凯里黄平机场鸟类多样性及鸟击风险分析

史跃亚，王海鑫

（中国民用航空飞行学院机场学院，四川 广汉 618307）

鸟击是指航空器在起飞、飞行或降落过程中被鸟类等野生动物撞击而发生的飞行安全事故或事故征候（吴雪等，2015）。鸟击事件不仅危及飞行安全，影响航班正常运行，且会造成极大的经济损失。随着我国航空运输业的迅速发展和生态环境的不断改善，鸟击事件也越来越多，2019年全国运输机场共发生责任区鸟击事件836起，同比增加113起，增幅15.6%（中国民用航空局机场司，中国民航科学技术研究院机场研究所，2020）。鸟击事件已成为影响机场安全运行的一个突出问题。机场及其附近地区是鸟击发生的重点区域（吴琦，2006），要降低鸟击事件发生的可能性和危险程度，就必须对机场鸟类进行详细的调查研究和鸟击风险评估，并且采取相应的生态措施加强防治。为保障飞行安全，《运输机场运行安全管理规定》（交通运输部，2018）要求机场管理机构对机场鸟类危害进行评估，全面掌握机场内及其附近地区的生态环境和鸟类情况。

近年来，国内大部分机场根据规范要求进行了鸟情生态环境调研、鸟击风险评估和鸟击防范工作。通过对鸟类的体积、数量、出现频率、飞行高度等因子计算鸟击风险值，并通过分析得出风险较高鸟种的特点（马良等，2015），以及鸟击防范的重点季节（杨锡涛等，2016）、重点区域（周璐璐等，2013）。有的机场还对迁徙鸟（李永民等，2011）、鸟类食性及夜间鸟类（戴琦，2013）等相关情况进行调研。但大部分机场的鸟情调研及鸟击风险分析未考虑飞行程序等机场实际运行的相关因素，仅有部分机场在调研分析过程中考虑了鸟类与机场的距离（赵焕乐等，2016）。

凯里黄平机场周边有较丰富的亚热带常绿阔叶林，鸟类资源丰富（罗永奎等，2012a，2012b，2013）。自机场通航以来，科学、系统的鸟类调研及鸟击防范研究相对缺乏，缺少鸟类组成及鸟击风险评估相关数据。近年来黄平机场鸟击事件频繁，为减少鸟击风险，确保航班运行安全，本研究对黄平机场及其周边地区的鸟类情况进行调查，并对各种鸟类发生鸟击的风险程度进行评估，以便指导机场开展科学的鸟击防范工作。

1 研究区域

凯里黄平机场位于贵州省黔东南苗族侗族自治州黄平县境内，为4C级支线机场，跑道长2 600 m，飞行区面积8.956×10m，2020年旅客吞吐量11.9万人次、起降19 174架次（中国民用航空局，2021）。机场海拔929 m，距黄平县12 km，距凯里市54 km。地处黔中丘原向黔东低山丘陵过渡地带，属亚热带湿润季风气候，四季分明，雨量充沛。机场以填方为主，周边存在相对高差20～70 m的树林、灌丛、农田、水库等多种生态环境，地势起伏明显、地形复杂，多样的生态环境和复杂的地形地貌为鸟类提供了栖息条件，也增加了鸟击的风险。

2 研究方法

2.1 调查方法

调查范围为以凯里黄平机场为圆心半径6 km的机场净空区锥形面，机场及周边地区的生境可划分为草地、灌丛、耕地、村庄、水域、林地6种，采取固定样线法对鸟类群落进行调查，结合生境分布特点及机场周边道路状况，本次调查共设置8条样线：飞行区内2条（草地）、机场周边4条（水域、灌丛、村庄和耕地）、机场04跑道端锥形面2条（灌丛和林地），样线长3 km、单侧宽50 m。2020年8月—2021年7月每个季节调查一次，每次调查持续1周，冬季（1月）和春季（4月）的调查时间为07∶00—10∶00和15∶00—18∶00，夏季（7月）和秋季（11月）的为06∶30—09∶30和16∶00—19∶00。以2.0 km·h的速度沿样线步行，采用Bushnell 8×42手持双筒望远镜和Celestron 22×66单筒望远镜观察，辅以鸣声辨别。物种鉴定参考《中国鸟类野外手册》（约翰·马敬能等，2000），分类系统、居留型和区系参考《中国鸟类分类与分布名录（第三版）》（郑光美，2017）。

