揚(yáng)州泰州國(guó)際機(jī)場(chǎng)鳥類多樣性及鳥擊防控

陳婉, 袁思佳, 錢汝恩, 張俊, 胡超超,4,*, 常青,*

揚(yáng)州泰州國(guó)際機(jī)場(chǎng)鳥類多樣性及鳥擊防控

陳婉1, 袁思佳2, 錢汝恩2, 張俊3, 胡超超2,4,*, 常青2,*

1. 江蘇開放大學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)院, 南京 210036 2. 南京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 南京 210046 3. 揚(yáng)州泰州國(guó)際機(jī)場(chǎng), 揚(yáng)州 225831 4. 南京師范大學(xué)分析測(cè)試中心, 南京 210046

鳥類群落多樣性研究對(duì)機(jī)場(chǎng)鳥擊防控有重要意義。國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)現(xiàn)今均采用物種豐富度和均勻度等傳統(tǒng)物種多樣性指標(biāo)來評(píng)價(jià)機(jī)場(chǎng)周邊地區(qū)的鳥類群落, 該方法缺乏物種的生態(tài)系統(tǒng)功能和系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)信息。為闡明機(jī)場(chǎng)鳥類群落多樣性特點(diǎn), 本文以揚(yáng)州泰州國(guó)際機(jī)場(chǎng)為研究區(qū)域, 進(jìn)行為期一年的調(diào)查, 從物種多樣性、功能多樣性、譜系多樣性三個(gè)層次來研究。本研究共記錄鳥類71種, 隸屬13目33科, 雀形目鳥類物種數(shù)最多, 其次為鸻形目。從居留型看, 候鳥較多; 從區(qū)系上看, 廣布種鳥類最多, 古北界和東洋界鳥類都較少。春季的FRic高于其他季節(jié), 春、夏季的FEve和FDis高于秋冬季。FDiv在季節(jié)間無顯著性差異, 群落物種的離散程度差異較小, 季節(jié)變化對(duì)FRic、FEve、FDis具有顯著影響。各生境的FRic、FEve、FDiv無顯著差異, FDis在濕地與草坪間存在顯著性差異。棲息地類型的交錯(cuò)分布支持多種功能性狀的鳥類, 使得各生境的鳥類功能分布無顯著差異。譜系多樣性分析發(fā)現(xiàn), 鳥類群落呈現(xiàn)譜系發(fā)散趨勢(shì)。結(jié)合鳥類多樣性指數(shù)、分布系數(shù)及重要值, 嚴(yán)重危險(xiǎn)鳥類有6種, 包括斑嘴鴨()、珠頸斑鳩()、夜鷺()、喜鵲()、家燕()、八哥()。結(jié)合季節(jié)和生境的群落多樣性特征, 機(jī)場(chǎng)需針對(duì)性地開展機(jī)場(chǎng)生態(tài)環(huán)境治理, 以應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)鳥類在機(jī)場(chǎng)區(qū)域的活動(dòng)。

鳥擊; 物種多樣性; 功能多樣性; 譜系多樣性

0 前言

鳥擊(birdstrike)是指鳥或蝙蝠撞擊航空器并造成一定經(jīng)濟(jì)損失的情況, 對(duì)飛機(jī)的安全飛行構(gòu)成嚴(yán)重威脅[1]。近5年來, 鳥擊成為中國(guó)民航運(yùn)輸類飛機(jī)第一大事故征候類群, 占總事故征候的26.2％。鳥擊事件不僅會(huì)損壞飛機(jī)部件、影響正常航班造成巨大經(jīng)濟(jì)損失, 嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)毀人亡的悲劇[2]。因此, 鳥擊防范工作已成為整個(gè)航空業(yè)高度重視的安全管理工作之一。

