成都双流国际机场5种优势鸟类的食性及食源分析

2022-10-08 03:17白小甜罗方梅伍懿罗锋罗概何兴成冉江洪
四川动物 2022年5期
关键词:双流鸟类机场

白小甜,罗方梅,伍懿,罗锋,罗概,何兴成,冉江洪*

(1.四川大学生命科学学院,生物资源与生态环境教育部重点实验室,成都 610065;2.成都双流国际机场股份有限公司,成都 610200)

鸟击不仅威胁着人类的生命安全,还对全球航空业造成巨大的经济损失(Dolbeer.,2011)。大约75%的民用机场鸟击发生在起飞和降落时距离地面≤152 m的区域(Dolbeer.,2021),这通常是机场附近的鸟类往返于栖息地与觅食地之间的主要活动区域。如何减少这些区域对鸟类的吸引力以降低鸟类活动强度,其中重要内容之一是找出机场及周边对鸟类的引诱物(Kennedy & Otter,2015),这对机场的鸟击防范具有重要意义。已有机场开展了鸟类胃内容物分析,并据此提出防控建议,如对美国肯尼迪机场常见鸟类笑鸥进行胃内容物分析,发现其主要取食鞘翅目Coleoptera昆虫、甲壳类、鱼类,建议控制机场内的鞘翅目昆虫(Buckley & Molly,1994);对南非布隆方丹国际机场和金伯利国际机场常见鸟类黄爪隼的胃内容物分析发现,直翅目Orthoptera、等翅目Isoptera昆虫、蜘蛛、蜈蚣是其主要食物(Anderson.,1998);对武汉天河机场鸟类胃内容物研究发现,植食性鸟类主要取食机场内草坪草种及附近农作物,肉食性鸟类主要取食各种昆虫,提出更换草坪草种、喷洒驱虫农药、改造周围环境等建议(王国秀等,2001);对美国肯塔基州一个机场猛禽的胃内容物分析发现,某些看似不会造成鸟击的鸟类可能是猛禽的猎物,进而提出机场需要对兽类、昆虫、鸟类的种群数量进行管理(Stucker&Dunlop,2002);对美国肯尼迪机场主要鸟击物种双色树燕的胃内容物分析发现,其主要食物是杨梅,去除杨梅树减少了75%鸟击次数(Bernhardt.,2009);运用DNA测序技术识别了澳大利亚珀斯机场16种鸟类的食性组成,为机场鸟击防范提供了针对性的建议(Coghlan.,2013);对南京禄口国际机场常见鸟类胃内容物分析,提出了治理野豌豆、定期割草等建议(刘进伟等,2016)。由于跑道位置、景观地形、农业种植和鸟类群落的组合不同,每个机场都面临着独特的野生动物管理挑战,所以有必要对不同机场进行本地化研究,以达到针对特定机场制定治理方案的需求(Soldatini.,2011)。

成都双流国际机场位于中国中部候鸟迁徙区(张荣祖,2011),同时位于全球36个生物多样性热点地区之一的中国西南山地(Zhang.,2021),具有极高的鸟击潜在风险。目前关于鸟击防控的研究报道仅有对机场鸟击防治策略、鸟类群落及鸟击风险的研究(付令等,2006;赵小英,2016;张琼悦等,2019),还缺乏多角度、多层次的调查研究,没有从鸟类食物源角度来开展鸟击防控的研究。2020年4月—2021年3月,通过对成都双流国际机场挂网鸟类的调查和标本收集,选取标本数量最多的5种鸟类进行食性分析,以期了解机场吸引这些优势鸟类的引诱物,为机场的鸟击防控提供科学依据;也为使用食性分析指导机场野生动物管理提供研究案例;同时丰富这5种鸟类的基础生物学资料。

1 研究区域概况

成都双流国际机场位于四川省成都市双流区,距离成都市区约16 km,占地50×10m。是中国境内第四大航空枢纽,2019年旅客吞吐量达到5 585.9万人次。机场坐落于四川盆地,属亚热带季风气候,四季分明,年均温度16.2℃,年均降水量961 mm。机场内主要由建设用地、水渠和草坪组成,机场外主要有居民区、树林、农田、草地和水域湿地5种土地覆盖类型(张琼悦等,2019)。

2 研究方法

2.1 鸟类样品采集

2020年4月—2021年3月,调查记录机场捕鸟网上鸟类的种类、数量。将未死亡鸟类带离机场放生,已死亡的鸟类带回实验室解剖取胃、部分制作成标本,保存于四川大学自然博物馆。由于各月份的鸟类种类和数量存在差异,挂网鸟类样本的保存时间也存在极大差异,收集次数设置为:2020年5—9月 每 月 收 集3次,2020年10月—2021年1月 每 月2次,2020年4月、2021年2—3月每月1次。根据成都市的气候特征,将研究区域的四季划分为:春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)、冬季(12月至翌年2月)。

