首都机场飞行区生态治理草种优化浅析

吉 鑫，隋国辉，仇福宁

（1.北京首都国际机场股份有限公司 北京 100021；2.北京胜景园林绿化工程有限公司 北京 100021）

随着我国航空事业的蓬勃发展，机场的建设速度和规模也在不断发展和提高，人们对飞行安全也越发重视。飞行区内的草坪因为处在安全飞行的特殊环境中，因其特殊的地位更是受到了越来越多的关注。这主要是因为目前大多数机场飞行区内草坪是以当地自然生长的原生杂草作为主体，其特点是面积巨大且养护条件严苛，而飞行区草坪却又承载很多而且复杂的功能，如果维护管理稍不及时，它反而会成为诱发鸟击事件的源头。因为在飞行区内原生草坪会产生大量的草籽和滋生大量昆虫，它们又是鸟类主要的食物源，面积巨大的飞行区草坪会吸引大量鸟类前来觅食，当鸟类聚集超过一定数量时，不仅可能造成航班延误甚至可能发生鸟击事件，造成巨大的损失。因此，为了从生态治理角度来降低鸟击的风险，找到一种适合机场飞行区的草种来替换掉原有的杂草草坪，是每个机场都十分关注且在努力解决的课题。

1 飞行区内草坪的特点和要求

机场飞行区草坪的特点和要求分为共性和个性两大类，共性是指，几乎在每个机场内的草坪共同具有的特点和要求；而个性型主要是指由于每个机场所处的地理位置不同，当地的气候条件包括极端温度、湿度、年均降水量、土壤特点、航班密集程度、草坪面积等等。下面分别加以说明。

1.1 机场草坪的特点和要求——（共性）

根据机场草坪的用途，可以分为跑道两侧及安全地带草坪，迫降区草坪，停机坪草坪等等，对于这几类草坪的不同作用，可依据承压性、抗断性、草坪密度等因素来确定草坪最低的要求条件及其建植、管理中应采取的相应措施。

1.1.1 抗压性 飞行区内迫降区和跑道两侧土面区的土壤压实度应保持在0.87以上，而且每年要用10-20T的压路机镇压2-3次，以保证地面的承受能力。要求在此区域的草坪具有良好的坚固性和稳定性，有防止地面变形或草坪撕裂的能力。使草坪在高压和高磨损力下也不会出现撕裂的能力（重负荷的草坪应承受60-80N.c㎡的重力）。

1.1.2 快速再生力和较高的密度 要求草坪在重压和高强度磨损情统下有很强的自我修复能力。

1.1.3 抗断能力 草坪的抗断能力需达到1-2N·cm。

1.1.4 耐瘠薄土境能力 飞行区内有些区域极度贫瘠，要求草坪能够在贫瘠的土壤中正常生长。

1.1.5 固土能力强 飞行区土面区基本有一定坡度，在雨水冲刷时易造成水土流失，草坪强大的根系可以有效的保持水土，保护现有土面区状态。

1.1.6 植株低矮（最好低于30cm） 由于植株超过30cm后必须割草（民航局规定），因此要求飞行区土面区的草坪一但到达30m 必须立即割草，否则，一旦草坪超高，不但草坪内容易隐藏小动物如鼠、猫、狗等，而且会严重影响喷药灭虫的效果，造成昆虫数量激增，吸引大量鸟类前来觅食，会给飞机的安全造成重大威胁。

1.1.7 抽穗、结实能力低，虫害少 对鸟类而言的，草籽和昆虫是鸟类的重要食源，只有有效降低了结籽量，结籽时长，并降低昆虫数量、种类等才能从根本上减少鸟类前来觅食的可能，也就会达到保障飞机安全正点运行的目的。

1.1.8 耐高温 在飞机的起降过程中，由于喷气产生的温度较高，会对草坪草造成强烈的热伤害，因此要求草坪具有很强的耐热性。夏季，北京地区最高气温达能达到40℃以上，在极端天气情况下，地表温度能达到50℃-60℃。飞机喷气高温与天气高温叠加，是对草坪的耐高度性能的极大考验。

1.1.9 耐低温 冬季北方气温普遍在－15℃-40℃左右，草坪要能安全越冬，保证在来年可以返青、生长、成坪。

1.1.10 耐盐碱 在冬季积雪期，为保证机场的正常运行，有可能会在跑道，滑行道上喷洒含盐的融雪剂，这就会导致跑道两侧的土壤中盐碱性增强，这就要求草坪有较强的耐盐成能力。