近年來, 我國(guó)鳥擊防范研究取得了一定進(jìn)展。例如, 對(duì)各機(jī)場(chǎng)及周邊區(qū)域的鳥類生物多樣性進(jìn)行調(diào)查, 分析其多樣性特征, 對(duì)飛行安全有威脅的鳥類進(jìn)行危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估[3]; 通過研究食物(如昆蟲、植物)等生境因子與鳥類的關(guān)系, 最大限度減少食物來降低鳥類出現(xiàn)的頻率[4–5]; 通過對(duì)鳥擊殘留物的鑒定, 可以有效地確定高危鳥種并進(jìn)行防范[6–7]。目前鳥擊防范工作, 以調(diào)查鳥類多樣性為主, 以研究生境因子和鳥擊殘留物鑒定為輔。國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)現(xiàn)今均采用傳統(tǒng)的多樣性指標(biāo)(物種豐富度和均勻度等)來衡量鳥類多樣性, 只用物種相對(duì)豐度的大小表征物種的重要性, 沒有提供物種的生態(tài)系統(tǒng)功能和系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)性的信息[8]。為了更立體地闡明鳥類群落結(jié)構(gòu), 很多研究都在傳統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)上引入功能多樣性(functional diversity, FD)和譜系多樣性(phylogenetic diversity, PD), 以更好地表征群落多樣性[9–10]。目前許多機(jī)場(chǎng)鳥類群落的調(diào)查都未涉及功能多樣性和譜系多樣性。結(jié)合這兩項(xiàng)指標(biāo), 能提供更多與群落構(gòu)建有關(guān)的信息, 揭示不同生態(tài)過程對(duì)鳥類群落構(gòu)成的影響[11], 為機(jī)場(chǎng)鳥擊防范提供更立體的數(shù)據(jù)支持。

揚(yáng)州泰州國(guó)際機(jī)場(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng))位于揚(yáng)州市江都區(qū)丁溝鎮(zhèn)境內(nèi), 距揚(yáng)州市區(qū)約30 km、距泰州市區(qū)約20 km。2018年, 機(jī)場(chǎng)全年旅客吞吐量238.42萬人次, 不僅是江蘇省重要的民用機(jī)場(chǎng), 也是華東地區(qū)的干線機(jī)場(chǎng)和備降機(jī)場(chǎng)之一。經(jīng)過多年的擴(kuò)建和發(fā)展, 機(jī)場(chǎng)及周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境日趨復(fù)雜多樣, 鳥擊防范工作也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。針對(duì)這一現(xiàn)狀, 本研究于2019年7月到2020年6月, 對(duì)揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)與機(jī)場(chǎng)周邊區(qū)域鳥類多樣性進(jìn)行調(diào)查, 結(jié)合物種多樣性、功能多樣性、譜系多樣性對(duì)鳥類群落進(jìn)行系統(tǒng)分析, 并對(duì)鳥類的危險(xiǎn)性等級(jí)進(jìn)行評(píng)估, 為鳥擊防范提供更系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)所處地為沖擊平原, 灌溉渠道縱橫交錯(cuò), 周邊生境復(fù)雜, 具有河流、農(nóng)田、綠化林帶、池塘、草坪等生境。揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)跑道兩側(cè)土道面的植被比較單一, 泥土土層較薄, 植被主要為一些單子葉植物, 缺乏大型樹木。

1.2 生境劃分及樣線設(shè)置

根據(jù)機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)與凈空區(qū)的鳥類棲息地與活動(dòng)情況, 將機(jī)場(chǎng)及周邊生境劃分為機(jī)場(chǎng)草坪、居民區(qū)、濕地、林地、農(nóng)田五種。在機(jī)場(chǎng)內(nèi)布設(shè)1條樣線, 機(jī)場(chǎng)外東南西北各布設(shè)1條樣線, 樣線長(zhǎng)度為5 km, 單側(cè)寬度為50 m。調(diào)查時(shí)間為2019年7月到2020年6月, 每月調(diào)查一次, 各樣線均共計(jì)12次調(diào)查。

