丘陵山地区、沿江平原区、皖南丘陵山地五个地貌区。气候上属暖温带与亚热带的过渡地区。淮河以北属暖温带半湿润季风气候，淮河以南属亚热湿润季风气候。本研究在位于安徽省北部的宿州市（220kV陇马2C34线）以及位于安徽省南部的池州市（220kV官枫4D51线）和芜湖市（220kV福通4D31线）各选取一条完整的输电线路作为研究样线，并在芜湖市选择了五处高压线路（220kV福通4D31线、220 kV福旗4D39线、110 kV无襄545线、110 kV无城541线、110 k无洪546线）利用红外相机法对在电线杆塔上活动的鸟类进行调查。

2 研究方法

2.1 样线调查

根据输电线路沿线的地形地貌和植被类型按分层随机布设鸟类调查样线，样线单侧宽度可根据样带两侧的可视距离而定，一般为20 ～300 m。用双筒及单望远镜观察、或凭鸣叫声判断鸟类，记录所发现鸟类的名称、数量、辨识依据及距样点的大致距离和方位。调查时间主要涵盖留鸟和夏候鸟的繁殖期，以及候鸟的春季迁徙过境。具体时间为2023年3月份至9月份。调查周期内每个月至少调查一次，鸟类繁殖期每周调查一次。鸟类的分类系统参考《中国鸟类分类与分布名录（第三版）［7］。

2.2 红外相机布设

2017年11月至2018年5月，结合鸟类活动或痕迹（如粪便、足迹或羽毛遗落物等）于芜湖市共布设18台红外相机（220kV福通4D31线有2个相机位点，220 kV福旗4D39线有4个相机位点，110 kV无襄545线有4个相机位点，110 kV无城541线有4个相机位点，110 kV无洪546线有4个相机位点），为减少重复拍摄，所有相机位点之间间隔距离大于300 m。调查人员每两个月检查一次相机的工作状态，更换电池和存储卡，收回数据。调查使用Ltl Acorn-6210MC型红外相机，设置为每次触发连续拍摄3 张照片和一段30 s长度的视频。调查人员将红外相机固定在高压电线杆上，镜头朝向高压杆塔上，调查人员详细记录红外相机安放的日期、位点，红外相机具体安放位置如表1所示。

2.3 数据分析

记录汇总各样线和样点内调查发现的鸟类种类。红外相机收回后，对照片、视频进行分类鉴定。基于独立有效照片数计算鸟类的活动强度。单个位点上红外相机拍摄到1次鸟类作为鸟类的1次有效探测；30 min内拍到的多张鸟类照片或视频，均合并记作1次探测，并统计每次探测中鸟类个体的数量，以统计鸟类的总数。以2 h为时间段，将每天的时间划分为12个取样间隔。统计鸟类在每个时间段的有效探测数，用于计算各个时间段的相对活动强度指数（relative activity index），相对活动强度指数=本时间段的有效探测数/总的有效探测数［8］。计算每种动物的物种相对丰富度（relative abundance index，简称RAI，公式中表示为RRAI），分析每个物种的相对数量，计算公式为［9］

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

式中：Ai表示第i类动物出现的相片数；N表示相片总数。

3 研究结果

3.1 输电线路沿线活动鸟类

共记录鸟类18目46科135种，其中：宿州市输电线路沿线鸟类17目41科97种，包括非雀形目鸟类36种、雀形目鸟类61种；池州市输电线路沿线鸟类13目39科106种，包括非雀形目鸟类45种、雀形目鸟类61种；芜湖市输电线路沿线鸟类16目43科96种，包括非雀形目鸟类43种、雀形目鸟类53种。

不同地区鸟类生态类型组成成分存在差异。宿州市水鸟种类仅有12种、占总种数的12.37%；芜湖市水鸟种类为23种，占总种数的23.96%；池州市水鸟种类最多，有33种，占总种数的31.13%。活跃在输电线路附近的常见鸟类有喜鹊（Pica pica）、麻雀（Passer montanus）、白头鹎（Pycnonotus sinensis）、丝光椋鸟（Sturnus sericeus）、八哥（Acridotheres cristatellus）、山斑鸠（Streptopelia orientalis）、珠颈斑鸠（Streptopelia chinensis）等。在输电线路杆塔上做巢的高危鸟类有：黑翅鸢（Elanus caeruleus）、红隼、八哥、灰椋鸟、黑领椋鸟、喜鹊。

3.2 输电线路杆塔活动鸟类

红外相机法调查共获得了18个有效位点的数据，累计2516个工作日，收集到了9290张高压线路杆塔上鸟类的照片，拍摄到鸟类有11种（如图2），隶属 2目6科，分别是八哥、喜鹊、棕背伯劳（Lanius schach）、黑领椋鸟（Gracupica nigricollis）、红隼（Falco tinnunculus）、乌鸫（Turdus merula）、黑卷尾（Dicrurus macrocercus）、丝光椋鸟、麻雀、灰椋鸟（Sturnus cineraceus）和灰背鸫（Turdus hortulorum）。

