吳 雪,杜 杰,李曉娟,廖文波
(1. 西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院珍稀動植物研究所,西南野生動植物資源保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,
四川省環(huán)境科學(xué)與生物多樣性保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 南充 637009;2. 重慶機(jī)場集團(tuán)有限公司,重慶 401120)
鳥擊又稱鳥撞,是指航空器在起飛、飛行或降落過程中被鳥類等野生動物撞擊而發(fā)生的飛行安全事故或事故征候[1]. 當(dāng)前,由鳥擊原因造成的飛行事故征候已成為機(jī)場安全運(yùn)行的一個突出問題,其在總事故征候中的比例一直占據(jù)高位[2]. 鳥擊事件的發(fā)生,危及飛行安全,影響航班運(yùn)行,且造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失. 初步統(tǒng)計,我國民航2012年因鳥擊造成的經(jīng)濟(jì)損失約1.9 億人民幣[3]. 據(jù)國際國內(nèi)民航組織的鳥擊統(tǒng)計分析[4-6]表明,民航飛機(jī)的鳥擊大多發(fā)生在飛機(jī)的起飛、爬升、進(jìn)近和著陸等低高度區(qū)域,因此機(jī)場及其附近地區(qū)是防治鳥擊的重點(diǎn)區(qū)域.
草地群落是飛行區(qū)生境的主要組成部分,對飛行區(qū)的草坪管理是減少鳥擊隱患的核心和關(guān)鍵. 機(jī)場草地是一種具有特殊功能和作用的生態(tài)環(huán)境. 部分研究者[7]認(rèn)為草地環(huán)境對鳥類的吸引主要表現(xiàn)在食物鏈上,植被處于機(jī)場食物鏈的源頭,很好的控制植被環(huán)境可以有效地切斷或阻遏食物鏈,減少植食性鳥類的食物來源. 通過對草高的控制,還可以破壞部分鳥類的棲息和繁殖場所[8,9]. 鳥類可能進(jìn)入機(jī)場草地找尋老鼠、蚯蚓、昆蟲等食物,也可能直接以植物的漿果、種子等為食. 有研究者[10]認(rèn)為適當(dāng)控制的高草(25 -35cm)在減少鳥類活動方面有一定成效,其認(rèn)為高草環(huán)境使鳥類感到不適,因其不能適時地與同伴交流信息,從而感到不安全而飛離,但草勢太高會隱藏鼠類和一些爬行動物,進(jìn)而吸引某些猛禽,從而造成不安全因素;在桃花源機(jī)場[11]的初步研究中,發(fā)現(xiàn)低草環(huán)境對控制小云雀(Alauda gulgula)和黑卷尾(Dicrurus macrocercus)的數(shù)量有明顯效果,但其未明確出低草的具體高度;另有研究者[12]提到通過修剪控制得到的低草,地表暴露出更多的草籽、果實(shí)或昆蟲,反而更吸引某些小型鳥類. 關(guān)于草高控制對機(jī)場飛行區(qū)鳥類的影響方面的研究國外有些專項報道[13,14],然而國內(nèi)甚少,本實(shí)驗(yàn)以重慶江北機(jī)場飛行區(qū)內(nèi)的草坪為研究對象,觀察分析不同季節(jié)草高變化對飛行區(qū)內(nèi)鳥類的影響效果,以期找出適合本場的實(shí)用的草坪高度,確定江北機(jī)場的割草頻次標(biāo)準(zhǔn)和理想的植被高度.
對高草、低草的具體高度的界定沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),高草具體是多高,低草具體到多低,有待進(jìn)一步的研究討論. 本次試驗(yàn)中,我們擬把約>45cm 的草被做高草處理,15cm 內(nèi)的草高做低草處理,15 -45cm 的草高做中度草高處理.
重慶江北機(jī)場是西南地區(qū)三大航空樞紐之一,位于重慶市中心東北方向19 km 的渝北區(qū)兩路鎮(zhèn),機(jī)場中心位置地理坐標(biāo)為29°43' N,106°38' E,海拔415 m,周圍是相對高差10 -20 m 的低矮丘陵和洼地. 該地區(qū)屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,其特點(diǎn)表現(xiàn)為春較早、夏炎熱、秋多雨、冬溫暖,云霧多、日照少,年平均溫度為16-19℃,年均降雨量為1 062 mm,濕度大,相對濕度為85%. 在動物地理區(qū)劃上,江北機(jī)場所在區(qū)屬于東洋界、西南區(qū)、東南部低山亞區(qū).