1.3 研究方法

1.3.1 調(diào)查方法

采用樣線法[12]對(duì)揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)及周圍鳥類進(jìn)行調(diào)查。手持博冠10×42雙筒望遠(yuǎn)鏡在日出后3 h內(nèi)和日落前3 h內(nèi)以1—2 km·h-1的行走速度觀察并記錄樣線內(nèi)鳥類的種類、數(shù)量以及棲息地類型。調(diào)查在天氣晴朗、風(fēng)力不大(一般在3級(jí)以下)的條件下進(jìn)行。根據(jù)江蘇省氣候特點(diǎn), 本文將2020年3月至5月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為春季調(diào)查的數(shù)據(jù), 2020年6月和2019年7、8月統(tǒng)計(jì)為夏季的數(shù)據(jù), 2019年9月至11月數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為秋季調(diào)查, 2019年12月和2020年1、2月劃為冬季調(diào)查數(shù)據(jù)。

鳥類鑒定、分類地位、居留型劃分參考《中國(guó)鳥類分類與分布》第三版。

1.3.2 分析方法

物種累積曲線: 在實(shí)際的生物群落調(diào)查中, 想全面調(diào)查很難。物種累積曲線(species accumulation curve, SAC)在物種豐富度估計(jì)以及抽樣充分性判斷方面應(yīng)用很多, 其模型描述了隨著抽樣量的加大物種數(shù)增加的狀況, 是判斷調(diào)查充分性的有效工具[13]。

鳥類密度: 單位面積范圍內(nèi)鳥類個(gè)體數(shù)量, 其計(jì)算公式為=/(2)(ind·hm-2)[14], 其中為樣線內(nèi)記錄的鳥類數(shù)量,為該次調(diào)查樣線長(zhǎng)度,為該次調(diào)查樣線單邊寬度(50 m)。

鳥類分布系數(shù):= (/+/)×100%, 式中,與分別表示機(jī)場(chǎng)鳥類調(diào)查的樣線總數(shù)與生境總數(shù),與分別表示某種鳥類出現(xiàn)的樣線數(shù)與生境數(shù)。根據(jù)分布系數(shù), 將鳥類分為廣性分布(100%—200%)、中性分布(50%—100%) 和狹性分布(0%—50%)[15]。

多樣性分析:

采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)進(jìn)行物種多樣性分析, 采用Simpson指數(shù)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)度分析, 采用Pielou均勻度指數(shù)進(jìn)行均勻度分析, 計(jì)算公式分別為

式(1)—(3)中,P為鳥類物種的個(gè)體數(shù)占所有鳥類物種個(gè)體總數(shù)的比例。

功能多樣性指標(biāo)包括功能豐富度(functional richness, FRic)、功能均勻度(functional evenness, FEve)、功能離散度(functional divergence, FDiv)和功能分異度(functional dispersion, FDis)。其中, FRic、FEve、FDiv是三個(gè)互補(bǔ)的指標(biāo)[16], FDis是基于功能性狀空間距離的指標(biāo)[17]。這些指標(biāo)構(gòu)成了研究功能多樣性的框架。FRic表示群落占據(jù)的功能空間體積。FEve是描述功能性狀空間中物種數(shù)分布的均勻性, 先利用性狀空間內(nèi)的各個(gè)物種(點(diǎn))生成總長(zhǎng)度的最小路徑圖, 再分別計(jì)算各物種多度在該路徑圖上分布的均勻度。FDiv表明物種數(shù)是如何沿功能性狀軸分布的。FDis是先將各物種的數(shù)量視為“質(zhì)量”, 求出群落內(nèi)物種的“質(zhì)心”后求得各物種距質(zhì)心距離均值的偏差。本研究選生物量、食性和取食層作為覓食和棲息生境選擇有關(guān)的性狀, 其中生物量是連續(xù)變量, 食性(食軟體動(dòng)物、食魚、食植和其他食肉)和取食層(水下、水面、地面-水面混合、地面)是分類變量[18]。

