杨锡涛,王 玲,3,袁倩敏,胡慧建
(1.广东省生物资源应用研究所,广东 广州 510260; 2.广东省野生动物保护与利用公共实验室,广东 广州 510260; 3.西南林业大学林学院,云南 昆明 650224)
三峡机场鸟类多样性及鸟类危险系数评估
杨锡涛1,2,王 玲1,2,3,袁倩敏1,2,胡慧建1,2
(1.广东省生物资源应用研究所,广东 广州 510260; 2.广东省野生动物保护与利用公共实验室,广东 广州 510260; 3.西南林业大学林学院,云南 昆明 650224)
2013年11月—2014年10月,采用样线法对三峡机场8 km净空区范围内的鸟类开展调查,并进行鸟类危险系数评估。结果表明:共调查记录到鸟类120种,其中留鸟69种,冬候鸟23种,夏候鸟19种,旅鸟9种;春季物种数最多,为80种,秋季物种数最少,为41种;夏季密度最大(7.10 只·hm-2),秋季密度最小(2.26 只·hm-2);危险系数高的鸟类共13种,其中留鸟10种,夏候鸟3种。因此,在春夏季应加强留鸟的监测,在采用传统驱鸟方式的基础上,积极采取生态防治措施,减少鸟类在机场周边的活动,保障飞机安全飞行。
鸟类多样性;鸟类危险系数;三峡机场
鸟击是指飞机等航空器和飞行的鸟类发生撞击的事件。自飞机飞行速度大幅度提高以来,鸟击事件越来越多[1],造成巨大的财产损失[2-3],2013年国内共统计到鸟击3124起,比上年增长20.02%,经济损失约合人民币9672万元[4]。随着鸟击事件的不断增加,引起了各航空公司、机场及相关研究机构和专家的重视[5-8]。
以往的研究结果表明,植被、草丛动物群落、食物、栖息环境等,可间接影响鸟击事故的发生[9-13],而鸟类群落结构的季节多样性,是造成鸟击的直接因素[14]。胡超超等[15]、周璐璐等[16]和陈成等[17]认为机场鸟类群落季节性变化易造成鸟击。因而通过分析鸟类的生活习性、区系组成和群落季节变化等特征,是机场科学开展鸟击防范的重要依据。此外,不同的鸟类所造成的飞机安全隐患各不相同[18],因此,要降低鸟击事件发生的概率,就必须进行机场鸟类多样性研究和鸟类危险系数评估[19],采取相对应的生态防治措施防治鸟击。
三峡机场自通航以来,缺乏净空生态区鸟类多样性科学调查,缺少鸟类组成、季节变化、风险鸟类评估等数据,制约了机场鸟击防范工作的合理开展,因此,为进一步确保该机场飞机飞行安全,对机场净空区的鸟类进行调查研究,并评估风险鸟类,以指导机场鸟击防范措施的科学实施。
三峡机场是三峡工程的重要配套项目,位于湖北省宜昌市猇亭区,中心位置于东经111°28′52″、北纬30°33′19″,紧靠武汉天河机场,毗邻老河口机场。三峡机场地处长江中上游南岸,属于亚热带沿江季风性湿润气候,四季分明,机场周边地形地貌丰富多样、果园茂密、农田密集、水库众多,生态环境多样化,空间异质性高。
2.1 调查方法
2013年11月—2014年10月,采用固定样线法对三峡机场周边8 km净空区进行调查,共设置16条样线,其中围界外14条,围界内2条,每条样线长度4 km。按季节调查,春季(3—5月),夏季(6—8月),秋季(9—11月),冬季(12—2月),每个季节调查3次,每次5 d,调查均选择在鸟类活动高峰期(6∶00—11∶00;15∶00—18∶00)进行。以2.0 km·h-1的速度匀速步行,利用Canon双筒望远镜(8×42)观察,同时辅以鸣声辨认,记录样线两侧50 m内所见到的鸟类种类和数量,分类系统、居留型和区系参考《中国鸟类分类与分布名录》[20],野外鉴定参考《中国鸟类野外手册》[21]。
2.2 数据处理方法
2)鸟类群落均匀性的测度。Pielou均匀度指数:J=H′/Hmax,式中:Hmax=lnS,S为物种数。
3)群落相似性系数的测度[23]。采用经修改的Sфrensen(1948)公式:S=2c/(a+b),式中:S为相似性系数;a为群落A中的物种数;b为群落B中的物种数;c为2个群落中共有的物种数。
4)密度。D=N/2LW,式中:D为单位面积某种鸟类的密度(ind·hm-2);N为样线范围内记录到的该种鸟的总数量(只);L为样线的总长度(m);W为样线的单侧宽度(m)。
