奔牛机场植被现状调查及鸟类适宜指数评估

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奔牛机场植被现状调查及鸟类适宜指数评估 赵　凯1 ,陈建琴2 ,张晨岭2, 3 ,张保卫4 ,常　青3 (1. 安庆师范学院生命科学系,安徽安庆246011) (2. 江苏教育学院生物系,江苏南京210013) (3. 南京师范大学生命科学学院,江苏南京210097) (4. 安徽大学生命科学学院,安徽合肥230039) [摘要] 　对常州奔牛机场内部及周边地区的植被进行了详细调查,在此基础上从植物对鸟类活动的贡献的大 小出发,就植物在群落中的地位、高度、生活型及提供鸟类食物能力4个方面对机场内分布植物的鸟类适宜指数 进行评估. 结果显示机场内鸟类适宜指数最高的植物共有7种,它们对鸟类有着强烈的吸引作用,应清除机场内 的这些植物;另有19种植物适宜指数较高,应在机场内严格控制其高度和种群大小. [关键词] 　奔牛机场,鸟击,植被调查,鸟类适宜指数 [中图分类号] Q948　[文献标识码] A 　[文章编号]100124616 (2009) 0420083206 A Survey of Vegeta tion of Benn iu A irport and Adjacen t Area, W ith an Assessment of Bird Fit Index Zhao Ka i1 , Chen J ianq in2 , Zhang Chen ling2, 3 , Zhang Baowe i4 , Cha ng Q ing3 (1. Department of Life Science, Anqing Teachers College, Anqing 246011, China) (2. Department of Biology, J iangsu Institute of Education, Nanjing 210013, China) (3. School of Life Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China) (4. School of Life Science, Anhui University, Hefei 230039, China) Abstract:On the basis of substantial vegetation investigation of Changzhou Benniu airport and its’adjacent area, the Bird Fit Index (BF I) were evaluated on all the p lant species. The BF Imainly exp lorer the degrees that the p lant attrac2 ted birds, with Emphasis on four factors: (1) The species’status in the community, (2) Height, (3) L iving form, (4) The contribution to bird’s feeding. Totally, we found seven species with the highest BF I, which indicated that they should be removed as soon as possible. As the same time, other ninteen species, which showed relatively high BF I, should be controlled strictly on the p lant height and their population size. Key words:Changzhou benniu airport, bird strike, vegetation investigate, Bird Fit Index 　收稿日期: 2009205220. 基金项目:常州奔牛机场鸟击防范项目、国家自然科学基金(30770315)资助项目. 通讯联系人:常　青,博士,教授,研究方向:生态学, E2mail: changq@njnu. edu. cn 　　自飞机问世以来,鸟击(Bird strike)问题一直困扰着飞行安全[ 1 ] . 随着社会的发展,对于鸟击防范的研 究越来越受到人们的重视,世界各国都逐步加大了这方面的科研力度[ 2 ] ,但目前对于鸟击防范相关的研 究基本上都是围绕着撞机鸟种和机场周边鸟类群落的组成而展开[ 326 ] ,由于植被是鸟类栖息地选择的基 础[ 729 ] ,因而在鸟击防范的研究中对机场植被进行相关研究有助于了解机场区鸟类群落的形成,进而从合 理改造或设计机场植被环境、减少机场周围鸟类数量和多样性等角度出发,达到更好的鸟击防范效果. 