1.1.11 草坪根系密集，具有一定弹性 在迫降区内，要求草坪能够在土壤表层形成至少5-10cm 厚的密集根系，并具有一定的弹性，以加大承载力度，便于飞机安全迫降。

1.1.12 耐旱性 飞行区内土面区内没有用于浇草的灌溉系统，要求草坪必须在自然降水条件下就能够健康生长。

1.1.13 耐涝性 在北方的雨季期间（每年的7-9 月），可能会形成集中降水，虽然飞行区土面区一般具备良好的排水能力，但受极端天气影响，部分区域仍有可能形成短时间的积涝情况，因此要求在此区域内的草坪具有一定的抗涝能力。

1.1.14 快速建植 因为飞行区草坪处在安全飞行的特殊环境中，越是对草坪要求多而严格的区域就是对飞行安全至关重要的区域，同时也就是施工难度相对较大的区域。

在这些区域施工一般只能采用不停航施工模式，即只能在本条跑道停航之后的夜间进行，以首都机场为例，每条跑道每周停航一至三天，停航时间一般为00：00-06：00，每天可用于施工作业或维保的时间仅为1 到5 小时，且存在不固定、不连续的特点。这就要求建植草坪的效率要高，能够在极其有限的工作时间内完成建植工作。

1.1.15 高效维护 在建植后的草坪也必然需要适当的维护作业，与建植施工类似，优质高效的维护保障草坪成坪的关键。

1.2 机场草坪的特点和要求——个性化．

每个机场的位置不同，气候不同，极端气温、极端湿度、机场航班数量、飞行区草坪面积等等方面的差异，必须要做到具体情况具体分析。

2 北京首都国际机场飞行区土面区施工特点

2.1 北京首都国际机场概况

北京首都国际机场位于北纬40.080°，东经116.585°，地处华北平原北端，属暖温带半湿润大陆性季风气候，降水适中，四季分明，无霜期195天左右，年平均气温在11.5℃。最低气温零下19.1℃，最高气温40.5℃，冬季寒冷干旱，夏季潮湿多雨。年均降水量610mm，降水季节分配很不均匀，75%的降雨集中在7、8、9三个月。土壤以轻壤土为主，部分区域含有沙土和一定数量的砾石，总体土壤呈弱碱性。

2.2 机场飞行区土质区的特点

2.2.1 土质情况 机场土质覆盖区域面积大，无灌溉水源，土质类型复杂、有的地方砾石很多，甚至具有盐碱性，部分地区土壤贫瘠。

2.2.2 不停航夜间施工，作业面内导航等设备极多 施工性质为不停航夜间施工，由于进行草种优化的区域紧邻跑道，能进行施工养护的时间只能在航班停航的夜间进行，有效施工时间极短，且不连续，受跑道停航时间所限，所有植草、养护作业必须高效完成；土区面内各种导航、通信、动力等设施遍布，开展机械化作业时必须谨慎小心，确保场内设施设备安全。

3 草种遴选

根据飞行区自身的特点及其对草坪的特殊要求，从2008 年开始对草种对比试验，2013 年完成16000m野牛草规模试验种植，2019 年开始在北京首都国际机场飞行区紧邻跑道的停航区域，以每年十万平方米的速度进行草种优化工作。

3.1 野牛草介绍

野牛草，原产北美中部温带和亚热带半干旱地区，为禾本科画眉草亚科野牛草属多年生草种，匍匐茎，株高5-25cm，是北美大草原独具特色的草种。

20世纪40年代，野牛草被从美国引种到中国甘肃天水，由于其叶片色泽优美、质地细腻整齐，具有极强的耐旱、耐践踏、耐热、耐寒和抗病虫害能力，而且具有成坪快、修剪次数少、寿命长、与杂草竞争能力强、养护费用低等优点逐渐在我国西北、华北及东北地区得到大面积推广，被广泛用于高速公路护坡、高尔夫球场次级高草区、湖边、池畔、堤岸等区域。野牛草还具有抗二氧化硫和氟化氢等气体的能力，因此在冶金、化工等污染较重的工矿企业也会大量使用野牛草进行矿山护坡、园区绿化等。