5)数量等级划分。采用Berger-Parker优势度指数[16]: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>0.1的物种记为优势种。
6)鸟类危险系数评估[16、24-25]。综合风险值R=(N+F+U+H×100)/4,式中:相对数量N=(某种鸟的个体数/样线中数量最多鸟种的个体数)×100%;遇见频率F=(某种鸟出现的调查次数/总调查次数)×100%;生境利用率U=(某种鸟出现的样线数/总样线数)×100%;参考文献[16]中鸟类飞行高度赋值方法,把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H赋值为0.1,0.5,1.0,0.5,0.1。当R>50时,鸟类危险系数最高;40 7)数据均在Excel 2007和SPSS 16.0中分析。 3.1 鸟类组成 共记录到鸟类120种,隶属于14目40科。从地理型来看,古北界种65种,占总数的54.17%;东洋界种38种,占总数的31.67%;广布种17种,占总数的14.17%。从季节型来看,留鸟69种,占总数的57.50%;冬候鸟23种,占总数的19.17%;夏候鸟19种,占总数的15.83%;旅鸟9种,占总数的7.50%。国家Ⅱ级重点保护动物8种,国家三有保护动物81种。在围界内调查到46种,其中有10种仅在围界内记录到。 3.2 季节动态 三峡机场鸟类物种多样性随季节变化而变化(表1)。物种数从高到低依次是春季80种,冬季73种,夏季65种,秋季41种;夏季密度最大(7.10只·hm-2),秋季密度最小(2.26 只·hm-2);多样性指数,春季最高(1.40),秋季最低(1.16);均匀度指数,春季最高(0.74),夏季最低(0.66);优势度指数,秋季最高(0.10),春季最低(0.07)。 鸟类优势种也随季节变化而变化。春季树麻雀(Passermontanus)、白头鹎(Pycnonotussinensis)为优势种,密度分别为0.92、0.84 只·hm-2,优势度指数分别为0.15、0.14;夏季优势物种有树麻雀、家燕(Hirundorustica)、白头鹎、黑卷尾(Dicrurusmacrocercus),密度分别为1.18、1.08、0.81、0.73 只·hm-2,优势度指数分别为0.17、0.15、0.11、0.10;秋季优势物种为树麻雀、白头鹎,密度分别为0.40、0.37 只·hm-2,优势度指数分别为0.18、0.16;冬季优势物种为白头鹎、喜鹊(Picapica)、密度分别为0.89、0.88 只·hm-2,优势度指数分别为0.16、0.15。 鸟类组成各个季节之间有一定的相似性(表2)。相似性水平在0.55~0.73之间。其中,夏秋2季,鸟类相似性系数最高,具有相同物种38种,春秋2季相似性系数最低,具有相同物种34种。 鸟类群落随季节的变化而变化,在不同的季节,均能记录到不同的鸟类。如灰头麦鸡(Vanelluscinereus)、绿翅短脚鹎(Hypsipetesmcclellandii)、达乌里寒鸦(Corvusdauuricus)、斑鸫(Turduseunomus)、棕脸鹟莺(Abroscopusalbogularis)、银喉长尾山雀(Aegithaloscaudatus)、黑眉长尾山雀(Aegithalosbonvaloti)等鸟类仅在春季调查到,草鹭(Ardeapurpurea)、绿鹭(Butoridesstriatus)、黑冠鹃隼(Avicedaleuphotes)、灰喜鹊(Cyanopicacyana)、寿带(Terpsiphoneparadise)仅出现在夏季,绿翅鸭(Anascrecca)、绿头鸭(Anasplatyrhynchos)、凤头鹰(Accipitertrivirgatus)、雀鹰(Accipiternisus)、白腿小隼(Microhieraxmelanoleucus)、赤胸啄木鸟(Picoidescathpharius)、斑姬啄木鸟(Picumnusinnominatus)等鸟类仅在冬季有记录。 