摘要:随着国际航空事业的快速发展,鸟击问题成为航空领域的世界性难题,被国际航空联合会列为“A”类航空灾难。近年来各个民用机场陆续开展了鸟类威胁与防范研究,通过对民用机场造成鸟击事件原因的分析,制定了有效的鸟击防范体系,从一定程度上减少了鸟击事件发生的频率。综观鸟击防治工作的现状,可以看出:鸟击风险评价,鸟类群落季节性变化、鸟类群落结构等时空变化的调查,鸟情探测系统的研发,飞行区生态环境管理等方面成为当前机场鸟击防治研究的热点。
关键词:鸟击;防范措施;生态管理;鸟情监测系统
引言
通过总结不同民用机场进行的鸟击防范研究进展,可以发现鸟击事件的发生不是由单一的原因造成,防治鸟类在机场频繁活动的措施也多种多样。例如:上海虹桥国际机场的调查人员研究发现机场植被的生物量能直接或间接的影响鸟类种类和数量变化,采取了从食物链源头治理,种植了生物评价较高的草种[1]。湖南常德桃花源机场,通过对鸟类资源以及活动规律的详细调查,掌握鸟类的活动节律和空间分布,采取了多种鸟害防治方法,避免了单一方法造成的鸟类适应性[2];安庆天柱山机场通过调查鸟类群落季节性变化,改造区域栖息地,降低了生物多样性,从而减少鸟类在该地区的活动[3]。根据机场环境条件的不同开展有针对性的鸟击防范工作,能有效地提高飞机飞行安全,减少经济损失。
一、鸟击原因及危害
鸟击的原因是多方面的,首先机场一般建于空旷的郊区,常常成为一些候鸟迁徙之前的聚集地和迁徙途中的落脚点。其次随着机场的建设和运营,临近机场的区域会形成新的社区,人类活动的增加使得鸟类活动转移到机场相对安静的区域。最主要的原因是机场周围生态环境适合鸟类生存,机场内环境的主要特征是大范围草场和利于排水的渠沟,对于鸟类来说,机场附近鸟群密度较低,视野相对开阔,竞争力就有所下降。机场为它们提供了适于栖息、取食和繁殖的场所,所以一些鸟类冒着被驱杀的危险在机场觅食,正所谓“鸟为食亡”。根据生态位理论[4],在机场活动过的鸟类都有时空上的变化与相关种群之间存在功能关系。
鸟击对机场造成的危害有直接的经济损失,如人员伤亡、飞机受损;间接的经济损失,如航班取消、延误、航空公司名誉受损,增加了民航工业的计划外成本。所以减少机场鸟类数量对于机场的相关技术人员来说是一项非常重要的工作。
二、机场鸟击防范措施
在机场鸟击防范研究上,最早的鸟击防治思想主要集中在提高飞机防撞性能,之后经过不断的尝试生物、化学、物理等防治手段进行驱鸟,随着科学技术的发展,计算机与信息技术也被引人了鸟击灾害的防范领域,如使用雷达来探测机场及周边的鸟类活动。对于不同的鸟击原因要想从根本上减少机场鸟类数量就要采取合适的防范措施,目前机场普遍运用“预防为主、驱赶为辅、诱捕为次”的方针。以下是近年来鸟击防范措施研究中较为常用和实用的方法。
(一)鸟情监测系统
1.雷达探测系统
雷达用于探测鸟类已经有近70多年的历史,在鸟情信息搜集上具有自动化程度高,数据便于分析存储等优点。当人眼观测受到局限时,如能见度和恶劣天气的影响,雷达探测系统能轻松应对,做到数据的准确处理,将监测数据核算出的结果发送给驱鸟相关人员,提前告知飞行员及时采取应对措施,最大限度地降低机场驱鸟工作人员的工作量,提高工作效率。其中美国DeTect公司开发的梅兰(Merlin)雷达,加拿大Sicom Systems公司开发的“鹰”(Accipiter)雷达,以色列Xsight Systems公司开发的RunWize系统,Geo-Marine Inc.公司开发的移动式鸟类雷达系统(MARS)等都是国外应用较为成熟的鸟情探测雷达。