野牛草喜温暖湿润的气候但也极耐干旱，在炎热干旱100多天的情况下依然能够存活，在年降雨量在300到600mm 的半干旱地区野牛草生长茂盛（李德颖，1996）。这是由于野牛草的叶片结构特殊，在土壤和空气干燥的时候，野牛草叶片能卷缩起来，停止蒸发、生长，一旦重新遇到水分又会恢复其生长（Johnson P G，etal.，1998）。野牛草有较强的耐寒能力，在零下34℃寒冷的地区能顺利越冬。野牛草最适合的土壤pH 为6.0-8.0，喜粘质土壤，对酸性和碱性土壤的抗性均较高。强喜光性，适合全日照，不耐荫，阳光不足时则匍匐枝减少，覆盖不良，绿度降低（Wu L，et al.，1989）。在自然条件下，由于野牛草匍匐茎极为发达，而种子结实不良或种子较少，野牛草在自然种群中的繁殖方式主要是以无性繁殖为主。

3.2 总结野牛草的几大特点：

优点：高度低，5-25cm。耐干旱，耐炎热，在干旱100多天情况下依然能够存活。能耐受-34℃低温，也耐一定积涝，积水一般不超过3 天不影响存活。几乎没有病虫害，成年野牛草与杂草竞争能力强。耐践踏，成年草坪不惧较高强度碾压。成坪快，自我修复能力强。耐粗放管理。抗污染能力强，能够抗二氧化硫和氟化氢。结籽较少，寿命长。

缺点（不足）：绿期稍短，北京地区绿期180-200 天。不太耐阴，阳光不足时会影响野牛草的生长。不耐长期积涝，积水超过三天会对野牛草生长造成影响。

3.3 结合北方机场情况对比野牛草与其他草种的优劣

在我国，北方机场普遍存在干旱少雨和温差偏低的特点，由于飞行区草坪面积巨大，为了降低管护成本，选择节水抗旱的草种就是必然选择，而在北方园林绿化中常见的冷季型草坪如早熟禾、高羊茅、黑麦等草种都属于耗水型植物，他们在飞行区内是无法大面积存活的。那么与野牛草相似的狗牙根、结缕草、薰衣草、佛甲草等等可以替代野牛草吗？我们经过多年的研究分析，认为在目前情况下，它们与野牛草相比还有一定差距。

3.3.1 与狗牙根比较 狗牙根是与野牛草最接近最相似的两个草种。狗牙根的抗性与野牛草相近，但狗牙根在三个方面与野牛草差距较大。一是耐旱性，野牛草可以耐受北方绝大部分地区的干旱，而狗牙根在返青和休眠前，都要有充足的灌水，否则成活率会大为降低；二是耐寒性，狗牙根一般越冬温度不能低于-5℃，而野牛草是-34℃；三是病虫害方面，越是长势良好的狗牙根，在高温高湿的雨季，越容易被病虫害侵扰，必须加强管理，如及时喷药、修剪等，而迄今为止，还没有确切的野牛草受到何种病虫害侵扰的报道。

3.3.2 与结缕草比较 结缕草的耐旱、耐寒、耐热能力也与野牛草近似，但结缕草幼苗成坪较慢，生长过程中易被杂草侵蚀；成坪前需要大量浇水，这是在机场难以满足的条件。

3.3.3 与薰衣草比较 薰衣草对种植养护的要求较高，在北方地区，种植前要精心整地，春季返青时要及时浇水，雨季时要及时排涝，冬季休眠时要保证冬灌，这些条件在缺水的北方大部分地区，很难达到熏衣草的种植要求。

3.3.4 与佛甲草比较 佛甲草是多浆植物，虽然具有耐寒、耐旱、耐高温、耐贫瘠等优点，但因无法经受机场土面区压路机的碾压，所以不符合机场对草坪耐压性的要求。

4 北方机场飞行区草种优化工作的技术难点

干旱缺水、缺乏灌溉草坪的设施和水源。不停航夜间施工，种植和养护时间只能在飞机停航的后半夜才能进行，且极其短暂，还不连续。施工现场导航等重要设备多，施工环境复杂。施工区域土质复杂，存在砾石土，盐碱土壤等情况。种植施工后要保持种植区域土壤密实度达到0.89以上。

5 克服困难，积极探索，进行科学种植和养护

胜景园林公司遵循野牛草种植的基本原则，深入分析了飞行区对种植草坪的特殊要求，建立了“土壤改良-精选优种-提前育苗-高效种植-科学保墒-及时除草”六位一体的科学种植体系，从2019-2021 年底，在首都机场飞行区紧邻跑道的停航区共建植野牛草草坪35 万平方米，达到草坪覆盖率95%以上，杂草率低于15%。