2.2 鸟类潜在食物调查

为了便于食物物种鉴定及机场内食源的确定,对鸟类的潜在食物进行了调查和标本采集。

样线法:在机场草坪内布设样线,记录植物的种类、生长状况、位置等信息,如遇植物果实和不能识别的物种,则采集标本带回实验室。调查时间为2020年4—11月和2021年3月,每月1次。

灯诱法:选择天气晴朗的夜晚,在草坪内安置波长365 nm的黑光灯进行灯诱。22∶00—04∶00每2 h取一次样,用装有乙醚的毒瓶采集标本并带回实验室分类鉴定。采集强度:2020年4—10月,每月1次。

网捕法:在草坪上随机选取50 m×50 m的样地,用捕虫网以S形前进,将采集到的鳞翅目昆虫装入三角袋,其他昆虫装入装有乙醚的毒瓶中。将样品带回实验室观察并制成标本保存。采集强度:2020年4—11月,每月1次。

陷阱法:选取10块草坪,每块草坪布设5个陷阱杯,倒入50 mL浓度7%引诱液(40%甲醛溶液加入定量水及少量洗洁精、白砂糖),放入挖好的杯洞中,洞口大小与陷阱杯一致,且陷阱杯的高度持平或略低于洞口。采集强度:2020年4月—2021年3月,每月1次。

在飞行区及周边区域随机挖土采集土壤动物,每次挖掘3个点,每个点大小为20 cm×20 cm,挖掘深度为10~20 cm,将挖取到的土壤样品装进密封袋带回实验室筛出土壤中的生物并统计。采集强度:2020年4月—2021年3月,每月1次。

2.3 食性分析

胃内容物分析:将样品解剖取得的胃内容物用清水散开后,烘干至恒重(70℃,24 h),解剖镜下直接观察。物种鉴定主要参照《中国植物志》(中国科学院中国植物志编辑委员会,2004)和《普通昆虫学》(彩万志等,2011)。无法鉴定的种子进行ITS鉴定,与NCBI数据库(www.blast.ncbi.nlm.nih.gov)中的已知序列进行比对,仍未鉴定的归为其他。最后记录各种食物的干重和出现频次。

2.4 数据统计

采用频率法和剩余物干重法统计鸟类食性(Duffy & Jackson,1986)。大部分鸟类胃中都有2种以上的食物种类,采用相对出现频率来统计出现的各种食物类型:某种食物在胃中出现,计为1次出现频次。食物出现频次与总频次的百分比作为食物的出现频率。食物的剩余物干重由直接分离出的残留物称重获得。

3 结果

共记录2 770只挂网鸟类,其中,死亡2 665只,隶属于15目40科110种,挂网数量超过1%的物种有17种(附表1)。其中,以喜地面活动的珠颈斑鸠、田鹨,以及丘鹬、彩鹬、黑水鸡3种水鸟的数量占优势,占总数量的55%。解剖这5种鸟类的128个胃样品。

3.1 5种鸟类的食性组成

珠颈斑鸠主要取食构树、葎草、商陆等植物的种子,出现频率93.2%,剩余物干重占99.0%。彩鹬主要取食稻谷、四蕊朴、稗等植物的种子和螺类,植物出现频率58.5%,剩余物干重占59.3%;螺类的出现频率34.2%,剩余物干重占40.4%。黑水鸡主要取食螺类和稗,动物的出现频率61.5%,剩余物干重占58.3%。丘鹬主要取食节肢动物和稗,动物出现频率64.6%,剩余物干重占59.8%。田鹨主要取食节肢动物,出现频率92.31%,剩余物干重占83.45%(表1)。

表1 成都双流国际机场5种优势鸟类的食物组成Table 1 Food composition for 5 dominant birds at Chengdu Shuangliu International Airport

3.2 5种鸟类的食源

在5种鸟类中,珠颈斑鸠和彩鹬是留鸟,黑水鸡、丘鹬、田鹨是冬候鸟。根据食性分析和机场内潜在食物调查结果:2种留鸟在机场内的食源主要有稗、狗尾草、葎草等植物种子,螺类和节肢动物;3种冬候鸟机场内的主要食源有稗种子、螺类和节肢动物。从季节看,节肢动物和螺类都是鸟类的主要食源,不同鸟类在不同季节的食源存在一定程度的差异(表2)。

表2 成都双流国际机场5种优势鸟类不同季节的食物组成Table 2 Food composition of 5 dominant birds in different seasons at Chengdu Shuangliu International Airport