然 而目前仅有少量的研究遵循这一思路,且仅仅局限于机场植被调查方面的研究[ 10, 11 ] ,未能针对机场植被 进行更深层的研究. 2008年夏,我们对常州奔牛机场及周围的植被进行了详细调查,依据不同植物对鸟类 栖息于机场内的贡献程度来量化植物对鸟类的吸引程度(即鸟类适宜指数,Bird fit index) ,在此基础上通 过对高适宜指数的物种去除或将其置换为低适宜指数的同生态位物种的途径来对机场区域进行生境改 造. 此举将有助于减少机场周围鸟类数量和多样性,以达到更好的防鸟击效果. — 83 — 第32卷第4期 2009年12月 　　　　 南京师大学报(自然科学版) JOURNAL OF NANJ ING NORMAL UN IVERSITY(Natural Science Edition) 　　　　 Vol. 32 No. 4 Dec, 2009 1　研究地概况 常州奔牛机场(119°46′37″E, 31°55′04″N)位于常州市新北区,距离城区18 km. 该地气候属于北亚热 带海洋性气候,常年气候温和,雨量充沛,四季分明;年平均气温1514℃,年平均降水量1 07115 mm,年平 均无霜期22716 d. 机场周围为平原地貌,全部为农垦区,农作物以单季杂交水稻为主,植被生长盛密,种类 组成较丰富,植被季相变化明显. 2　研究方法 211　生境划分及调查内容 　　已有研究表明多数的鸟击发生于起降等低空飞行过程中[ 12214 ] ,因此本次植被调查包括了机场内和机 场周边215 km以内区域. 根据机场内的建筑分布,将机场内植被分成10个区域分别进行调查(见图1). 机场周边地区共出现农田、水网、道路、村庄4种生境,在调查范围内选取有代表性的4种生境各4处调查 植被组成. 植被调查采取线路调查和样方调查相结合的方法进行,详细调查各区和各生境的植被类型并记 录物种名录[ 15, 16 ] . 212　鸟类适宜指数评估 表1　机场内植物的鸟类适宜指数评价方法 Table 1　Assessmentmethod of Bird Fit Index in different plants 性状等级适宜指数 在群落中的地位建群种5 优势种4 常见种3 偶见种2 罕见种1 生活型乔木5 灌木4 木质藤本3 草质藤本2 草本1 高度> 5 m 5 2 - 5 m 4 1 - 2 m 3 015 - 1 m 2 < 015 m 1 食物关系直接、间接均提供大量食物5 直接提供大量食物4 间接提供大量食物3 直接提供少量食物2 间接提供少量食物1 　　由于鸟类分布与植物群落结构特征具有明显相关 性[ 17 ] ,稳定的植物群落是鸟类群落稳定的基础[ 8 ] ,因 此在植物群落中地位越重要的物种对鸟类栖息的贡献 就越大,所以植物在群落中的地位是在本研究中首要 考察的指标. 其次,由于植物是大部分鸟类的筑巢场 所[ 18 ] ,茂盛的植物一般更有利于鸟类筑巢. 如在鸟类 的6种筑巢方式中,高大的乔木被更多的鸟类选择筑 巢,灌木和草丛次之[ 19 ] ,同时高大的乔木更有利于鸟 类躲避天敌[ 20 ] ,因此植物的生活型和高度也是我们评 估的指标. 第三,食物数量和组成在鸟类栖息地选择中 也具有决定性作用[ 21 ] ,植物除了叶、花、果实、种子等 可直接成为鸟类食物外,植物上栖息的昆虫等无脊椎 动物也间接为鸟类提供了食物,可否为鸟类提供食物 也是植物能否吸引鸟类的重要因素. 基于上述考虑,本 文从植物在群落中的地位、生活型、植株高度和提供食 物程度4个方面评价植物的鸟类适宜指数(B ird Fit Index,表1). 其中各指标分为5个等级进行评估,每个 等级相差1分, 4个指标得分之和即为该物种对鸟类 的适合指数. — 84 — 南京师大学报(自然科学版) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第32卷第4期(2009年) 3　结果与分析 311　机场及周边地区的植被类型 　　机场内有4种植被类型,分别为落叶针叶林、落叶阔叶林、草丛以及沼泽植被(表2). 在所有植被类型 中草丛占绝对优势,约占总植被覆盖面积的80% ,其余植被类型出现于机场中疏于管理的少数地方. 在1# 区见大量垃圾堆放,且人为活动较少,现已经自然演替形成强阳性的构树、洋槐林,林下草本植物及层间种 均较丰富,另本区有约1 /3 hm2 的水域,为灌溉水渠之水流入本区地势低洼处形成,增加了生境的空间异 质性,加上堆放的垃圾可为鸟类提供食物,使得本区较为适宜鸟类活动,观察亦发现林中常有鸟类栖息. 在 3#、5#、7#、8#、9#、10#区植被修剪较好,多为白茅、加拿大一枝黄花等耐修剪植物占据,高度为20～50 cm, 这类植被经常修剪后相对不适合鸟类活动,调查时在这些植被中也较少发现鸟类,应为跑道周围预防鸟撞 的理想植被. 