日喀则和平机场鸟类群落结构及鸟击防范

Bird Community Structure and Bird Strike Prevention at Rikaze Heping Airport

摘要

本研究旨在探究日喀则和平机场及周边区域的鸟类群落结构，为和平机场鸟击防范工作提供理论基础；使用样点法及样线法，调查研究区域内的鸟类群落结构，日喀则和平机场调查共记录鸟类11目29科70种，按照区系组成划分有古北界鸟类47种，广布种鸟类13种，东洋界鸟类10种；按照居留型组成划分有留鸟41种，冬候鸟20种，夏候鸟9种；从分布广度上看广性分布鸟类21种，中性分布鸟类18种，狭性分布鸟类23种；和平机场全年7种生境中，灌丛的多样性指数最高为2.52，村庄的多样性指数最低为1.22；非繁殖季期间，机场场区的香农威纳（Shannon-Wiener）多样性指数最高为1.97，草地生境最低为0.96，繁殖季期间灌丛的多样性指数最高为2.57，村庄最低为0.86；日喀则和平机场全年鸟类的危险指数 ≥ 25的鸟种数有10种，危险指数在15 - 25之间的有10种，斑头雁（124.47）、赤麻鸭（78.68）、岩鸽（49.55）为危险指数最高的三种鸟类；非繁殖季期间鸟类的危险指数 ≥ 25的鸟种数有11种，鸟类危险指数在15 - 25之间的有4种，斑头雁（135.19）、赤麻鸭（76.50）、红隼（56.69）为非繁殖季危险指数最高的鸟种；繁殖季期间鸟类的危险指数 ≥ 25的鸟种数有10种，鸟类危险指数在15 - 25之间的有6种，赤麻鸭（58.67）、山斑鸠（56.92）、岩鸽（52.57）为繁殖季危险指数最高的鸟种。

Abstract

This study aims to explore the bird community structure of Rikaze Heping Airport and its surrounding areas, providing a theoretical basis for bird strike prevention work at Heping Airport; Using the method of sampling points and lines, the bird community structure in the study area was investigated. A total of 70 species of birds in 29 families and 11 orders were recorded in the Rikaze Heping Airport survey. According to the composition of the fauna, there were 47 species of birds in the Palaearctic realm, 13 species of widely distributed birds, and 10 species of birds in the Oriental realm; According to the composition of residence types, there were 41 species of migratory birds, 20 species of winter migratory birds, and 9 species of summer migratory birds; From the perspective of distribution breadth, there were 21 widely distributed bird species, 18 neutrally distributed bird species, and 23 narrowly distributed bird species; Among the seven habitats at Heping Airport throughout the year, the highest diversity index for shrubs was 2.52, while the lowest diversity index for villages was 1.22; During the non breeding season, the Shannon Wiener diversity index in the airport area was the highest at 1.97, the grassland habitat was the lowest at 0.96, the shrub diversity index was the highest at 2.57, and the village diversity index was the lowest at 0.86; There were 10 bird species with a risk index of ≥ 25 at Rikaze Heping Airport throughout the year, and 10 species with a risk index between 15 ~ 25. The spotted goose (124.47), red duck (78.68), and rock pigeon (49.55) had the highest risk index among the three bird species; There were 11 bird species with a risk index of ≥ 25 during non breeding season, and 4 species with a risk index between 15-25. The spotted goose (135.19), red duck (76.50), and red falcon (56.69) had the highest risk index during non breeding season; During the breeding season, there were 10 bird species with a risk index of ≥ 25, and 6 bird species with a risk index between 15-25. Red duck (58.67), mountain dove (56.92), and rock pigeon (52.57) had the highest risk index during the breeding season..

Graphical abstract

关键词

鸟击 / 机场鸟类多样性 / 高高原机场 / 鸟击风险评估 / 鸟击防范措施

Key words

Birdstrike / Bird diversity / High altitude airport / Bird Strike risk assessment / Birdstrike prevention measures