群落譜系多樣性研究首先根據(jù)調(diào)查結(jié)果建立物種庫(kù), 然后從Birdtree (http://birdtree.org)上以Ericson All Species為建樹資源下載對(duì)應(yīng)物種的2000棵隨機(jī)樹, 再利用beast2中的TreeAnnotator 2.4.1軟件合成合一樹。根據(jù)合一樹, 計(jì)算種間平均距離(mean pairwise distance, MPD)和最近種間譜系距離(mean nearest taxon distance, MNTD)。為了確定共生物種在譜系上是聚集還是發(fā)散, 使用獨(dú)立的交換算法隨機(jī)生成999個(gè)物種豐富度和發(fā)生頻率與所觀察到的群落相同的群落(零模型, null model), 并計(jì)算零模型MPD和MNTD的平均值。將觀測(cè)到的MPD和MNTD與該平均值作比較, 計(jì)算譜系親緣關(guān)系指數(shù)(nearest relative index, NRI)和最近種間親緣關(guān)系指數(shù)(nearest taxon index, NTI)。計(jì)算公式為:

/=(null-obs)∕null(4)

式中Mobs為或的觀測(cè)值,null為隨機(jī)產(chǎn)生的999個(gè)或MNTD零模型模擬值的平均值,null為999個(gè)隨機(jī)值的標(biāo)準(zhǔn)差。若和大于0, 表示群落譜系聚集, 反之群落譜系發(fā)散[19]。

危險(xiǎn)指數(shù): 重要值()=(相對(duì)數(shù)量成分＋相對(duì)時(shí)間成分＋相對(duì)空間成分＋相對(duì)重量成分)/4, 式中, 相對(duì)數(shù)量成分=(某種鳥的個(gè)體數(shù)/數(shù)量最多的鳥種個(gè)體數(shù))×100, 相對(duì)時(shí)間成分=(某種鳥出現(xiàn)的調(diào)查次數(shù)/總調(diào)查次數(shù))×100, 相對(duì)空間成分=(某種鳥出現(xiàn)的樣線數(shù)/總樣線數(shù))×100, 相對(duì)重量成分=(某種鳥的體重/體重最重的鳥體重)×100[20]。將調(diào)查中觀察到鳥類的飛行高度分為0—5、5—30、30—50、50—100和100 m以上5個(gè)等級(jí), 鳥類的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分別賦值為0.1、0.5、1.0、0.5、0.1[21]。危險(xiǎn)指數(shù)=重要值×風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。危險(xiǎn)指數(shù)≥25定為嚴(yán)重危險(xiǎn), 15≤危險(xiǎn)指數(shù)<25定為很危險(xiǎn), 5≤危險(xiǎn)指數(shù)<15定為較危險(xiǎn), 危險(xiǎn)指數(shù)<5定為一般危險(xiǎn)[22]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

物種多樣性使用vegan包diversity函數(shù)[23], 功能多樣性使用FD包dbFD函數(shù)[24], 譜系多樣性使用picante包sesmpd和sesmntd函數(shù)[25], 所有指數(shù)用gvlma包gvlma函數(shù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn), 使用vegan包plot函數(shù)繪制物種累計(jì)曲線和箱型圖。使用multcomp包aov函數(shù)對(duì)不同指數(shù)做單因子方差分析(one-way ANOVA), 若存在顯著性差異, 則用Tukey HSD函數(shù)做多重比較; 使用t.test函數(shù)對(duì)NRI和NTI做單組樣本均值t檢驗(yàn)(One-sample t-test), 判斷其是否顯著區(qū)別于0。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理用Excel 2016完成。數(shù)據(jù)處理和繪圖在R 4.0.2中完成[26]。