2.2 数据处理方法

相似性指数（）=2/（+）（李晓娟等，2015），式中，为群落A中的物种数，为群落B中的物种数，为2个群落中共有的物种数。

密度（）=/2（周璐璐等，2013），式中，为样线范围内记录到的鸟类总数量，为样线的总长度，为样线的单侧宽度。

鸟 击 风 险 采 用 风 险 值（）=（+++×100%）/4，式中，为相对数量（某一鸟种的数量/样线中数量最多鸟种的数量×100%），为相对质量（某一鸟种的体质量/样线中体质量最大鸟种的体质量×100%），为相对空间（某一鸟种出现的样线数/总样线数×100%），为飞行高度风险系数（调查中观察到的鸟类飞行高度分为：0～5 m、5～30 m、30～50 m、50～100 m、100 m以上5个等级，不同飞行高度的值为0.1、0.5、1、0.5、0.1）。当≥50%时，鸟击风险最高；40%≤＜50%时，鸟击风险较高；30%≤＜40%时，鸟击风险较低；＜30%时，鸟击风险最低（孟丽娜，2017）。

由于在航空器起降过程中，进近程序比起飞程序更危险，鸟情调研的范围一般与进近程序的最后进近航段吻合，同时通常情况下凯里黄平机场使用主起降方向运行，故以机场主起降端进近程序的最后进近航段计算各区段的R。最后进近航段的航迹可分为2种：最后进近定位（FAF）点距离机场约15 km，航空器过FAF点后从1 700 m高度沿3°下滑角继续下降；FAF点距离机场约11 km，航空器过FAF点后从1 550 m高度按5.5%梯度继续下降。根据机场周边地形实际情况将主起降端进近程序的最后进近航段按距跑道入口的距离每2 km划分一个区段，每个区段的海拔由航迹两侧2 km范围内的海拔最高点决定，航线高度则为该区段航线最低点的高度。当R≥5时，为鸟击高风险区段；当5＞R≥3时，为鸟击中风险区段；当R＜3时，为鸟击低风险区段。

3 调查结果

3.1 鸟类组成

野外调查共记录到鸟类71种，隶属于10目32科（表1）：从区系来 看，古北界 物 种24种（33.8%）、东洋界物种28种（39.4%）、广布种19种（26.8%）。从居留型来看，留鸟41种（57.7%）、冬候鸟11种（15.5%）、夏候鸟10种（14.1%）、旅鸟9种（12.7%）。从发现季节来看，春季29种、夏季36种、秋季39种、冬季13种。

表1 黄平机场鸟类群落组成Table 1 Composition of avian community at Kaili Huangping Airport

3.2 不同生境鸟类的多样性与相似性

灌丛的物种最丰富（41种），而水域的最低（16种）。鸟类密度从高到低分别为灌丛＞耕地＞林地＞村庄＞草地＞水域。耕地的Shannon-Wiener多样性指数最高（2.977），村庄的最低（1.405）（表2）。机场及周边地区6种生境中，灌丛和林地生境的群落相似性指数最高（=0.648），村庄和草地生境之间的最低（=0.256）（表3）。

表2 不同生境生境鸟类多样性比较Table 2 Comparison of bird diversity among different habitats

表3 不同生境鸟类相似性比较Table 3 Comparison of bird species similarity among different habitats

续表1

续表1

3.3 鸟击风险分析

鸟击风险最高的鸟类有6种：家燕、金腰燕、白鹭、黄臀鹎、麻雀和棕背伯劳，鸟击风险较高的鸟类有4种：环颈雉、黑鸢、灰头麦鸡和白鹡鸰。其中，留鸟6种，夏候鸟4种；耕地种类最多（9种）（表4；图1）。

图1 不同生境各风险等级鸟类物种数Fig.1 Number of bird species at each risk level in different habitats

表4 凯里黄平机场重要风险鸟类Table 4 Birds with high bird strike risk at Kaili Huangping Airport

3.4 结合飞行程序分区段计算鸟击风险值

为保证航空器飞行安全，选择航线高度较低的第2种航迹来计算鸟击风险值：高风险区段为 距离跑 道入 口0～2 km及4～6 km处；中风险区段为距离跑道入口6～8 km、10～12 km处；低风险区段为距离跑道入口2～4 km、8～10 km、12～14 km及14～16 km处（图2）。

