基于物候观测的首都机场飞行区草种改革试验研究

刘 雯，隋国辉，王 淼

(北京首都国际机场股份有限公司，北京 100621)

北京首都国际机场是全球运行第二繁忙的大型国际枢纽机场，航空运输量的不断攀升带来的是不断增长的安全运行保障压力。《民用机场运行安全管理规定》(CCAR-140)第五十条规定：“飞行区土面区尽可能植草，固定土面。飞行区内草高一般不应超过30厘米，并且不得遮挡助航灯光和标记牌，植草应当选择不易吸引鸟类和其他野生动物的种类。”为此，首都机场一方面需要保持土质区内草种的覆盖率以防止水土流失、降低石子吹袭的几率，另一方面每年要投入大量人力和物力进行割草维保作业以控制草高。为探索最适合首都机场的草种，我们于2016—2017年在首都机场开展了基于物候观测的飞行区草种改革研究试验，从草高、种植成本、成坪速度等几个方面对比分析了不同草种在飞行区环境下的生长特性。

1 试验背景

北京首都国际机场位于北京市顺义区，地理位置北纬40.08°、东经116.59°，平均海拔35 m，属典型的温带季风气候区[1]，年平均气温13.2 ℃，年平均降水量644 mm，其中75%集中于夏季。

首都机场现有土质区面积约573.3万m2，多为砾石褐土，其中砾石占20%以上，土壤的养分含量低、结构差。土质区内现有植被约22种，东区主要为苜蓿，西区主要为狗尾草、虎尾草等杂草，草丛自然高度平均在50 cm以上。综合飞行区内的环境条件，所选草种最好符合低养护水平、耐盐、耐贫瘠、耐碾压、结籽少、耐热、耐寒、抗病虫害、绿期长等要求。

2 试验方法

2.1 物候观测法

植物物候观测，就是对植物各个物候期定期进行观察记载，以发现植物物候规律的科技活动。物候观测主要用眼睛观测，用手记录，简单易行，随地可做。根据试验特点和需求，本次草种改革试验选取观测的物候期主要为萌发期、展叶期和黄枯期[2]。

2.2 草种选择

通过借鉴其他机场草种试验的经验，并参考相关园林专家和鸟防技师的建议，选定试验草种为野牛草、高羊茅、二月兰、优美早熟禾、白花三叶草和优异早熟禾6种。其中野牛草、高羊茅、二月兰和优美早熟禾种植于2016年，白花三叶草和优异早熟禾种植于2017年。

野牛草生长迅速，生命力强，抗旱、抗病虫害能力强，株茎较低，不结草籽，不吸引鸟虫；高羊茅抗逆性和抗病性强，耐酸、耐瘠薄；二月兰对土壤光照等条件要求较低，耐寒旱，少有病虫害，生命力强；优美早熟禾根茎繁殖迅速，再生力强，耐修剪；白花三叶草对土壤要求不严，喜温暖、向阳、排水良好的环境条件；优异早熟禾具有低矮生长习性，抗病性中等，耐旱。

2.3 物候观测点

在离水源较近的首都机场飞行区S4滑行道南侧土质区内划定试验田，以播种草籽方式种植。

3 结果与分析

3.1 试验结果

3.1.1 第一年观测期

受项目限制，第一年草种种植于7月1日(观测期内未进行割草作业)。野牛草自7月初进入萌发期，7月中旬进入展叶期，10月下旬开始进入黄枯期；高羊茅7月下旬进入萌发期，8月初进入展叶期，9月下旬开始进入黄枯期；二月兰7月中旬进入萌发期，下旬进入展叶期，9月下旬开始进入黄枯期；优美早熟禾未萌芽。各草种生长状况见表1。

表1 第一年观测期内草种生长状况

3.1.2 第二年观测期

为保证完整物候观测期，第二年进行持续观测，并对部分草种进行补种。

野牛草于4月中旬开始返青，进入展叶期，5月中旬开始分蘖繁殖，迅速向周边试验田蔓延，10月底逐渐进入黄枯期，此时高羊茅和优美早熟禾试验田内已分别被野牛草覆盖75%和30%。

二月兰3月初开始进入萌发期，4月初开始开花且草高很快超过30 cm(根据飞行区内草高规定，4月21日对该试验田进行割草)，但覆盖率极低，5月下旬即开始进入黄枯期；高羊茅4月下旬进入萌发期，覆盖率为50%；优美早熟禾未萌芽。为此，于5月31日对高羊茅、二月兰和优美早熟禾进行补种，并增加观测草种白花三叶草和优异早熟禾。第一轮补种期间雨水较少，补种和新增草种均未成活。

7月20日进行了第二轮补种。7月26日观察到补种的优美早熟禾、高羊茅有萌芽迹象，7月31日优异早熟禾、二月兰萌芽，白花三叶草未萌芽。8月25日观测到补种的优异早熟禾、优美早熟禾、高羊茅和二月兰均成功进入展叶期，白花三叶草未成活。具体草高为：优异早熟禾约3 cm，优美早熟禾约2 cm，高羊茅约6 cm，二月兰约5 cm。后续观测各草种草高均未超过30 cm，9月底开始进入黄枯期。