1998年，国际民用航空组织定义鸟击是指人造航空器在运行过程中与鸟类发生碰撞，而产生的对航空器安全有影响和潜在影响的事件或事故征候^[1]，飞机在起飞和降落时，常会与生活于低空的鸟类相撞而造成飞机损伤，甚至坠机，这类事件称为鸟撞，也称为鸟击^[2]。随着社会经济的迅猛发展，飞机已经成为人类日常生活不可替代的重要部分。同时鸟击问题，也越发不容忽视，目前已经与风切变、机翼结冰并称为航空三大灾害。国内最早由中国科学院昆明生态研究所（现昆明动物研究所）的魏天昊先生对国外的鸟击研究的情况以及动态发展做了综合性的整理，并且为国内介绍了航空鸟类学，同时提出国内航空业受鸟击的威胁越来越大，推动了“航空鸟类学”在国内的展开，随后各地机场纷纷开展相关的调查研究，如1996年，苏立新先生对东塔军用机场鸟类及鸟撞进行了研究，认为95%的鸟击事故发生在500 m以下的区域^[3]；2001年，赵欣如团队对北京首都国际机场的鸟撞预防进行了相关研究，对该机场的鸟类进行本底调查，结合发现的鸟情，开展对野生鸟类定向管理工作及生态治理实验^[4]；尽管各地机场纷纷开展鸟击防范的相关研究，但是对高高原机场特有的生态环境及鸟类群落的关注却甚少，仅有2020年由邵荃通过植被差异指数（NDVI）、鸟类出现在不同生境的概率、人口密度、水域分布及海拔等参数对贡嘎机场的鸟击风险进行多尺度的时空分析^[5]。

日喀则和平机场（以下简称和平机场）是西藏境内重要的航空枢纽。随着西藏自治区的经济发展，往来航班及客运量迅速增多，2019年旅客吞吐量增速更是达到90%，这也让鸟击事件发生的概率大幅增加，但是对于和平机场鸟类群落结构及鸟击防范的研究工作开展较少，因此了解和掌握和平机场周边鸟类群落结构及鸟击发生特点对于规避鸟击风险具有重要的意义。本研究以和平机场为中心，半径20 km范围内的鸟类群落结构进行调查，结合和平机场周边生境、鸟类行为等因素，探究和平机场鸟击的发生规律，希望能够指导和平机场的鸟击防范工作，同时为其他高高原机场的鸟击防范工作提供科学参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

日喀则和平机场位于桑珠孜区江当乡境内，距离日喀则市城区41.5 km，属高原温带半干旱季风气候。空气稀薄，气压低，空气含氧量小。太阳辐射强，日照时间长，年平均日照时间达3 300 h，高原紫外线强烈，年降水量在400 mm ~ 430 mm之间，多夜雨，夜雨量占总降水量的70% ~ 80%以上。无霜期短，降雪强度小；和平机场及其外围区域，主要有灌丛、农田（如白草等禾本科植物）和人工林等，其次还有极少量的芦苇(Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.)群落（水域）、华扁穗草(Blysmus sinocompressus Tang et Wang)群落（湿地）、乌柳(Salix cheilophila Schneid.)群落（河心滩）、具鳞水柏枝（Myricaria squamosa Desv.）群落等。

本研究将和平机场周边20 km区域划分为三个区域：一是和平机场场区，二是和平机场外围半径约为5 km区域，三是和平机场外围半径5 km ~ 20 km半径区域。

1.2 调查方法

根据实地调查，将和平机场周边生境分为村庄、农田、草地、灌丛、人工林、湿地及机场场区7类。结合和平机场周边生境类型、路况及调查区域划分，共设置样线3条，每个区域各设置1条样线，总长度约146 km，并沿样线布设样点23个，样线单侧宽度100 m，调查选择在能见度较高、风力不大的天气条件下进行，样点以观察人员为中心，记录半径100 m圆形区域内的鸟类种类和数量，每个样点持续观测10 min。调查时间为2021年10月 - 2022年7月以及2023年8 - 9月，并将5 - 10月定为繁殖季、11 - 4月定为非繁殖季，每个月对和平机场开展一次相同样线及样点的调查，每次调查均为清晨或傍晚。

1.3 统计方法

（1）多样性指数H：采用Shannon-Wiener香农威纳指数公式：

H=－∑P_i × lnP_i

式中Pi为第i个物种的个体数在其群落中所有物种个体数的占比。

（2）均匀度指数J：使用Pielou均匀度指数公式：

J=H/H_max

式中H为实际调查后的多样性指数，H_max 为理论上群落的最大多样性指数。

（3）优势度指数C：使用Simpson生态优势度指数公式：

C=∑(Pi)²

（4）相似度指数使用Sorensen公式：

S=2c/(a + b)