图2 距跑道入口不同距离区段的鸟击风险值Fig.2 Bird strike risk at different distance sections from the runway threshold

4 讨论

4.1 鸟情调研结果分析

本次调研发现需要重点防范的鸟类以留鸟和夏候鸟为主，这与南充高坪机场（李晓娟等，2008）、合肥新桥机场（周璐璐等，2013）、宜昌三峡机场（杨锡涛等，2016）的研究结果一致。耕地记录的鸟击风险高的鸟类最多，其次为草地。机场周边耕地有大量农田及果园，农作物成熟季节极易吸引鸟类觅食，增加鸟击风险。机场飞行区内的草地吸引了偏好隐匿于草坪中的小型鸟类栖息，它们体型较小，但数量众多，且活动高度很低，非常容易被滑跑中的飞机吸入发动机。同时由于机场草地比较空旷，人为干扰少，容易吸引猛禽前来捕食小的鸟类，而这些猛禽一般体型大、飞行高度高、飞行迅速，会对飞行安全产生巨大的威胁。

4.2 结合飞行程序的鸟击高风险区段

绝大多数的鸟击事件发生在航空器的起飞、滑跑、爬升、进近和着陆滑行阶段（Thorpe，1996），航空器在此过程中主要执行进场与离场程序（朱代武，何光勤，2004）。结合飞行程序，按不同的区段进行鸟击风险计算分析：距跑道入口2 km以内鸟击风险高主要是此时飞机即将着陆，航线高度与很多鸟类的飞行高度冲突，导致航空器极易与飞行中的鸟类相撞。距跑道入口4～6 km处鸟击风险高是在此范围内有一海拔为1 176 m的山地，航空器在此区段内最低飞行高度为1 228 m，距离山顶的最小垂直距离只有52 m，在此活动的许多风险较高的鸟种都可以达到此高度。由于在进近过程中飞行员需要集中精神操作飞机变换飞行姿态，很难发现空中的鸟类，且由于速度和飞行高度很难躲避飞鸟。需要重点关注距04号跑道入口2 km以内及4～6 km处的鸟类情况，主要需要关注家燕、金腰燕、白鹭、棕背伯劳、白鹡鸰等。

4.3 鸟击防范建议

针对需要重点防范的耕地生境，建议机场与当地政府和居民协商，尽量将水田换成旱地，及时收割成熟的农作物，并将果园里的果树用鸟网遮盖，减少食谷鸟类和水鸟在机场周边出现的概率。控制好飞行区内的草高，控制草籽，并通过喷洒低毒、高效的农药灭虫，控制地表草丛动物数量等措施减少鸟类的食物来源；同时还要施放鼠药，预防鼠害，减少猛禽特别是夜间猛禽在场内的觅食活动。同时对场内排水明沟加网遮盖，减少鹭类、鸻鹬类等觅食，对于不适合遮盖也不适合在旁边架设鸟网的小水沟，需要时常清理其中的藻类、螺等生物。

由于航空器最后进近阶段的飞行路线不可改变，针对鸟击高风险的区段只能减少其航线下方鸟类出现的频率。机场跑道主起降端进近方向距跑道入口2 km范围内主要是荒地，建议砍掉其中的杂木、灌木，铺上水泥或者平整后作为单一草种的试种点。对于距跑道入口4～6 km区段，提醒飞行员经过此处时注意观察鸟类情况，并建议地政加强巡视，定期清理鸟巢，尽可能破坏鸟类的栖息环境。除此之外建议机场在高风险区段增设探鸟摄像头、煤气炮等设备进行鸟情监测、驱赶。

目前机场根据工作配备的固定驱鸟设备起到了一定的作用，但效果有限，建议机场增设化学药剂雾炮车等移动驱鸟设备对飞行区集群栖息活动的鸟类进行及时有效的处置。同时建议机场在获得民航局或监管局同意的情况下，积极与科研单位合作，及时掌握机场及周边迁徙鸟类活动信息并开发鸟击防范告警系统，当有鸟击威胁时，鸟击防范人员能及时采取处置措施或及时告知飞行员以避免鸟击事件的发生。