2#区及3#、6#区的北端因地势较低而常年积水,芦苇、水烛等湿生植被在此呈块状分布,增加 了机场内生境的空间异质性和物种多样性,从而间接支持了鸟类在此区域的活动. 在4#区中央部分和6# 区南端均有小面积木本植物生长,前者为缺乏人为干扰而正在演替形成的构树林,后者为人工栽培后疏于 管理的池杉林,二者均位于跑道附近,增加了跑道边鸟类生境的复杂性,有利于跑道边活动的鸟类的隐藏 和栖息. 总体而言,跑道周围植被修剪较好,鸟类活动亦较少; 1#区及迫降带有多处人为管理较差的地方, 或长期积水生长了大量湿生植被,或正演替成乔木林,这些都增加了生境的复杂性和物种多样性,调查也 发现这些地区鸟类活动较为频繁. 表2　机场内部植被类型 Table 2　The vegeta tion types in a irport 植被型群系位置高度/m 盖度/% 主要伴生种 落叶针叶林池杉林116 5～6 60 池杉、小构、桑、海州常山、野蔷薇 落叶阔叶林构树林4 3 80 白茅、小飞蓬、加拿大一枝黄花 构树、洋槐林1 7～9 80 朴树、楝、桑 草丛白茅群落11213141516 115 90 加拿大一枝黄花、小飞蓬、牛皮消 虾须草群落214 117 85 稗、牛皮消、狗尾草、白茅 加拿大一枝黄花群落1121416 115～2 95 小飞蓬、乌蔹莓、白茅 白茅、加拿大一枝黄花群落315171819110 015 90 牛皮消、水花生、小飞蓬、一年蓬、乌蔹莓、葎草 小飞蓬群落4 115～2 80 加拿大一枝黄花、白茅、葎草、菊芋 狼耙草群落6 112 85 芦苇、小飞蓬、牛皮消、白茅 沼泽植被芦苇群落213 115～2 80 荻、水花生、小飞蓬、狼耙草 荻群落21316 015～115 70 水花生、牛皮消、稗 水花生群落2 012 70 白茅、牛皮消、荻 　　在机场邻近地区的4种生境共出现9种植被类型(表3) ,不同生境的植被组成差异显著,现分述如 下. (1)农田. 占调查区总面积80%以上,其中99%以上农田种植单季杂交水稻,田埂及村头有少量旱地, 种植胡麻、豆类、瓜类、高粱等作物,野生植被以生长于田埂上的狗牙根群落数量占优. 与森林、山地、湖泊 等生境相比较,农田生态系统比较简单,活动的鸟类也较少[ 17 ] . (2)水网. 调查区共有池塘3个,水渠若干, 芦苇、茭白、水烛等湿生群落和水生群落呈片状分布,面积均较小,但数量和种类都较少,也无法成为候鸟 迁徙的聚集地. (3)道路. 机场周边地区交通网由一条柏油公路和数条水泥村级公路组成,村级公路行道 树多见圆柏和紫薇相间栽种,高度最高仅115 m;柏油路旁多植香樟树,高度6～10 m;野生植被以狗尾草 群落最为多见. (4)村庄. 集中了大多数的乔木树种,以栽培果木和绿化树种为主,野生树种主要为洋槐和 旱柳. 密集的乔木林为鸟类提供了很好的筑巢场所和栖息场所,大量的果木及楝、香樟等树种也为鸟类提 供了食物,但由于人为活动较多,鸟类在此活动遭到一定程度限制. 总体上来看,大面积的农田使得机场外 鸟类生境较为单一,相对适宜鸟类活动的村庄中因有较多的人为活动,加上较发达的公路网,这些干扰因 素一方面减少了机场外的鸟类数量,另一方面也迫使更多鸟类向机场内迁移. 312　鸟类适宜指数评价 本次机场内物种调查共记录微管植物34科66种(表4) ,根据上文的鸟类适宜指数评定规则对各物 种的鸟类适宜指数进行了评定,结果见表4. 在机场内的全部66种微管植物的鸟类适宜指数可以分为4 类:高适宜种(鸟类适宜指数16～20) 、较高适宜种( 11～15) 、较低适宜物种(6～10)和低适宜物种( 1～ — 85 — 赵　凯,等:奔牛机场植被现状调查及鸟类适宜指数评估 5) ,指数越高的物种对于鸟类在机场内活动的吸引力越大. 统计结果发现机场内高适宜种共有7个(见表 4) ,占总植物种类的1016% ,其中乔木5种,藤本植物1种,湿生高大挺水植物1种,分别为池杉、朴树、 桑、构树、野小豆、刺槐和芦苇. 较高适宜种共有19个,占总植物种类的28179%;较低适宜的植物有33种, 占总物种的50%;低适宜物种有7 个,分别为节节草、井栏边草、金星蕨、复序飘拂草、莎草、天胡荽和 麦冬. 