3.2 结果分析

3.2.1 评价指标的确定

不同的评价指标反映了草种不同的生态特性，生态特性的多样性可适用于不同用途和目的的草坪[3-4]。根据飞行区适合的草种要求，试验选用的评价指标包括幼苗活力、草高、成坪速度、绿期、种植成本、综合质量6个，每个评价指标的分值为0～5分。评价指标的分值可作为品种选择的重要依据。

(1)幼苗活力。幼苗活力影响着草种早期的各种抗性，幼苗活力强表明草种初期对病虫害、干旱及不利温度的抗性好，可以在较为恶劣的环境下直接用草籽种植。通过目视测定草种萌芽能力来评价草种的幼苗活力大小，分值越高代表萌芽能力越强。

(2)草高。由于机场飞行区内对草高有规定，因此通过观测到的草种最高草高来评价草种需实施割草作业的次数，分值越高代表最高草高越低，需割草的次数越少。

(3)成坪速度。成坪速度反映的是草种幼苗期的生长速度和新建草坪的郁闭速度，成坪速度快的草种多用于要求快速成坪的情况，尤其是作为水土保持用的草种。通过草种生长速度和第一年的覆盖度来评价草种的成坪速度，分值越高代表成坪速度越快，完全郁闭为5分。

(4)绿期。绿期的长短受草种遗传特性、环境条件和维护水平影响，通常冷季型草的绿期比暖季型草长。绿期的长短直接影响草种的利用，飞行区内适用的草种应具有较长的绿期。通过草种能保持正常生长颜色的时间，即萌芽期到黄枯期时间的长短来评价草种绿期，分值越高代表绿期越长。

(5)种植成本。机场飞行区面积大，种植成本是必须考虑的一项内容。考虑到飞行区内养护条件有限，大面积种植时的目标为零养护成本，因此不将养护成本作为评价指标。分值越高代表种植成本越低。

(6)综合质量。综合质量的高低在很大程度上反映了草种的优劣。根据草种的生长情况、覆盖度、蔓延性、与杂草竞争能力等进行综合评判，分值越高代表综合质量越好。

3.2.2 评价分值

(1)幼苗活力。试验中，野牛草、高羊茅、二月兰第一次种植即成功萌芽，优美早熟禾、优异早熟禾在补种时才萌芽，而白花三叶草最终也未萌芽。

(2)草高。野牛草、高羊茅、优美早熟禾、优异早熟禾的最高高度均未超过15 cm，而二月兰的最高高度超过30 cm。

(3)成坪速度。试验中，野牛草覆盖率达到100%，高羊茅为20%，二月兰为30%，优美早熟禾与优异早熟禾覆盖率均未超过20%。

(4)绿期。野牛草的绿期为4月中旬到10月底，高羊茅的绿期为4月下旬到9月下旬，二月兰的绿期为3月初到5月下旬，优美早熟禾和优异早熟禾仅观测一年，但10月底进入黄枯期，时间较晚。

(5)种植成本。由于机场内飞行区草地面积大，且受运行限制无法提供较好的养护条件，因此适应性评价时不考虑后期养护成本；而各草种种植时的人工成本相同，因此此处的种植成本仅考虑草籽的购买成本。

(6)综合质量。通过观测发现，野牛草的蔓延性和与杂草竞争的能力强，种植第二年逐渐侵占高羊茅与优美早熟禾试验田，能保持较高的地面覆盖率；高羊茅为单生，与杂草竞争能力相对较弱；二月兰为单株直立生长，较难成坪，且草较高，绿期较短；优美早熟禾和优异早熟禾萌芽后生长情况类似，第一年生长期内草较低，但优美早熟禾两次均未萌芽，影响其综合质量评价。

通过对6个评价指标的分析，得到6种草种的评价指标分值，见表2。

表2 草种评价指标分值

3.2.3 评价结果

幼苗活力、草高和种植成本应作为首要指标，权重值分别为0.2；成坪速度和绿期作为评价的次要指标，权重值分别为0.15；综合质量反映出草种的优劣和种植多年的生长情况，权重值分配为0.1。各指标权重值分配见表3。

表3 各指标权重值

根据机场飞行区对草种的要求，采用加权平均法对不同草种进行评判，以筛选出适合首都机场飞行区的草种。计算得出的各草种的评价分值见表4。

表4 各草种最终得分

从各草种的适应性评价分值可以看出，在6个试验草种中，野牛草的得分为4.20，是最适合首都机场飞行区的草种；高羊茅、优美早熟禾、优异早熟禾的得分分别为3.65、3.55、3.35，可作为备选草种；而二月兰和白花三叶草得分过低，因此不建议将其作为备选草种。

4 结论与建议

首都机场草种改革试验基于物候观测对各试验草种在飞行区的适应性进行了评价，认为野牛草最为适应首都机场土质区的生长环境，在种植时间合适的前提下，高羊茅、优美早熟禾、优异早熟禾也可作为备选草种，但不建议将二月兰和白花三叶草作为备选草种。后续首都机场将在飞行区内对最优草种野牛草开展推广种植试验，以进一步观测其生长情况。