3.3 鸟类危险系数 三峡机场危险系数高的鸟类(R>40)共13种,其中危险系数最高(R>50)的鸟类有10种,分别是喜鹊、树麻雀、白头鹎、家燕、黑卷尾、八哥(Acridotherescristatellus)、金腰燕(Hirundodaurica)、白鹭(Egrettagarzetta)、棕背伯劳(Laniusschach)、池鹭 FS-LASIK在0~2 mm范围前层和后层手术前后变化量差异有统计学意义(Z=-2.927,P=0.003;Z=-2.261,P=0.024),其余层次和范围术后角膜光密度均比术前小,差异均无统计学意义,见表2。 (Ardeolabacchus);危险系数较高(40 表2 鸟类组成相似性 *:右上方数据为鸟类相似性系数;左下方数据为鸟类相同物种数。 4.1 鸟类季节多样性 三峡机场记录到的120种鸟类中,留鸟70种,而与三峡机场毗邻的武汉天河机场共记录到鸟类72种,以留鸟占绝大多数[26],老河口机场共调查到鸟类121种,其中留鸟48种[27]。可见三峡机场鸟类居留型与这2个机场以留鸟为主的情况相似。 尽管各季节间鸟类组成具有一定相似性,但鸟类群落随季节的变化而变化,在不同季节,均能调查到不同的鸟类(表1、表2)。三峡机场候鸟总数为42种,是引起鸟类季节多样性变化的主要原因之一。 春季鸟类多样性较高,气候变暖,此时树木刚开始发芽,郁闭度较低,鸟类较容易观察到,因而鸟类种间分布相对不均匀,仅白头鹎和树麻雀具有较强的优势度。夏季,植物枝繁叶茂,形成了较高的郁闭度,为鸟类提供了良好的隐蔽场所和丰富的食物,此外,随着幼鸟的离巢,鸟类的遇见频次逐渐增加,鸟类的种类和数量都较稳定,种间优势较为明显,优势物种有树麻雀、家燕、白头鹎、黑卷尾等。秋季,鸟类繁殖活动已经结束,开始集群并逐渐南迁,部分鸟类在迁徙途中在此停留,鸟类春季迁徙速度快,秋季则较长[15],因而秋季鸟类物种数变化较春季大,但是种间优势度不明显,仅白头鹎具有较强的优势度。冬季,尽管草木凋零,但机场周边农田、果园采摘时遗留的种子、果实等为鸟类提供了丰富的食物资源,吸引了多数留鸟和少数冬候鸟在此活动,此时鸟类的多样性指数较夏秋季有所升高,但优势度相对不明显。 机场内部的草坪和良好的排水系统构成了一个相对稳定的生态环境[14],而机场周边的生态环境,如水渠溪流、果园、农田等为鸟类提供了不同的食物和多样的栖息条件,进而影响了机场鸟类群落的组成[11、28-29]。三峡机场周边果园茂密、农田密集,水库众多,生态环境多样化,空间异质性高,形成了复杂多样的食物链,果园、农田、水库为鸟类提供了良好的食物来源,吸引了白头鹎、树麻雀、红嘴蓝鹊、喜鹊、噪鹛类、鹭类等鸟类前来觅食,同时机场周边散布的居民点,能吸引八哥、树麻雀、家燕、金腰燕等伴人鸟类在此栖息。机场围界内,虽然以草坪为主,生境相对单一,但繁茂的草丛能滋生大量昆虫和鼠类,是家燕、金腰燕、黑卷尾、鹰类、鸮类偏爱的觅食场所。 此外,鸟类的觅食行为和食物的分布,如昆虫和植物种子果实等的四季变化,也将会影响到机场鸟类的季节性变化[30]。春夏季,机场草坪生长旺盛,滋生大量的昆虫、两栖类动物种类和数量繁多,能吸引一些食虫鸟类和鹭类来此栖息和取食,而在冬季,成熟的植物种子散落在草坪里,树麻雀、三道眉草鹀等食谷类鸟类在此觅食。 4.3 影响鸟类危险系数的因素 三峡机场危险系数较高(R>40)的鸟类中,留鸟占76.92%,夏候鸟占23.08%,可见留鸟和夏候鸟对飞机飞行安全有潜在威胁。李晓娟等[25]、王丽君等[24]、周璐璐等[16]分别在四川南充高坪机场、骆岗机场和合肥新桥国际机场的研究结果表明,对飞机飞行安全有潜在威胁的鸟类中留鸟和夏候鸟占主体。 已有的研究认为鸟类因其自身特点,危险系数大小各不相同[19],鸟类威胁安全的飞行因子包括鸟类密度、体型、活动高度、遇见频率、活动地点和时间等[6、14、31-32]。三峡机场危险鸟类评估表明,对飞机飞行有安全隐患的鸟类,主要由飞行速度快,活动范围广、飞行高度高、体型相对较大的鹭类,喜集群的小型雀形目鸟类和时常活跃在机场围界内外的斑鸠等组成,这些鸟类种群密度大、生境利用率高,发生鸟击的概率较大。内蒙古乌海民航机场、骆岗机场和合肥新桥国际机场也具有相似的鸟类危险评估结果[17、26、30]。因此,三峡机场需重点防范本地的、生存集群规模大的鸟类。 根据鸟类组成特点和活动规律,结合机场实际情况,提出如下生态防治措施。 1)加强鸟类监测。加强留鸟的观测,特别是鸟击风险较高的鸟类,如八哥、树麻雀、白头鹎和喜鹊等;夏季要强化鸟击危险系数较高的鸟类监测,如黑卷尾、家燕、金腰燕和鹭鸟等;冬季则要关注在此越冬的候鸟,如栖息于长江裸露滩头的雁鸭类和鸬鹚等。 