式中c为两个群落中共有种数，a、b为各自所在群落的种数。

（5）分布系数ADC：

ADC=(ai/A + bi/B) × 100%

式中：ai:第i种鸟类出现的样地数；bi:第i种鸟类出现的生境类型数；A:调查总样地数；B:调查区域的总生境数。

（6）鸟类重要值IV^[6]：

IV=（相对数量成分 + 相对时间成分 + 相对空间成分）/3 × 100%

式中：相对数量成份＝每种鸟数／最多的那种鸟数；相对时间成份＝每种鸟出现调查次数／总调查次数；相对空间成份＝每种鸟出现的样带数／总样带数。

（7）危险指数DI：

DI=IV × （Fc + Wc + Pc）

式中：IV为鸟类重要值；Fc为飞行高度系数分0 m ~ 5 m、5 m ~ 30 m、30 m ~ 50 m、50 m ~ 100 m及100 m以上5个风险等级，分别赋值0.1、0.5、1、0.5、0.1；Wc为体重系数分200 g（含）以下、200 g ~ 1 000 g（含）、1 000 g ~ 1 800 g（含）、1 800 g ~ 3 600 g（含）及3 600 g以上5个风险等级，分别赋值0.1、0.2、0.3、0.4、0.5；Pc为机场场区内出现某鸟种的个体数在调查中该鸟种总个体数的占比。

1.4 危险指数等级划分方法

为了使鸟类危险指数的评估更接近鸟类对飞行安全的实际威胁程度，采用以鸟类重要值（IV）为基础，即鸟类种群数量、鸟类空间分布情况以及鸟类时间上的分布情况，结合鸟类飞行高度（Fc）、鸟类个体重量（Wc）以及在机场场区内出现的概率（Pc）3个因子作为系数，综合计算鸟类危险等级，以此来量化每种鸟类对飞行安全的威胁程度；将计算出的危险指数（DI）分为5个等级：危险指数 ≥ 25定为严重危险，25 > 危险指数 ≥ 15定义为危险，15 > 危险指数 ≥ 5定义为较危险，5 > 危险指数定义为一般危险^[7]。

2 结果与分析

2.1 鸟类物种组成

依据实地调查情况，共记录鸟类70种，隶属于11目29科（附表1），其中非繁殖季季共记录鸟类52种，隶属于10目20科；繁殖季共记录鸟类52种，隶属于10目29科。

全年鸟类个体数16 694只，湿地生境6 288只，农田生境6 115只，为鸟类个体数最多的两种生境，草地生境138只，是鸟类个体数最少的生境（图1）。

和平机场及周边区域以留鸟为主要成分，留鸟41种，占总种数的58.57%；冬候鸟20种，占总种数的28.57%；夏候鸟9种，占总种数的12.56%。根据区系分类，古北界鸟类为主要成分，古北界鸟类47种，占总种数的67.14%；广布种13种，占总种数的18.57%；东洋界鸟类10种，占总种数的14.29%。

对日喀则和平机场周边鸟类分布系数（ADC）的计算结果显示，广性分布鸟类（ADC ≥ 100）有21种，占总种数的30%；中性分布鸟类（100 > ADC ≥ 50）有18种，占总种数的25.71%；狭性分布（50 > ADC）鸟类有23种，占总种数的32.86%。

2.2 鸟类群落结构特征

Shannon-Wiener多样性指数及Pielou均匀度指数的计算结果显示（表1），灌丛的生物多样性指数及均匀度指数在全年、繁殖季和非繁殖季中均为最高，而村庄生境的多样性指数最低，只在非繁殖季期间略高于湿地，均匀度指数在非繁殖季也略高于湿地生境；7种生境间的Sorensen相似度指数（表3），在全年中农田和灌丛生境的相似度指数是最高的为0.77，草地和场区生境的相似度指数排在第二位为0.73，村庄和人工林生境的相似度指数拍在第三位为0.72，草地生境和湿地之间的相似度指数是最低的为0.29。

2.3 鸟类危险等级

和平机场及周边区域全年有10种鸟类危险指数 > 25，占总数的14.29%，其中3种为候鸟，分别是斑头雁（124.47）、赤麻鸭（78.68）及黑颈鹤（38.53），其中斑头雁和赤麻鸭的危险指数远高于其他鸟种；25 > 危险指数 ≥ 15的鸟类有10种（表2）。

2.4 繁殖季及非繁殖季鸟类危险等级

繁殖季鸟类中危险指数 > 25的鸟类有10种，其中赤麻鸭（58.67）的危险指数最高，山斑鸠（56.92）和岩鸽（52.57）的危险指数也是超过50，非繁殖季鸟类危险指数 > 25的有11种鸟类，其中斑头雁（135.19）的危险指数最高，其次便是赤麻鸭（76.50），红隼（56.69）及黑颈鹤（53.27）危险指数大于50（表4）。将两季危险指数 > 15的鸟种的危险指数分别对比（图2），总体上看非繁殖季鸟类的危险指数高于繁殖季鸟类，从居留型成分上看，繁殖季危险指数 > 15的冬候鸟种类为2种，占繁殖季危险指数 > 15鸟种的12.50%（图3），非繁殖季危险指数 > 15的冬候鸟为5种，占非繁殖季危险指数 > 15鸟种的33.33%（图4）。在繁殖季期间雀形目鸟种数有7种，占繁殖季危险指数 > 15鸟种的43.75%（图5），在非繁殖季期间雀形目鸟种数有3种，占非繁殖季危险指数 > 15鸟种的20.00%（图6）。