6 飞行区生态多样问题及野牛草养护的必要性分析

野牛草虽然在其生长期间长期处于优势地位，但由于其属于暖季型草种，如果在其生长较慢或是休眠期间，在不进行人工养护的情况下，大量适合当地的野生杂草，生长迅速，会侵蚀一部分野牛草的优势地位，而在来年就会形成野牛草与各种杂草共生的局面，从生态多样性角度考虑，这种局面的形成，说明野牛草虽然生命力顽强，但它并不会对当地的物种造成生态灾难，侵占所有的生存空间，但从不招虫，不引鸟的角度考虑，野牛草与杂草共生的情况，会大大削弱草种优化工作的成果，因此，必要且适当的后期维护，仍然是非常重要的。

7 机场草种优化成果

7.1 现有成果

在开展理论研究的同时，2012-2013 年，首都机场委托北京胜景园林绿化工程有限公司在机场飞行区东湖西北侧，建立了1600m的野牛草试验基地，通过6年的不断摸索，实验验证及跨度较长的气候环境条件下生长情况观察，确认了野牛草具有优良的较适宜机场种植的生物学、生态学特性，符合机场飞行区草地草种条件。2019-2021 年，在土质区停航区内进行规模化种植，每年10 万平方米。截至2021年10月底，已完成35万平方米的种植面积。

7.2 用户级第三方评价

2020 年飞行区在西跑道停航区大面积种植野牛草后，据统计，跟以往相比，服务商完成整个西跑道停航区的割草作业所需时间能减少1/3，大幅减轻了相关区域停航维保作业。野牛草草坪建成后对比原来野生草坪数据指标：草籽全年产量减少95%;昆虫数量减少75%;鸟类驱离数量减少80%;割草全年次数由8-10次降低到1-2次，减少70%;喷药灭虫次数减少50%;草屑垃圾产生量减少70%;喷药灭虫化学药剂减少50%。

8 效益分析

8.1 经济效益

降低了土面区割草、打药的维护费用，每年至少可减少50%-70%的割草费用。能够降低30%-50%的喷药灭虫费用。

8.2 社会效益

首都机场飞行区引入野牛草进行草种改良后，大幅降低了草籽（果实）及昆虫数量，前来觅食的鸟类减少约50%。大幅减少了责任鸟击事件的发生，责任鸟击数量从2019年的48起下降到2021年的9起，责任鸟击万架率也从0.81 下降到0.34。大幅减轻了停航维保工作压力，野牛草覆盖了停航区约25%的面积，停航区割草所需时间下降了约30%，节省了大量时间和人工成本，减少草屑量达70%以上。同时减少了喷药灭虫50%的工作量和用药量，减少了碳排放，减轻了环境污染，而且，由于野牛草本身细腻优美，具有绿化作用，野牛草的种植使机场飞行区的绿化景观得到了大幅度提升。

9 草种优化的意义

北京首都国际机场飞行区生态治理草种优化工作取得阶段性成果，不仅是解决了首都机场飞行区的草种优化问题，更是对整个行业，关于在干旱、寒冷的北方机场飞行区的生态改良草种优化工作取得了突破，这里面有两个成果，一是确定了飞行区草种优化用草——野牛草；二是开创了在种植条件极其严苛的机场飞行区，在不停航夜间施工条件下，可以高效可控地进行飞行区生态治理工作，建植并维护好草种优化后的野牛草草坪。

10 推广分析

根据在首都机场取得的经验，结合野牛草早已在我国华北、西北、东北地区大范围栽种的事实，在上述地区的大部分机场的飞行区草种优化工作完全有可能参考首都机场的做法进行推广。

由于野牛草属于暖季型草种，它仅在长期浸泡（三天以上）、遮阴的情况下才会影响生长，而机场的飞行区土面区对于排水都有严格的要求，更不存在人为的遮阴问题，因此野牛草也完全可以在南方机场飞行区内进行种植试验，《上海草坪草种应用历史、现状及发展趋势》（2001.杨烈，吕卫光，沈国辉）；《福建主要草坪草应用特性及建植技术》（2002.林开旺）。虽然狗牙根在南方的部分机场已经开展了试验研究工作，但野牛草仍具备更加抗旱和病虫害少的优势。从对鸟类的吸引效果、养护的难易程度等方面，应该加强野牛草、狗牙根、结缕草等暖季型草种在南方机场飞行区的试验性研究。

11 结束语

目前，野牛草在机场飞行区的种植试验还属于初始阶段，关于飞行区生态治理草种优化工作还有很多工作需要各方面的专家学者以及相关从业者们共同努力，深化研究，为降低鸟类对飞机的威胁做出更大的贡献。