发达国家的雷达探鸟技术研究起步较早,最具有代表性的机场防鸟击雷达探测系统是上述中提到的美国DeTect公司开发的梅兰(Merlin)雷达和加拿大Sicom Systems公司开发的“鹰”(Accipiter)雷达;我国的探鸟雷达研究起步晚,2008年,北京航空航天大学与民航总局航空安全技术中心合作,研制了“机场鸟击雷达探测系统”,结合国外先进经验采用一部功率6kW的 X波段海事雷达。
2.其他监测系统
雷达是用于探测鸟类活动的重要工具,除了雷达探测系统外,赵锦华等人(2008)研究的光电一体化检测系统也能通过信息处理获得准确的鸟情数据,及时提醒机场工作人员做好鸟击防范工作;空军南京机场“空军机场鸟类辅助识别系统”的制作,利用计算机平台,为机场防鸟撞工作提供了决策性依据,提高了工作的科学性和有效性,降低了鸟撞飞机事件发生的概率,为民用机场的鸟击防范工作提供了有价值的参考依据。
(二)驱赶诱捕措施
主动地鸟击防治主要是驱赶鸟类离开机场空域,驱鸟方式由最初使用锣鼓、炮仗、稻草人等原始工具逐渐变为由声音驱鸟器、煤气炮、航模、猎枪、恐怖眼、鹰猎法等先进设备。如雷方涛等人(2017)通过研究、试验、制作的一种仿生机械鹰用于机场鸟类恐吓和驱赶,为改善机场鸟击防范措施起到了一定作用。
不同的鸟类对不同的驱鸟设备、驱鸟方法的敏感性不同,所以要根据本场实际情况进行设置。夜行性鸟使用激光、爆闪灯,鸟群使用弹药类、行为驱除剂,猛禽采用拦鸟网加诱饵,蝙蝠使用超声波等。李益得(2010)对湖南常德机场的鸟击防范技术研究中分别对捕鸟网,煤气泡,驱鸟模型等飞行区内鸟类的防治效果进行了分析:不同季节的捕鸟网的捕鸟数存在一定的差异性,由于鸟类迁徙的原因秋季捕鸟效果最佳;煤气炮对飞行区内鸟类的防治效果在短期内较好,对鸟类个体数有显著影响;驱鸟模型使用次数过多,鸟类的反应时间会逐渐缓慢,降低驱鸟的效率[2]。
传统的驱鸟方法虽然在驱鸟效率上有所提高,但重复使用这些设备被动驱除难以从根本上解决问题,往往事倍功半,如上述仿生鹰的制作,虽然省时省力,但长期在机场区域栖息和生存的鸟类,很快会产生免疫力,最后仿生机械鹰也就形同虚设。因此驱鸟方法要具有多样性,设备要不断更新,同一类或不同种的方法设备交替使用,才能避免长时间使用单一方法导致鸟类产生的习惯化。常见的方法有煤气炮与电子音爆、弹药等交替使用,稻草人與驱鸟机器人等交替使用,恐怖眼与驱鸟风车等交替使用,除虫、灭鼠等化学药剂经常更换等,穿插并配合使用其他方法。
(三)生态综合治理
使用普通的人工驱鸟措施会使鸟类产生适应性,而杀害鸟类的极端行为又违背了人与自然的和谐相处,生态综合治理法的思想逐渐被人们所接受。生态综合防治的指导思想减少了对鸟类的伤害,维护了机场周围环境的生态平衡,实现了生态防鸟而不伤鸟。通过对机场及其附近地区鸟类群落组成和植被种类的调查研究,能快速准确地分析鸟类生态学规律和吸引鸟类的环境因素。