3 讨论与建议

和平机场周边湿地及农田生境的鸟类数量达到了1万余只，占总调查数量的74.3%，而湿地及农田的生境面积只占总调查区域面积的18.66%，这些鸟类中又以越冬鸟类为主要成分，因此该机场非繁殖季的鸟击威胁与鸟类的迁徙行为息息相关。位于和平机场北部约2 km处为雅鲁藏布江，是重要的水鸟越冬地，当机场处在鸟类迁徙路线上，迁徙期内会出现大量鸟类经过、出现或栖息于机场周围，加剧了鸟击事件发生的风险。非繁殖季期间和平机场危险指数 > 15的鸟类中候鸟的比例较繁殖季有明显的上升，每年非繁殖季会吸引大量的越冬水鸟如斑头雁、赤麻鸭、黑颈鹤等来此栖息，同时周边的农田也为这些越冬水鸟提供了稳定的食物来源，这些鸟类也是危险指数最高的鸟种之一。

和平机场繁殖期中危险指数 > 15的鸟种的危险指数平均值为31，非繁殖期则为40.6，这说明繁殖期鸟击风险更为分散，鸽形目、雀形目等一些中小型鸟类的鸟击风险更大，而非繁殖季的鸟击风险更为集中，主要为一些中大型水鸟所带来的威胁较大。繁殖期危险指数 > 15的鸟种中，雀形目鸟类占比较高，数量也更多，和平机场繁殖期雀形目鸟类为主要成分有7种，而非繁殖季雁形目为主要成分有4种，这也说明了贡嘎机场及和平机场周边区域鸟击风险会随着季节变化而有规律的变化，可能会对未来机场的鸟击防范工作有所帮助。

通过本次对和平机场鸟类群落结构的调查，确定极高危险的鸟种有斑头雁、赤麻鸭、黑颈鹤、山斑鸠、岩鸽、红隼、渔鸥、棕头鸥。

对于斑头雁、赤麻鸭这类大型雁鸭类，往往具有集群规模大，活动区域相对固定、出飞时间相对固定的特点，根据其活动特点，需要加大对它们观测的力度，尤其是在非繁殖季期间，确定它们的夜宿地，对一些高风险区域的种群可以在航班起落前进行驱离；斑头雁、赤麻鸭往往来回于夜宿地和觅食地之间，机场周边的农田生境是它们的觅食场所，可以对机场周边农田及湿地的分布进行规划，人为的增加无风险且与航线方向相反的区域内的觅食地，引导它们前往这些区域进行觅食，降低它们可能造成的鸟击风险。

对于岩鸽、山斑鸠，它们往往将机场周边作为繁殖地，筑巢育雏，需要对机场周边建筑物的孔洞、缝隙进行定期排查，在它们密度较高的区域播放大鵟、白尾海雕等猛禽的叫声对它们形成干扰，对一些出现在高风险区域的种群，可以采用直接扑杀的方式，降低它们对飞行安全的威胁。

对于红隼这类小型猛禽，机场总是作为它们的觅食场所，它们会被机场附近以及场区内的食物所吸引，如蝗虫、小型鸟类以及场区内捕鸟网上未及时清理的鸟尸等，因此清除它们的食物来源是降低它们鸟击的风险的关键，及时清理场区内捕鸟网上的鸟尸，针对蝗虫爆发的时间，及时灭杀并清理蝗虫。

对于棕头鸥、渔鸥，常在机场周边水域环境中繁殖、觅食，针对它们偏好孤岛状生境营巢的特点，加强对水域环境辫状水系中鸥类营巢栖息地的监控，并施加干扰进行驱离。

对于黑颈鹤这些大型涉禽，它们的活动规律与雁鸭类类似，固定时间出飞，往返于夜宿地及觅食地之间，非繁殖期也会形成较大规模的集群，并且黑颈鹤为国家一级保护动物，也是青藏高原的旗舰物种，因此进行生态防治显得尤为重要，应对机场周边生境进行合理规划，引导它们去无风险区域内的农田等生境觅食。

参考文献

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