2 結(jié)果與分析

2.1 物種組成

本調(diào)查共記錄鳥類71種, 總計(jì)10177只, 分別隸屬于13個(gè)目, 33個(gè)科(表1)。其中雀形目鳥類居多(18科, 37種), 其次是鸻形目鳥類(3科, 13種)。全年觀測(cè)數(shù)量最多的是麻雀(), 其次是喜鵲()、八哥()、云雀()、烏鶇()。根據(jù)季節(jié)型劃分: 留鳥22種, 占總數(shù)31%; 旅鳥18種, 占總數(shù)25%; 夏候鳥25種, 占總數(shù)35%; 冬候鳥6種, 占總數(shù)9%。根據(jù)區(qū)系劃分: 廣布種63種, 占88.74%; 古北界4種, 占5.63%; 東洋界4種, 占5.63%。

2.2 種群數(shù)量

全年鳥類物種數(shù)有一定的季節(jié)性變化, 在春季秋季出現(xiàn)的最多, 共記有48 種, 占據(jù)了調(diào)查全部鳥類的67%; 而冬季出現(xiàn)了鳥類物種數(shù)的最低值為37種, 占全部種數(shù)的51%。從全年的變化來看, 在春季的鳥類物種數(shù)有一個(gè)明顯的峰值(圖1)。

從鳥類個(gè)體數(shù)量的季節(jié)分布來看, 全年在秋季月份鳥類數(shù)量最多, 而在其余三個(gè)季節(jié), 鳥類個(gè)體數(shù)量稍有減少(圖1)。

2.3 物種累積曲線

基于抽樣次數(shù)的物種累積曲線上升趨勢(shì)平穩(wěn), 其后面逐漸變成一條漸近線(圖2), 表明在這一年對(duì)機(jī)場(chǎng)鳥類的調(diào)查抽樣量充分。

表1 機(jī)場(chǎng)及周邊鳥類所屬分類單元

圖1 揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)鳥類物種數(shù)以及個(gè)體數(shù)的季節(jié)分布

Figure 1 Seasonal distribution of the number of species and individuals at Yangzhou Taizhou International Airport

Figure 2 Species accumulation curve based on the samples of survey

2.4 群落多樣性的季節(jié)變化

Shannon-Wiener指數(shù)在各季節(jié)間存在顯著性差異(3, 56=6.53,<0.05; 春a, 夏ab,秋b,冬b; 字母相同表示兩者間無顯著性差異, 字母不同表示兩者存在顯著性差異, 下同)。Simpson指數(shù)存在顯著性差異(3, 56=4.81,<0.05; 春a,夏ab,秋b,冬b)。Pielou均勻性指數(shù)存在顯著性差異(3, 56=5.98,<0.05; 春a,夏ab,冬b,秋b)。FRic存在顯著性差異(3, 56=3.45,<0.05; 春a,夏ab,秋ab,冬b)。FEve存在顯著性差異(3, 56=6.08,<0.05; 夏a,春a,秋ab,冬b)。FDiv無顯著性差異(3, 56=1.35,=0.28)。FDis存在顯著性差異(3, 56=3.04,<0.05; 春a,夏ab,冬b,秋b)(圖3)。

2.5 機(jī)場(chǎng)鳥類分布狀況

本次調(diào)查在機(jī)場(chǎng)內(nèi)發(fā)現(xiàn)43種鳥類, 以雀形目、鸻形目為主; 在機(jī)場(chǎng)外發(fā)現(xiàn)56種鳥類, 以雀形目、鸻形目、鵑形目為主。在發(fā)現(xiàn)的71種鳥類中, 廣性分布的有20種鳥類, 中性分布的有13種鳥類, 狹性分布的有38種鳥類?？梢? 揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)以狹性分布的鳥類為主。

不同生境的鳥類分布存在一定差異。不同生境的Shannon-Wiener指數(shù)存在顯著性差異(4, 39=4.33,<0.05; 林地a,農(nóng)田a,濕地ab,草坪ab,居民區(qū)b)。Simpson指數(shù)存在顯著性差異(4, 39=3.63,<0.05; 林地a,農(nóng)田a,濕地ab,草坪ab,居民區(qū)b)。Pielou均勻性指數(shù)無顯著性差異(4, 39=1.67,=0.18)。FRic(4, 39=0.90,=0.48)、FEve(4, 39=0.87,=0.49)、FDiv(4, 39=2.29,=0.08)無顯著性差異。FDis存在顯著性差異(4, 39=2.80,<0.05; 濕地a,農(nóng)田a,林地ab,居民區(qū)ab,草坪b)(圖4)。