草地群落為飛行區(qū)植被生境的主要組成部分,其為自然生長的草本植物,群落類型較多,其中禾本科植物占絕對優(yōu)勢,主要有狗牙根(Cynodon dactylon)、矛葉藎草(Aneurolepidium prionodes)、白茅(Ⅰmprecurus cylindrical)、狗尾草(Setaria viridis)、十字馬唐(Digiaria cruiata)、看麥娘(Alopecurus aequalis)等. 這些植物的大量分布、果實(shí)發(fā)生情況及草高等因素,對飛行區(qū)內(nèi)的鳥類造成直接或間接的影響,是影響鳥情變化的重要因素.
實(shí)驗(yàn)區(qū)的確定:選擇鳥情復(fù)雜的、植被生長良好的、且在此區(qū)域內(nèi)試驗(yàn)時對航空器的起降無干擾的區(qū)域作為實(shí)驗(yàn)樣區(qū),結(jié)合預(yù)實(shí)驗(yàn)(2012年11月進(jìn)行)的綜合考慮,我們擬把跑道兩端的南下滑臺區(qū)域及東跑道東側(cè)作為試驗(yàn)樣區(qū),見圖1,此區(qū)域草被繁茂,且會定期修割. 東跑道東側(cè)區(qū)域內(nèi)群落蓋度約達(dá)90%,以狗牙根和矛葉藎草混合群叢為優(yōu)勢種,伴生有白茅、稗草(Echinochloa crusgalli)、看麥娘、野胡蘿卜(Daucus carota)等;飛行區(qū)南段下滑臺區(qū)域內(nèi),群落高度達(dá)95%,優(yōu)勢種為狗牙根和白茅,伴生有稗草、狗尾草、土牛膝(Achyranthes aspera)、車前(Plantago asiatica)、一年蓬(Erigeron aacer)等.
1.2.1 鳥類調(diào)查
調(diào)查采用樣線法和固定半徑樣點(diǎn)法相結(jié)合的方式進(jìn)行,春季(3 -5月)、夏季(6 -8月)、秋季(9 -11月)、冬季(12月-2月)手持雙筒望遠(yuǎn)鏡沿樣帶行走觀察,行走速度為1.5 -2 km/h,觀測工作每天上午7∶00 -11∶00 進(jìn)行,觀察樣線兩側(cè)50 m 范圍內(nèi)或樣點(diǎn)周圍200 m 范圍內(nèi)的鳥類,記錄看到和聽到的鳥類種類、數(shù)量、頻次、行為特點(diǎn)和環(huán)境狀況等,每次割草前后連續(xù)監(jiān)測,割草工作分別于2012年12月15日,2013年6月9日、10月20日,2014年3月5日進(jìn)行. 結(jié)合飛行區(qū)內(nèi)的瞭望哨所,對進(jìn)入樣點(diǎn)內(nèi)活動的鳥類進(jìn)行定點(diǎn)觀測,記錄所看到的鳥的種類、數(shù)量及其活動情況.
1.2.2 草高測量
在樣區(qū)內(nèi)隨機(jī)選擇10 個樣點(diǎn),見圖1,每隔2 天用卷尺測量樣點(diǎn)1 m ×1 m 內(nèi)的草高,草高控制分為15cm 內(nèi)(低草)、>45cm(高草)、15 -45cm(中度草高)3 種工作狀態(tài),分別監(jiān)測記錄相應(yīng)時間段內(nèi)的鳥情變化,分析在這三種草高狀態(tài)下的鳥的種類、數(shù)量等的差異是否顯著.
1.2.3 計算方法
密度 密度D = N /(2 L W)[15],其中D 為鳥類密度,N 為樣線內(nèi)記錄的鳥類數(shù)量,L 為樣線長度,W 為距樣線中心線的垂直距離. 將鳥類密度≥0.1 ind·hm-2的確定為優(yōu)勢種,密度值在0.01 -0.1 ind·hm-2之間的為普通種,密度值<0.01 ind·hm-2的為罕見種.
數(shù)量 數(shù)量以個體遇見率[15]表示,為一段時間的每日平均觀察值.