2)加强周边环境治理。加强场区和周边垃圾堆的治理,以防喜鹊、八哥、麻雀等高鸟击风险鸟类在此停留、栖息和觅食,并形成大群。 3)增加机场草坪刈割次数,定期灭鼠灭虫。增加机场草坪刈割次数,特别是夏秋2季,以减少冬季成熟种子数量,降低树麻雀、三道眉草鹀等食谷类鸟类在此觅食。 *:调查期间得到三峡机场运保部李翔、王乐华和张永红的大力支持,谨表谢意! 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Bird Diversity and Evaluation on Risk Coefficient of Bird Strike at Sanxia Airport YANG Xitao1,2,WANG Ling1,2,3,YUAN Qianmin1,2,HU Huijian1,2 (1.GuangdongInstituteofAppliedBiologicalResources,Guangzhou510260,Guangdong,China;2.GuangdongPublicLaboratoryofWildAnimalConservationandUtilization,Guangzhou510260,Guangdong,China;3.ForestryCollege,SouthwestForestryUniversity,Kunming650224,Yunnan,China) Birds of the clearance area in Sanxia airport were surveyed by line transect method from November 2013 to October 2014.A total of 120 birds including 69 species of resident,23 species of winter migrant,19 species of summer migrant and 9 species of passage migrant were recorded;the number of species came to the peak in spring (80 species),and came to the lowest in autumn (41species);species density is 7.10 ind·hm-2in summer,and 2.26 ind·hm-2in autumn.Thirteen bird species were distinguished as high strike risk including 76.92% of residents and 23.08% of summer migrants.Thus,it is important to take effective measures such as enhance the monitoring of resident and insectivore birds,carry out ecological controls and integrated protections to reduce the activities of birds and ensure the flight security. bird diversity;rick coefficient of bird;Sanxia airport 10.13428/j.cnki.fjlk.2016.04.024 2015-12-24; 2016-02-18 杨锡涛(1986—),男,云南大理人,广东省生物资源应用研究所实习研究员,硕士,从事野生动物保护与动物生态学研究。E-mail:yumaolaoyang@163.com。 胡慧建(1971—),男,浙江衢州人,广东省生物资源应用研究所研究员,博士,从事野生动物保护与动物生态学研究。E-mail:hutiger@gdei.gd.cn。 S718.63 A 1002-7351(2016)04-0111-063 结果与分析
4 讨论
5 三峡机场鸟击防治措施