2.6 機(jī)場(chǎng)鳥類譜系多樣性

總體上揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)NRI顯著大于0(= 10.94,= 59,< 0.001), 呈現(xiàn)為譜系聚集, NTI顯著大于0(= 6.00,= 59,< 0.001), 呈現(xiàn)為譜系聚集。

2.7 鳥類危險(xiǎn)性分析

揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)嚴(yán)重危險(xiǎn)的鳥類有斑嘴鴨()、珠頸斑鳩()、夜鷺()、喜鵲、家燕()、八哥6種; 很危險(xiǎn)的鳥類有白鷺()、池鷺()、灰椋鳥()等8種; 較危險(xiǎn)的鳥類有鳳頭麥雞()、牛背鷺()、灰喜鵲()等17種; 一般危險(xiǎn)的鳥類有東方鸻()、小杓鷸()、小鴉鵑()等40種。

3 討論

在為期一年調(diào)研中記錄71種鳥類, 以雀形目和鸻形目鳥類為主, 麻雀和喜鵲等留鳥數(shù)量最多, 這與沈陽(yáng)桃仙機(jī)場(chǎng)[22]、重慶江北機(jī)場(chǎng)[27]的研究一致。機(jī)場(chǎng)周邊林地里面常見留鳥集群活動(dòng), 且林地上層有大量的喜鵲巢穴。揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)位于中國(guó)候鳥東部遷徙路線上, 候鳥和旅鳥的數(shù)目較多。揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)廣布種的占比很高, 這與機(jī)場(chǎng)生境異質(zhì)化有很大關(guān)系[28]。機(jī)場(chǎng)及周邊地區(qū)富含草地、林地、濕地、農(nóng)田等多種生境, 且林下又有不同程度的灌木, 棲息地的多樣化容易吸引廣布種鳥類在機(jī)場(chǎng)周邊筑巢覓食[29]。

全年鳥類物種數(shù)和個(gè)體數(shù)量有一定的季節(jié)性變化, 在春季和秋季最多, 這與春秋遷徙季候鳥和旅鳥的活動(dòng)有很大關(guān)系。進(jìn)入越冬期后鳥類活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定, 記錄的鳥類物種數(shù)和個(gè)體數(shù)量都較低。春夏季由于經(jīng)常能見到麻雀、喜鵲等留鳥的集群, 因此均勻度高于秋冬季, 導(dǎo)致春夏季物種多樣性高于秋冬季[30]。

春季的FRic明顯高于其他季節(jié), 表明春季群落在功能空間上占據(jù)的體積較大[16]。春夏季的FEve和FDis高于秋冬季。FEve體現(xiàn)群落內(nèi)物種對(duì)有效資源的利用效率[31], FDis描述物種功能和性狀空間中物種組(若干物種聚集在一起)所處位置的差異程度[17]。一方面, 春夏兩季植被成熟, 食物資源增加, 能夠提供大量的捕食生態(tài)位, 鳥類物種多樣性較高, 在多維生態(tài)位空間內(nèi)的物種分布較秋冬季廣[32]。另一方面, 春季候鳥遷徙期和夏季留鳥和候鳥的繁殖消耗大量能量, 需捕食以補(bǔ)充能量, 揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)棲息地食物資源對(duì)其繁殖或遷徙有著直接作用[33], 因此春夏季鳥類群落利用有效資源的效率較秋冬季高, 在性狀空間內(nèi)所處位置的差異也高于秋冬季。FDiv為群落物種在功能空間內(nèi)的離散程度。各季節(jié)的FDiv無顯著性差異, 表明各季節(jié)群落物種的離散程度差距不大, 不同季節(jié)物種及物種數(shù)的改變影響FRic、FEve、FDis的變化, 導(dǎo)致春夏兩季的功能多樣性高于秋冬季。