圖1 江北機(jī)場實(shí)驗(yàn)樣區(qū)樣點(diǎn)分布圖Fig.1 Distribution of sample regions and sampling points at Jiangbei Airport
使用Microsoft(R)2010 進(jìn)行初期數(shù)據(jù)處理,采用單因素方差分析(one-way ANOVA)比較不同草高環(huán)境中數(shù)量和密度值差異是否顯著,顯著性水平設(shè)為a=0.05;使用SPSS 17.0 中的廣義線性模型GLM 來分析季節(jié)和草高變化對物種數(shù)、密度值、總數(shù)量的影響,其中,物種數(shù)、密度值、總數(shù)量為因變量,草高和季節(jié)為固定因素.
2014年3月觀察了割草前后實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)鳥類的種類、數(shù)量及密度的變化,其變化值見表1.
表1 春季低草、中草、高草環(huán)境中鳥類的數(shù)量及密度的變化Tab. 1 The variation of avian quantity and density in short-vegetation plots,moderate-vegetation plots and tall-vegetation plots in spring
由上表可知,在低草環(huán)境,鳥類總的數(shù)量和密度值最低,共觀察記錄到鳥類8 種,優(yōu)勢種有麻雀1 種;中草環(huán)境里共記錄到鳥類12 種,優(yōu)勢種有麻雀和小云雀2 種,總的數(shù)量和密度值居中;高草環(huán)境里觀察到9種,優(yōu)勢種為純色鷦鶯(Prinia subflava)和金翅(Carduelis spinus),總的密度和數(shù)量值最高. 比較低草和中草環(huán)境里各鳥種的數(shù)量和密度,由單因素方差分析知,數(shù)量上差異不顯著(F1,15= 0.0205,P = 0.8872),密度上差異不顯著(F1,15= 1.1030,P = 0.3026). 單因素方差分析低草和高草環(huán)境里各鳥類的數(shù)量及密度知,數(shù)量上差異不顯著(F1,15= 0.1221,P = 0.7294),密度上差異不顯著(F1,15= 0.7485,P = 0.3943).
低草對白頂溪鴝(Chaimarrornis leucocephalus)、紅隼(Falco tinnunculus)、小鹀(Emberiza pusilla)等的控制效果較好,高草環(huán)境中,田鷚(Anthus richardi)、麻雀(Passer montanus)、金翅等數(shù)量較少. 綜合分析,在低草環(huán)境,鳥類總的數(shù)量和密度值最少,低草對鳥類的控制效果較好.
2013年6月對割草前后飛行區(qū)內(nèi)實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)的鳥類的數(shù)量、密度值進(jìn)行統(tǒng)計,低草、中草、高草環(huán)境中各鳥類的數(shù)量季密度值見表2.
表2 夏季低草、中草、高草環(huán)境中鳥類的數(shù)量季密度的變化Tab. 2 The variation of avian quantity and density in short-vegetation plots,moderate-vegetation plots and tall-vegetation plots in summer
分析上表知,低草環(huán)境里,共觀察到鳥類17 種,優(yōu)勢種為灰椋鳥(Sturnus cineraceus)和麻雀,鳥類總的數(shù)量和密度值最低,對小云雀(Alauda gulgula)、金眶鸻(Charadrius dubius)、白鷺(Egretta garzetta)、白頰噪鹛(Garrulax sannio)等的控制效果較好;中草環(huán)境中,共記錄到鳥類9 種,優(yōu)勢種為白鹡鸰(Motacilla alba)、家鴿(Columba domestica)、金翅、麻雀,總的數(shù)量和密度值居中;高草環(huán)境里,共觀察到鳥類18 種,優(yōu)勢種有白鹡鸰、家燕、金翅和麻雀,高草環(huán)境中,北椋鳥(Sturnus sturninus)、白頭鵯(Pycnonotus sinensis)、烏鶇(Turdus merula)等的數(shù)量較少.
單因素方差分析低草和中草環(huán)境中的數(shù)量和密度,數(shù)量上差異不顯著(F1,24= 0.5229,P = 0.4737),密度上差異不顯著(F1,24= 0.0984,P= 0.7552);分析低草和高草環(huán)境中鳥類的數(shù)量和密度知,數(shù)量上差異不顯著(F1,24= 1.1878,P = 0.2815),密度上差異不顯著(F1,24= 0.5552,P = 0.4597). 綜合來看,低草環(huán)境中,更好控制鳥類的總的數(shù)量和密度,對雀形目的一些鳥類的控制效果較好.