4 讨论与建议

本次调查选择的5种常见鸟种中,珠颈斑鸠为严重危险鸟种,黑水鸡、彩鹬为鸟击鸟种(张琼悦等,2019),本研究丰富了这些鸟种的食性资料,确定了其在机场内的主要食源,为针对性的防控提供了依据。本研究发现珠颈斑鸠除取食植物种子外,还取食少量螺类与节肢动物,为偏植食性的杂食性鸟类,而已有研究结果表明,珠颈斑鸠主要取食各种植物种子(Bhattacharyya,1994;徐洁等,2018;Elsamol.,2019)。彩鹬主要取食禾本科Poaceae种子、水栖节肢动物(Kobayashi,1954;Fujioka.,2010),但本研究发现彩鹬除取食禾本科种子外,还取食乔木(四蕊朴)种子,以及大量螺类和节肢动物,为中性杂食性鸟类。丘鹬主要取食蚯蚓、节肢动物、稻谷等(Hirons & Johnson,1987;Fujioka.,2010;Hoodless & Hirons,2010),本研究发现丘鹬还取食禾本科、构树种子,为中性杂食性鸟类。黑水鸡主要取食螺类、水生植物、昆虫(Haag.,1987;Desrochers.,2009;赵闪闪,2018;张国月等,2021),本研究中还取食禾本科种子,为中性杂食性鸟类。田鹨主要取食节肢动物,包括鞘翅目、直翅目、膜翅目等(赵正阶,2001),本研究中还取食少量植物,为偏虫食性的杂食性鸟类。

鸟类是机会主义捕食者,主要取食机场及周边丰富的食物,进入机场是为了取食节肢动物与植物种子(Abdul,1976)。如双色树燕在肯尼迪国际机场主要取食杨梅种子,与机场周边分布丰富的杨梅树相符(Bernhardt.,2009)。本研究中珠颈斑鸠主要取食构树、葎草种子,秋季还取食稻谷,与野外植物调查结果相符。在机场的特殊生境中,部分鸟类的食性也会发生变化,如池鹭在水域主要取食虾、鱼、甲壳类食物,在武汉天河国际机场主要捕食蝗虫、蟋蟀等节肢动物(王国秀,2001)。本研究中的彩鹬主要取食植物种子、螺类及节肢动物,但在水域生境中主要取食水栖节肢动物(Kobayashi,1954;Fujioka.,2010)。机场的鸟击防控措施需根据季节进行调整,部分鸟类的食物组成会随季节发生变化。南非布隆方丹机场和金伯利机场的黄爪隼在繁殖期取食脊椎动物,非繁殖期主要取食节肢动物(Anderson.,1998);本研究中的彩鹬在春季取食禾本科植物的种子,进入繁殖季后还取食节肢动物和螺类。

双流机场常见鸟类的挂网数量为:秋季>夏季>春季>冬季,与鸟击发生频率的季节规律相符(张琼悦等,2019)。本调查在秋季也记录到最多的挂网数量,一方面是由于夏季是鸟类繁殖的高峰期,秋季幼鸟出巢,数量达到最高;另一方面是禾本科植物夏秋季成熟结籽(中国植物志,2004),吸引植食性鸟类进入机场。从食源看,5种鸟类都属于食性狭窄物种,这为在食物层面进行管理以减少鸟击发生提供了可能性,这5种鸟在秋季基本都取食稗、螺类和节肢动物,这3类食物是鸟类进入机场活动的主要食源。

建议:(1)使用拔除或者除草剂的方法,尽量减少或者去除机场内的稗,特别是在鸟类繁殖季前期;(2)清理场内水渠内的螺类,或投放针对性强、但对环境污染较小的杀螺药(姜礼燔等,2010);填平机场草坪中的低洼处,及时清理或杀灭雨后草坪积水中的螺类;或对机场进行环境改造工程,挖除有螺卵的土地,覆盖新土(Xie.,2017);(3)采用植被改造、割草、除草,以及物理及化学防治措施,减少场内的节肢动物种类及种群数量。此外,禾本科植物被内生菌感染后产生的生物碱对节肢动物、兽类具有杀灭和阻食的功能(Finch,2015;Christopher,2016;Miller,2017),机场可以引进一些内生菌感染草种。

本研究胃内容物分析除传统的物种识别外,还采用了ITS分子分析,提升了对食物源的识别能力,但由于方法的限制,只有种子在鸟类胃中易被保留,而植物的叶、花、茎等组织易被消化(Swanson & Bartonek,1970),可能还有部分食物未被发现。在进一步研究中可以考虑总DNA分析方法,提高食物源识别的精度。

感谢郑志荣、林玉成、谭进波老师在鸟类、昆虫、植物鉴定方面的指导;感谢成都双流国际机场王杰、杨启、鲁芯瑜及全体工作人员的积极配合与帮助;感谢实验室同门在野外调查中的协助。

附表1成都双流国际机场挂网鸟类及数量Appendix 1 Birds and number of net hanging at Chengdu Shuangliu International Airport

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