共得到1782份鸟类照片，其中八哥、喜鹊、棕背伯劳、黑领椋鸟、红隼、乌鸫、黑卷尾、丝光椋鸟、麻雀、灰椋鸟、灰背鸫的独立有效照片数量分别为305张、1182张、1张、35张、3张、95张、70张、54张、9张、27张、1张。根据相对丰富度计算公式可以得到，八哥、喜鹊、棕背伯劳、黑领椋鸟、红隼、乌鸫、黑卷尾、丝光椋鸟、麻雀、灰椋鸟、灰背鸫的相对丰富度分别为 0.1710、0.6631、0.0005、0.0196、0.0017、0.0533、0.0393、0.0304、0.0051、0.0152、0.0005。喜鹊的相对丰富度最高，八哥、乌鸫、黑卷尾、黑领椋鸟、丝光椋鸟、灰椋鸟、红隼、麻雀、棕背伯劳和灰背鸫的相对丰富度大小依次减少。

本研究有效探测次数为1782次，依据相对活动强度计算结果可知，鸟类在电线杆塔上的日活动时间主要集中在5：00—19：00。输电线路上鸟类数量的大致日变化是先增加再减少、随后增加再减少（图3）。根据鸟类活动时间将每天划分为7个取样间隔（其中在0：36时拍摄到1只乌鸫，在21：57时拍摄到4只喜鹊，由于该时间点偏离主要活动时间段较大，且相对其他时间次数较少，不具有代表性，未进行统计），相对活动强度计算结果显示相对活动强度最高的时间段为7：00—9：00，相对活动强度指数为0.364；其次为15：00—17：00，相对活动强度指数为0.166；在17：00—19：00时间段内鸟类相对活动强度指数达到最低值，其相对活动强度指数为0.06。通过与安徽涉鸟故障情况（数据来源于安徽电力部门）对比，鸟类活动高峰时段与涉鸟故障高发时段基本重叠。

4 讨论

本次调查发现，输电线路沿线鸟的组成主要以小型鸟居多，迁徙季节有大型侯鸟类。不同体型鸟类在输电线路上的活跃位置往往不同［10］。小型鸟类和中型鸟类（如乌鸫、白鹡鸰等）一般偏爱栖息在导地线上 ，东方白鹳等大型鸟类偏爱栖息于铁塔。此外，金翅雀、黑尾蜡嘴雀、丝光椋鸟、麻雀等鸟类偏爱集大群出现在导地线或铁塔上。黑鹳等大型鸟类喜欢落在杆塔的边缘，而喜鹊等体型较小的鸟类喜欢落在杆塔边缘或中间位置，这是因为受体型的影响，大型鸟类容易抓取杆塔边缘位置站稳和起飞，而小型鸟类在杆塔任意位置均可以站稳和起飞［2］。生境偏好方面，斑嘴鸭等水鸟偏爱在单一生境（湿地）中活动，其余鸟类大多偏爱在2种或2种以上生境中活动［9］。故而进行输电线路鸟害防治时，应针对景观区域及生境内分布的鸟类喜爱活动的位置实施相应的防治措施。

八哥、喜鹊、棕背伯劳、黑领椋鸟、红隼、乌鸫、黑卷尾、丝光椋鸟、麻雀、灰椋鸟、灰背鸫都是昼行性鸟类。由红外相机拍摄到的鸟类居留型可知，喜爱在输电线路杆塔上活动的鸟类基本为留鸟（除黑卷尾和灰背鸫）。本研究发现，黑卷尾作为夏候鸟，红外相机拍摄的时间跨度仅为一个月，而冬候鸟灰背鸫的拍摄时间跨度为6个月，但黑卷尾的相对丰富度指数较高，灰背鸫的相对丰富度指数最低。这说明黑卷尾迁徙数量较多，在高压线路上活动较为频繁；灰背鸫的迁徙数量较少，在高压线路上活动也较少，导致拍摄的灰背鸫照片数量较少。

鸟类多在早晚觅食，而在中午气温较高的时段选择静息，因为高温环境下长时间活动需要消耗大量的水分来蒸发散热，不利于维持正常的新陈代谢［11］，我们的日活动强度计算结果也印证了这一点。通过对比鸟类日活动强度数据和安徽涉鸟故障情况统计数据可得，鸟类日活动强度较高时段亦为涉鸟故障高发时段。该时段为鸟类的觅食和回巢期，鸟类觅食后在塔杆附近休憩时易发生排泄行为，当粪便与输电线接触时易导致故障发生［12-13］。因此，依据鸟类的日活动规律，针对鸟类活动日强度较高时段采取相应措施，可以更为有效地降低涉鸟故障发生的概率。

沿线调查过程中发现在输电线路上筑巢的高危物种包括黑翅鸢、红隼、八哥、灰椋鸟、黑领椋鸟、喜鹊。红外相机也拍摄到了八哥和喜鹊的筑巢行为。鸟类筑巢活动会对输电线路的稳定运行造成威胁，特别是大风或者暴雨天气，鸟巢容易被吹落从而导致输电线路短路、接地事故发生［14］。值得注意的是鸟类在输电线路上做巢时往往选择具有横担的门形杆塔［15］，因此在进行鸟巢类涉鸟故障防治时应对此类杆塔给予额外注意。

综上所述，本研究发现喜爱在输电线路杆塔活动的鸟类主要为留鸟，不同体型鸟类在输电线路上的活动位置不同，在输电线路上做巢的高危鸟种有黑翅鸢、红隼、八哥、灰椋鸟、黑领椋鸟和喜鹊。鸟类日活动强度较高时段亦为涉鸟故障高发时段。本研究可为研究输电线路涉鸟故障与鸟类活动节律之间的关系提供科学依据，同时为利用红外相机技术对雀形目和隼形目部分鸟类日活动节律进行研究提供了一项例证。

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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

（责任编辑：巩 劼）