圖3 揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)鳥類群落各季節(jié)的多樣性指標(biāo)

Figure 3 Biodiversity metrics of bird communities in different seasons at Yangzhou Taizhou International Airport

圖4 揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)各生境鳥類群落的多樣性指標(biāo)

Figure 4 Biodiversity metrics of bird communities in different habitats at Yangzhou Taizhou International Airport

機(jī)場(chǎng)周圍不同生境的鳥類多樣性有很大區(qū)別。林地、農(nóng)田、濕地生境的物種數(shù)高于機(jī)場(chǎng)內(nèi)草坪和居民區(qū)。林地和濕地生境可為留鳥和候鳥提供隱蔽場(chǎng)所和食物資源, 而農(nóng)田適合麻雀等眾多以采食農(nóng)作物的留鳥生存[34], 內(nèi)部的水域又為鷺科、鸻鷸類等候鳥提供覓食和棲息場(chǎng)所[35], 因此這幾種生境的多樣性指標(biāo)較高。居民區(qū)內(nèi)人為干擾大, 吸引鳥類的主要是人工綠化帶, 其鳥種多為麻雀、八哥等人類伴生鳥種, 因此多樣性較低。機(jī)場(chǎng)內(nèi)草坪由于人工打理, 草本植物保持在合適的高度, 鳥類難以獲得食物資源和隱蔽場(chǎng)所, 因此物種和功能多樣性較低[36]。各生境的FRic、FEve、FDiv無顯著差異, 僅濕地與草坪的FDis存在顯著性差異。雖然揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)及其周邊地區(qū)的生境異質(zhì)性高, 棲息地類型多樣化, 但各棲息地的分布較為均勻, 生境交錯(cuò)分布, 可以支持多種功能性狀的鳥類, 因此各生境的功能多樣性指標(biāo)無明顯差異。

綜合鳥類的體重、數(shù)量、遇見頻率及生境利用率等因素對(duì)飛機(jī)安全飛行的影響, 對(duì)鳥類危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行劃分。機(jī)場(chǎng)內(nèi)6種嚴(yán)重危險(xiǎn)鳥類3種為留鳥, 3種為候鳥。留鳥全年在機(jī)場(chǎng)出沒, 喜鵲活動(dòng)范圍廣且經(jīng)常集群在機(jī)場(chǎng)里覓食, 珠頸斑鳩和八哥由于食性廣容易進(jìn)入機(jī)場(chǎng)活動(dòng)。斑嘴鴨和夜鷺體型較大, 且在春秋遷徙季活動(dòng)頻繁, 對(duì)飛行安全危險(xiǎn)較大, 需重點(diǎn)防范。在很危險(xiǎn)和較危險(xiǎn)鳥類中, 鷺科和鸻鷸類鳥類等候鳥占多數(shù), 需在遷徙期防范。

揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)NRI和NTI顯著大于0, 表明揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)的鳥類群落譜系呈聚集趨勢(shì), 生境過濾主導(dǎo)鳥類群落的構(gòu)建。這表明生境對(duì)于揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)鳥類群落的構(gòu)建有著重要作用。因此需及時(shí)排除生境內(nèi)部影響鳥類活動(dòng)的因素, 以防范鳥擊事件的發(fā)生。