表3　机场外主要植被类型 Table 3　The ma in vegeta tion type around the a irport 植被类型群系生境盖度/% 高度/m 主要伴生种　　　　　　 落叶针叶林水杉林村庄90 10～18 单一群落 落叶阔叶林洋槐林村庄100 8～10 苦楝、朴树、泡桐 草丛狗牙根群落田埂80 011～012 牛筋草、水花生、水蓼、稗 白茅群落田埂90 016～018 牛皮消、铁苋菜、水花生 双穗雀稗群落田埂80 012～014 水苋菜、半边莲、通泉草、无芒稗 狗牙根+半边莲群落田埂65 011～012 通泉草、牛筋草、稗、碎米莎草 狗尾草+牛筋草群落路旁70 013～016 铁苋菜、小飞蓬、画眉草、节节草 狗尾草群落路旁85 015～017 狗牙根、牛筋草、画眉草、知风草 马唐+节节草群落路旁70 012～014 狗尾草、牵牛、葎草、碎米莎草 沼泽植被芦苇群落水网90 117～210 单一群落 水烛群落水网90 116～118 单一群落 水蓼群落水网85 012～014 莲子草、双穗雀稗、稗、莎草 水生植被黑藻群落水网95 012～014 单一群落 水鳖群落水网70 011～013 单一群落 茭白群落水网90 115～117 单一群落 浮萍群落水网95 未测单一群落 满江红槐叶苹群落水网95 未测单一群落 作物植被 单季中稻一年一熟为 主,油菜占一定比重 农田90 014～016 稻田以外田埂上常种植胡麻、瓜类、豆类、 茄子、辣椒、韭菜等 果木林各种果木混生村庄50 4～8 桃、李、梨、枇杷、枣、柿 经济林意杨林村庄70 10～16 单一群落 绿化植物各种树种混生村庄60 5～18 香樟、池杉、女贞、广玉兰、银杏 表4　机场内植物物种及鸟类适合指数 Table 4　The list of plant spec ies and its b ird f it index 物种 生活型 得分 高度 得分 食物关系 得分 在群落中 地位得分 鸟类适宜 指数 节节草Hippochaete ram osissim um 1 1 1 1 4 井栏边草Pteris m ultifida 1 1 1 1 4 海金沙Lygodium japonicum 2 2 1 2 7 金星蕨Parathelypteris glanduligera 1 1 1 1 4 池杉Taxodium ascendens 5 5 4 5 19 木防己Cocculus orbiculatus 3 3 1 1 8 朴树Celtis tetrandra 5 5 5 5 20 木通Akebia quinata 3 3 1 1 8 桑M orus alba 5 5 5 1 16 构树B roussonetia papyriefera 5 5 1 5 16 葎草Hum ulus scandens 3 3 1 3 10 商陆Phytolacca acinosa 1 3 1 2 7 刺苋Am aranthus spinosus 1 2 1 2 6 牛膝Achyranthes bidentata 1 2 1 3 7 水花生A lternanthera philoxeroides 1 1 1 5 8 杠板归Polygonum perfoliatum 2 2 2 1 7 水蓼Polygonum hydropiper 1 2 1 4 8 盒子草Actinostemm a tenerum 2 2 5 1 10 腺柳Salix chaenom eloides 5 5 1 1 12 北美独行菜Lepidium virginicum 1 2 1 2 6 — 86 — 南京师大学报(自然科学版) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第32卷第4期(2009年) 　　　　　　　　　(续表4) 物种 生活型 得分 高度 得分 食物关系 得分 在群落中 地位得分 鸟类适宜 指数 野蔷薇Rosa m ultiflora 3 3 5 2 13 白叶莓Rubus innom inatus 3 3 5 2 13 合欢A lbizia julibrissin 5 5 2 1 13 黄香草木樨Melilotus off icinalis 4 3 1 2 10 野大豆Glycine soja 3 3 5 3 14 野小豆Phaseolus m inim us 3 4 5 5 17 长萼鸡眼草Kumm erow ia stipuiacea 1 1 1 5 8 刺槐Robinia pseudoacacia 5 5 5 5 20 酢浆草Oxalis corniculata 1 1 1 4 7 紫薇Lagerstroem ia indica 4 4 1 1 10 铁苋菜Acalypha australis 1 1 1 3 6 地锦Euphorbia hum ifusa 1 1 1 3 6 乌蔹莓Herba Cayratica 2 4 5 3 14 蘡薁V itis adstricta 3 5 5 2 15 天胡荽Hydrocotyle sibthorpioides 1 1 1 2 5 野胡萝卜Daucus carota 1 3 5 4 13 牛皮消Cynanchum auriculatum 2 3 1 3 9 枸杞Lycium chinense 4 3 3 2 12 马鞭草Verbena officinalis 1 1 1 3 6 海州常山Clerodendrum trichotom um 4 