由于机场不能种植灌木等给鸟类提供栖息地的植物,草类就成了机场飞行区生境的主要组成部分,对飞行区的草地管理是减少鸟击隐患的核心和关键。在生态治理防治鸟击的诸多手段中,控制草高和植物单一性对鸟击防范有显著成效。通过对草高的控制,可以破坏部分鸟类的栖息和繁殖场所,最早英国机场就实施过高草策略,控制草高在20cm以上;在控制机场植物单一性方面伊宁机场采用种植薰衣草来控制鸟情,薰衣草的大片种植不仅很好地起到了防蚊虫和鸟类的作用还起到了观赏作用。同样在鸟击防范治理中一举两得的还有太原武宿国际机场,采用植物防鸟使机场附近不再有适宜鸟类生活的条件,不仅可以从根本上防鸟,并且植物防鸟模式一旦形成,只需对植物进行定期维护等后续保护即可,节省了大量人力物力财力。
除了考虑植物因素,治理机场周围的水沟,开放式堆放的垃圾、污物,老鼠等土壤动物也是减少吸引鸟类的重要措施。吕冬云(2016)在我国民航机场鸟情及鸟击防范策略研究中分别从水体管理,昆虫及土壤动物防治,鼠类防治等方面总结了机场生态环境治理对鸟类防范工作的重要性。
生态综合治理的方针一方面切断了食物链结构中的连接关系,减少了食草性和杂食性鸟类的食物来源,从而减少了鸟类数量;另一方面改变了吸引鸟类的机场环境,降低了对飞行安全的威胁,解决了不对鸟类进行伤害的同时减少鸟类在机场的活动频率。
三、鸟击防范工作难度及建议
综上所述,国外先进的科学技术在鸟情监测方面虽然有较为成熟的方法,但也存在不可避免的缺点,梅兰(Merlin)雷达在探测过程中虽然扫描区域广,效率高,但无法获取三维信息;“鹰”(Accipiter)雷达虽然能够获得鸟类目标的三维信息,但其扫描区域有限,效率较低,主要原因在于两者天线系统的原理不同。另外售价较高也是国内大部分机场难以接受的重要原因。与国外相比,国内的防鸟击雷达技术相对较落后,多数仍处在实验阶段。
驱鸟诱捕措施中,驱鸟设备的效用没有发挥到最大,造成资源浪费,无法有效解决鸟类对驱鸟设备的适应性,对高空鸟类找不到有效的防治手段。部分机场鸟防投入相对较少,驱鸟人员专业知识相对匮乏,驱鸟设备不能得到及时更新,无法对本场鸟情进行长期性、深入性的研究和防治。
生态治理能从根本上解决鸟击事件的发生,减少了对鸟类的伤害,但是会遇到诸多限制,无法全面展开。在桃花源机场的初步研究中,发现低草环境对控制小云雀和黑卷尾的数量有明显效果,但没有明确出低草适宜的高度。另有研究者认为通过控制草的高度会使地表暴露出更多的草籽、果实或昆虫,容易吸引某些觅食的小型鸟类。
上述问题广泛存在于各个机场,使得鸟击防范工作在最近几年几乎停滞不前,造成鸟击灾害频发,给民航业造成了极大的经济损失。所以对机场及其周边地域进行鸟类活动和生态学调查研究,对发生的鸟击事故进行原因分析,是进行鸟击防治的先决条件。随着科学技术不断进步,研发具有自主知识产权的国产鸟情探测系统,引进新型、高效的专门驱鸟设备,充分利用现有驱鸟设备,及时改造升级老设备是中国航空业有效防治鸟害的当务之急。
参考文献:
[1]王磊,唐思贤,褚福印,薄顺奇,李萌,邵敏,林永文.上海虹桥国际机场飞行区植被与鸟类的关系[J].四川动物,2010,29(04):536-542.
[2]李益得.湖南常德桃花源机场鸟类活动节律及其防范[D].中南林业科技大学,2010.
[3]胡超超,杨瑞东,张保卫,解文利,张晨岭,常青.安庆天柱山机场鸟类群落季节性变化与鸟击防范[J].南京师大学报(自然科学版),2011,34(02):70-77+89.
[4]高玮.鸟类生态学[M]长春东北师范大学出版社,1993.
作者簡介:张娜(1989.11),女,硕士研究生学位,主要从事机场鸟击防治工作。