基于研究結(jié)果, 對(duì)揚(yáng)泰機(jī)場(chǎng)鳥擊防范提出以下建議: (1)整治機(jī)場(chǎng)草坪。機(jī)場(chǎng)內(nèi), 草地生態(tài)環(huán)境是主要的食物鏈源頭, 成為機(jī)場(chǎng)內(nèi)吸引鳥類的主要因素?？梢酝ㄟ^控制植被的高度及群落結(jié)構(gòu)的方法來有效切斷鳥類、昆蟲以及小型嚙齒類動(dòng)物的食物來源和隱蔽場(chǎng)所, 從而降低機(jī)場(chǎng)對(duì)鳥類的吸引。(2)在遷徙和繁殖季節(jié), 關(guān)注鳥類在機(jī)場(chǎng)周邊的覓食、遷徙等活動(dòng), 防止鳥類撞擊飛機(jī)。(3)防止雨后形成臨時(shí)的明水區(qū), 及時(shí)去除周圍水塘的挺水植物, 不給水鳥提供隱蔽的場(chǎng)所, 降低水鳥在其中活動(dòng)的頻率。

致謝:感謝國(guó)家科技資源共享服務(wù)平臺(tái)-國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心-長(zhǎng)江三角洲分中心(http://nnu. geodata.cn:8008)提供數(shù)據(jù)支撐。感謝揚(yáng)州泰州國(guó)際機(jī)場(chǎng)對(duì)鳥類調(diào)查提供幫助。

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Avian diversity and bird strike avoidance at Yangzhou Taizhou International Airport

CHEN Wan1, YUAN Sijia2, QIAN Ruen2, ZHANG Jun3, HU Chaochao2,4,*, CHANG Qing2,*

1.College of Environment and Ecology, Jiangsu Open University (The City Vocational College of Jiangsu), Nanjing 210036, China2. School of Life Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China 3. Yangzhou Taizhou International Airport, Dinggou, Yangzhou225831, China 4. Analytical and Testing Center, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China

Investigating the diversity of bird community surrounding the airport plays an important role in bird strike avoidance. Traditional taxonomic diversity is used in Chinese airports to evaluate bird communities, however, this cannot provide information on the ecosystem functions and phylogeny of the species. In order to investigate the diversity of bird communities, we conducted a one-year survey at Yangzhou Taizhou International Airport and studied it from three aspects: taxonomic, functional and phylogenetic diversity. A total of 71 species were recorded, belonging to 13 orders and 33 families. Most of the birds were widely-distributed species, and migrant birds accounted for a relatively high proportion in the community. FRic in spring was higher than in other seasons, and FEve and FDis in spring and summer were higher than in autumn and winter. There was no significant difference in FDiv in each season. The variation of FRic, FEve and FDis was influenced by seasonal species and the number of species. There were no significant differences in FRic, FEve, and FDiv in each habitat, only the FDis of wetland and grassland were significantly different. The intersperse distribution of multiple habitats supported birds with multiple functional traits, so that the functional distribution of birds in each habitat had no significant difference. Phylogenetic diversity analysis revealed that the bird community in the airport showed a trend of overdispersion. Furthermore, the bird strike risk index for each bird species was calculated by multiplying the importance value and risk index. Severe risk birds included,,,,,. Combining the community diversity characteristics of different seasons and habitats, the airport needs to carry out targeted environmental management to deal with the activities of dangerous birds in the airport area.

bird strike; taxonomic diversity; functional diversity; phylogenetic diversity

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.06.023

Q145

A

1008-8873(2022)06-193-09

2020-10-25;

2020-11-29

江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20181076); 江蘇省高校青藍(lán)工程項(xiàng)目(2019SZJS-003)

陳婉(1987—), 女, 江蘇開放大學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)院, E-mail: 544934275 @qq.com

通信作者:胡超超 (1986—), 男, 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師, E-mail: huweichen@126.com; 常青 (1966—), 男, 教授, E-mail: changq@njnu.edu.cn

陳婉, 袁思佳, 錢汝恩, 等. 揚(yáng)州泰州國(guó)際機(jī)場(chǎng)鳥類多樣性及鳥擊防控[J]. 生態(tài)科學(xué), 2022, 41(6): 193–201.

CHEN Wan, YUAN Sijia, QIAN Ruen, et al. Avian diversity and bird strike avoidance at Yangzhou Taizhou International Airport[J]. Ecological Science, 2022, 41(6): 193–201.