2013年10月在實(shí)驗(yàn)樣區(qū)內(nèi)觀察記錄了不同草高環(huán)境里鳥類的數(shù)量和密度的變化,結(jié)果見表3.
表3 秋季低草、中草、高草環(huán)境里鳥類的數(shù)量季密度的變化Tab. 3 The variation of avian quantity and density in short-vegetation plots,moderate-vegetation plots and tall-vegetation plots in autumn
由上表知,低草中,共記錄到鳥類12 種,優(yōu)勢種有金翅和麻雀,鳥類總的數(shù)量和密度值較低;中草中共有鳥類4 種,白鹡鸰、麻雀、田鷚為優(yōu)勢種,鳥類總的數(shù)量和密度值最高;高草里,共記錄到10 種鳥類,麻雀和小云雀為優(yōu)勢種,總的數(shù)量和密度居中.
利用單因素方差分析方法比較低草和中草環(huán)境,數(shù)量上差異不顯著(F1,14= 0.3341,P = 0.5693),密度上差異不顯著(F1,14= 0.9046,P = 0.3514);比較低草和高草環(huán)境知,數(shù)量上差異不顯著(F1,14= 0.1749,P = 0.6755),密度上差異不顯著(F1,14= 0.6443,P= 0.4294).綜合比較得知,低草環(huán)境更利于控制鳥類總的數(shù)量和密度.
2012年12月對割草前后實(shí)驗(yàn)樣區(qū)內(nèi)鳥類的數(shù)量和密度進(jìn)行觀察記錄,結(jié)果見表4.
表4 冬季低草、中草及高草環(huán)境里鳥類數(shù)量和密度的變化Tab. 4 The variation of avian quantity and density in short-vegetation plots,moderate-vegetation plots and tall-vegetation plots in winter
由上表知,低草環(huán)境中,共觀察到鳥類7 種,優(yōu)勢種為白鹡鸰、麻雀、小云雀,總的數(shù)量和密度最小;中草里,共記錄到7 種鳥類,優(yōu)勢種為麻雀、小云雀,總的數(shù)量及密度居中;高草里,記錄到鳥類9 種,優(yōu)勢種有麻雀、小鹀、小云雀,總的數(shù)量及密度最大.
單因素方差分析低草和中草環(huán)境,數(shù)量上差異不顯著(F1,11= 0.1226,P = 0.7296),密度上差異不顯著(F1,11= 0.0027,P= 0.9587);比較低草和高草環(huán)境,數(shù)量上差異不顯著(F1,11= 0.4123,P= 0.5273),密度上差異不顯著(F1,11= 0.3580,P= 0.5563).
綜合比較四個季節(jié)里3 種草高環(huán)境中的各因素,見表5. 利用SPSS17.0 的一般線性模型GLM 分析季節(jié)和草高變化對鳥類的影響,物種數(shù)、總數(shù)量、總密度為因變量,季節(jié)和草高為固定因素,季節(jié)變化對物種數(shù)和總密度影響不顯著(物種數(shù):F3,12=2.636,P=0.1442;總密度:F3,12=8.708,P =0.0131 ),對總數(shù)量影響極顯著(F3,12=11.963,P=0.0069);草高變化對物種數(shù)、總數(shù)量、總密度影響不顯著(物種數(shù):F2,12=1.303,P=0.3393;總數(shù)量:F2,12=4.765,P=0.0586;總密度:F2,12=3.166,P=0.1152).
表5 四季里3 種草高環(huán)境中的各因素比較Tab. 5 The comparison of 3 factors in tall-vegetation plots,moderate-vegetation plots and tall-vegetation plots in 4 seasons
保持草地植物種類和類型的單一有助于減少草地對鳥類的吸引. 因?yàn)檫@樣可以切斷或減少各種動物的食物來源,從而使鳥類的種類和數(shù)量都隨之減少. 在江北機(jī)場建議采用的草的高度為5 -15 cm 以下,在這一高度的草叢中,很多鳥類感到不安全,因?yàn)樗麄儾荒芎芮宄挠^察周圍的環(huán)境,也不能有效地躲藏. 飛行區(qū)內(nèi)草的種類繁多,且多為雜草,有一定數(shù)量植物結(jié)籽,因此,在初春、初秋時節(jié)加強(qiáng)割草力度,控制草高,采取低草策略來防止植被開花吸引昆蟲和落地草籽吸引小鹀、小云雀、金翅、麻雀等植食性鳥類. 冬季末加強(qiáng)剪草強(qiáng)度,破壞昆蟲的越冬環(huán)境,減少第二年昆蟲的爆發(fā)機(jī)會. 同時注意清除被剪除的雜草,避免為昆蟲和小型哺乳動物提供滋生環(huán)境. 春季是草地動物類群快速生長的時期,應(yīng)加強(qiáng)對草地動物的控制,如三、四月噴灑一些低毒、高效的農(nóng)藥或昆蟲驅(qū)避劑,最大限度減少土壤動物和草地動物的數(shù)量,割草后緊跟著農(nóng)藥噴灑對鳥類的控制效果會更好.