4 1 2 11 中华孩儿草Rungia chinensis 1 1 1 5 8 鸡矢藤Paederia scandens 3 4 1 3 11 忍冬Lonicera japonica 3 4 2 1 10 豚草Am brosia artem isiifolia 1 3 1 5 10 虾须草Sheareria nana 1 3 1 5 10 狼耙草B idens tripartita 1 3 1 5 10 菊芋Helianthus thuberosus 1 4 1 5 11 加拿大一枝黄花Solidago canadensis 1 3 1 5 10 小飞蓬Conyza canadensis 1 3 1 5 10 一年蓬Erigeron annuus 1 3 1 4 9 野艾蒿A rtem isia lavandulaefolia 1 3 1 4 9 水烛Typha angustifolia 1 3 1 5 10 复序飘拂草Fim bristylis bisum bellata 1 1 1 2 5 莎草Cyperus rotundus 1 1 1 2 5 芦苇Phragm ites australis 4 4 3 5 16 乱草Eragrostis japonica 1 1 2 2 6 狗牙根Cynodon dactylon 1 1 5 5 12 荻M iscanthus sacchariflorus 4 3 3 5 15 稗Echinochloa crusgalli 1 2 5 3 11 狗尾草Setaria viridis 1 2 5 4 12 金色狗尾草Pennisetum alopecuroides 1 1 5 5 12 五节芒M iscanthus floridulus 1 4 3 5 13 白茅Im perata cylindrica 1 3 3 5 12 牛筋草Eleusine indica 1 2 3 3 9 麦冬Ophiopogon japonicus 1 1 1 2 5 丝兰Yucca sm alliana 4 4 1 1 10 313　常州奔牛机场生境整治建议 机场周边地区的平原地貌及较单一的农田生态系统对于降低鸟类群落的丰富度来说是一种有利条 件[ 17 ] ,鸟类大多生活于斑块状分布的有大量乔木生长的村庄中,然而在各村庄之间的公路旁有高度不等 的行道树栽培. 研究表明行道树是斑块化生境中的鸟类廊道,相对而言大树相对小树给了鸟类生活更多的 选择余地[ 22 ] ,由此我们建议将行道树全部改成难以长粗且树冠狭小的圆柏,以降低它们对鸟类的吸引. 机 场内部有多处人为疏于管理的地方,如1#区、4#区和6#区的南端,已演替形成小片的落叶阔叶林. 同时2# 区和3#区、6#区的北端因地势较矮,常年积水,生长了大量的湿生植被,使得机场内生境的空间异质性增 — 87 — 赵　凯,等:奔牛机场植被现状调查及鸟类适宜指数评估 加. 由于鸟种多样性与环境复杂程度密切相关[ 23, 24 ] ,因此为了降低机场内的鸟类活动,建议清除机场内的 乔木群落,填平跑道周围低洼处,增加迫降区以外的草地修剪频次,同时永久性清理1#区的垃圾堆. 机场内发现的高适宜指数的7种植物均为各自群落的建群种,它们不仅为鸟类提供了较多的食物资 源,一些树形高大的种类(如池杉、朴树等)繁茂的枝叶也成为鸟类理想的筑巢场所[ 19 ] . 同时,这7个物种 主要分布在机场跑道外围,所以每当驱鸟人员在跑道周围进行工作,它们就成为了跑道内鸟类很好的隐蔽 场所[ 20 ] . 因此从生态治疗的角度来看,这些植物种类在机场内应首先予以清除. 鸟类适宜指数较高物种有 19个,包括乔木2种、层间种5种、灌木3种以及草本植物9种. 其中木本植物为2#区外围废弃营房周围 绿化乔木树种的少量残留,在驱鸟作业时可成为鸟类临时藏匿场所;层间种和灌木分布于各乔木林下,增 加了乔木林的郁闭度和物种多样性,同时也更有利于鸟类隐藏; 9种草本植物均为结籽型的优势草种,可 为鸟类提供大量的食物. 因此,对于适宜指数较高的这19种植物在机场内必须得到很好的控制,藤本和木 本植物最好去除,以减少机场内鸟类的栖息场所;草本植物必须通过喷洒除草剂或提高修剪频次的方式来 控制植物株高及其开花、结籽[ 1 ] . 由于机场内活动鸟的种类及其行为学特征在迁徙季节和繁殖季节都是不断变化的,加之植物随各自 生长周期也在不断变化之中,因而鸟类及植物之间的“吸引- 选择”的过程也是非常复杂的. 本文仅从鸟 类栖息地选择的一般规律入手,提出了机场内及周围植被的生态整治建议. 由于不同鸟类对植被的选择还 存在差异,所以在不同的季节由于鸟类区系组成的变化,它们构成潜在鸟击的风险也不尽相同,因此如何 对机场内及机场周围的生态环境进行整治和合理规划,还有待进一步的研究. 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