春季實(shí)驗(yàn)中,共觀察記錄到鳥類15 種,低草環(huán)境中總的密度和數(shù)量最低,其次是中草環(huán)境里的,高草環(huán)境中的總密度和數(shù)量值均最高. 低草環(huán)境對北紅尾鴝、純色鷦鶯、小鹀等雀形目的小鳥的控制效果較好,對紅隼類的猛禽的控制也較好,但金翅、田鷚的數(shù)量在低草環(huán)境里卻較高. 高草環(huán)境里家燕、麻雀的數(shù)量和密度值較低,可能是由于低草中更利于找尋食物. 總體分析,低草對鳥防工作更有利. 春季里,草被生長茂盛,堅持低草環(huán)境,應(yīng)加大割草頻次,3-5月每月開展一次去全面割草作業(yè)較好,既保持低草,又有適當(dāng)?shù)厝藶楦蓴_.
夏季實(shí)驗(yàn)中,共記錄到24 種鳥類,低草環(huán)境里的白頰噪鹛、褐柳鶯、小云雀、麻雀等雀形目的鳥類數(shù)量較少,金眶鸻等涉禽在低草環(huán)境里未觀察到,總體分析,夏季里,低草環(huán)境中的總數(shù)量和密度最低,高草環(huán)境里的最高,中草環(huán)境中的居中. 高草環(huán)境中,優(yōu)勢種如麻雀、金翅、家燕、白鹡鸰的數(shù)量和密度值均較高,這對鳥防工作很不利,因此,夏季也應(yīng)堅持低草,結(jié)合江北機(jī)場的鳥擊發(fā)生規(guī)律來分析,夏季中的鳥情基本穩(wěn)定,在夏季割草頻次適當(dāng)降低,整個夏季全面割草作業(yè)進(jìn)行1 -2 次就行.
秋季實(shí)驗(yàn)中,共觀察到鳥類15 種,低草環(huán)境里鳥類總的數(shù)量和密度值最低,其次是高草環(huán)境,中草環(huán)境里的總數(shù)量和密度值最高,低草里,麻雀、田鷚、小云雀等雀形目的鳥類的控制效果較好,像灰鹡鸰這些旅鳥未在低草環(huán)境中觀察到. 秋季時,鳥擊發(fā)生較多,鳥防任務(wù)重,優(yōu)勢種如金翅在高草環(huán)境里多,像麻雀、小云雀等優(yōu)勢種在高草環(huán)境里最低,低草環(huán)境中的控制效果較好,秋季最好每月進(jìn)行一次全面割草作業(yè),既控制草坪高度,又保持一定的人為干擾,鳥防效果較好.
冬季實(shí)驗(yàn)中,共觀察到11 種鳥類,低草中總的數(shù)量和密度最小,其次是中草環(huán)境,高草環(huán)境里的最高.麻雀、小云雀等優(yōu)勢種在低草環(huán)境里的數(shù)量和密度較低,低草環(huán)境里,家鴿的數(shù)量亦較低,未觀察到鷂鷹與珠頸斑鳩的活動,因此冬季時,也應(yīng)該保持低草. 冬季里鳥防任務(wù)相對較輕,但仍不能忽視,整個冬季進(jìn)行1 -2次全面割草作業(yè),保持中低草高度均可.
綜合四季的結(jié)果分析,江北機(jī)場應(yīng)堅持低草環(huán)境,低草對鳥防工作更有利. 鑒于本項目的總體時間安排,結(jié)合江北機(jī)場的實(shí)際割草情況、樣區(qū)內(nèi)草地植物的種類及生長情況等因素,每季度僅進(jìn)行了一次草高實(shí)驗(yàn)的分析,草高實(shí)驗(yàn)的持續(xù)效果如何有待進(jìn)一步的深入的研究統(tǒng)計.
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