文章信息
- 马良, 刘丹, 罗梅秀, 徐晓迪, 陈世品
- MA Liang, LIU Dan, LUO Meixiu, XU Xiaodi, CHEN Shipin
- 福州机场草坪植被月动态及鸟类适宜性评估
- Monthly survey of lawn vegetation in Fuzhou Civil Airport and bird suitability assessment
- 亚热带农业研究, 2017, 13(4): 246-250
- Subtropical Agriculture Research, 2017, 13(4): 246-250.
- DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2017.04.006
-
文章历史
- 收稿日期: 2017-06-28
2. 福建农林大学林学院, 福建 福州 350002
2. College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
鸟击灾害给航空业带来巨大损失,被国际航空联合会升级为“A”类航空灾难[1-2]。加拿大鸟击研究会最早提出了基于生态学预防鸟击事故[3]。机场生态环境控制主要通过对机场及其周边地区的植物进行管理。机场草坪为小型鸟类提供了食物和保护机制,是其栖息繁衍的优良场所。在确保灯光可见性的条件下,根据当地鸟类对植物的适宜度控制机场草坪高度[4-5],降低草坪植被多样性,有助于减少草地对鸟类的吸引力[6],还可用竹类、针叶绿化树种替代结果量大、树冠茂密的树种,减少鸟类食物来源[7]。
福州机场是福建省主要的国际机场,也是中国东南沿海最繁忙的机场之一。距机场不到5 km的闽江河口湿地共有鸟类42科224种,其中36种为国家重点保护鸟类[8]。福州机场人为干扰少,植被丰富,吸引了不少湿地鸟类,导致机场鸟击防范任务重。2013年3月至2014年2月,本研究对福州机场草坪植被进行月动态分析,并对鸟类适宜性进行评价,提出针对性的草坪管理措施,旨在为福州机场鸟害防治提供依据。
1 研究地概况福州机场位于福州市东南方向的长乐市漳港镇,距福州市中心约55 km,距长乐市约20 km,25°56′06″ N,119°39′47″ E。场内多为砂质土,面积611.89 hm2,其中草坪面积达400 hm2,主要草种为白茅(Imperata cylindrica)、小巢菜(Vicia hirsuta)、狗牙根(Cynodon dactylon)等[9]。福州春夏季气候较适宜植物生长,机场管理部门投入大量人力、物力进行飞行区植被管理,每年4月初进行大面积割草;6月初进行喷药、割草,清理易吸引鸟类的植被并降低草坪植被高度,防止鸟类在机场草坪栖息筑巢;9月初大规模清理带种子植物,防止鸟类被其吸引进入机场。
2 研究方法 2.1 样地设置按照机械布点方法选择24个1 m×1 m的固定样地,2013年3月至2014年2月,每月中旬对样地内植物的种类、数量、盖度、高度、生长状况、开花和结实情况等进行调查并记录。
2.2 多样性指数测定多样性指数采用Shannon-wiener指数计算。
$H = - \sum\limits_{i = 1}^S {} \left( {{P_i}\ln {P_i}} \right)$ | (1) |
式中,S为物种的总数,Pi为第i种植物个体数量占全部植物个体数量的比例[10]。
均匀性指数采用Pielou均匀性指数计算。
$J = H/{H_{\max }}$ | (2) |
式中,Hmax为理论上最大的多样性指数,即Hmax=lnS[11]。
优势度指数采用Simpson[12]计算。
$C = \sum\limits_{i = 1}^S {} {\left( {{P_i}} \right)^2}$ | (3) |
重要值表示某个物种在群落中的作用和地位,是该物种的综合数量指标之一,某一植物的重要值越大, 表明该植物在样地中的优势越大。
相对多度/%=(某种植物的个体数/植物总个体数)×100
相对频度/%=(该种的频度/所有种的频度总和)×100
相对盖度/%=(某种植物个体盖度/样方中全部个体盖度)×100
重要值=相对多度+相对频度+相对盖度
2.4 鸟类适宜指数评价方法不同植物为鸟类提供的资源不尽相同,根据植物对鸟类的吸引程度划分鸟类适宜指数(表 1)。
性状 | 等级 | 适宜分数 |
与鸟类的食物关系指数 | 直接或间接提供大量食物 | 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 | |
群落稳定性指数 | 优势种、长期生长 | 5 |
优势种、短期生长 | 4 | |
常见种、长期生长 | 4 | |
常见种、短期生长 | 3 | |
偶见种、长期生长 | 3 | |
偶见种、短期生长 | 2 | |
罕见种、长期生长 | 2 | |
罕见种、短期生长 | 1 | |
高度指数 | ≥0.30 m | 5 |
0.30 m>高度指数≥0.25 m | 4 | |
0.25 m>高度指数≥0.20 m | 3 | |
0.20 m>高度指数≥0.15 m | 2 | |
< 0.15 m | 1 |
机场植被为鸟类提供直接或间接的食物来源,其中与鸟类关联最多的为蜜源植物和结实植物,结实植物可直接吸引鸟类取食。昆虫、蚯蚓等草丛动物是食物链中重要的环节,草丛动物大量爆发会招引众多鸟类,成为飞行安全的重要隐患。根据福州机场草坪植被为不同危险等级鸟类直接或间接、大量或少量提供食物的关系,将植物与鸟类的食物关系分为5级。
2.4.2 群落稳定性指数稳定的植物群落为鸟类提供固定的食物来源和栖息场所。福州机场主要以草坪植被为主,周边伴有少量灌木林和乔木林。每月中旬对福州机场草坪植被种类、数量、盖度、频度进行重要值分析,将重要值及其生长稳定性作为衡量植物在群落中地位的数量指标,并分为5级。
2.4.3 高度指数高大茂密的植被为鸟类躲避天敌提供条件。根据福州机场鸟类栖息的条件把机场植被高度指标分为5级[13]。
根据草坪植被与鸟类的食物关系指数、群落稳定性指数和高度指数3项指标相加计算出适宜性指数。按适宜性指数可以分成4个等级,即鸟类适宜指数达11~15为高适宜种、8~10为较高适宜种、6~7为中适宜种、1~5为低适宜种[14]。
3 结果与分析调查区域内共记录草坪植被43科92属108种,其中菊科(Compositae)数量最多,有15属22种,大部分种开花结实期长,且全年都有开花结实现象;禾本科(Gramineae)次之,有12属14种,大部分为机场草坪植被的优势种,其中白茅种群稳定,面积最广;蝶形花科(Fabaceae)7属9种,分布较广,且其开花结果会吸引昆虫和鸟类取食。福州机场草坪植被受季节变化影响较大,又因机场工作人员常对草坪进行大面积管理,使得各月份植物种类和数量变化较大。
3.1 物种多样性分析福州机场草坪植被种类和数量月份间变化较大。3月份植物种类最多,达50种,其次为5月份,为46种,4月份因机场进行割草管理而减少;1月份植物种类最少,仅21种,2月份天气转暖,部分植物开始复苏生长。5月份植物数量最多,共5 634株(丛),而1月份最少,仅1 948株(丛)。春季植物种类和数量最多,主要由于春季草坪植被开始复苏生长,大部分植物开花,而冬季海边地区海风较大,气候恶劣,植物比福州其他地区更早枯萎,12月份植物逐渐干枯。通过对植物种类和数量的分析,福州机场草坪植被主要受气候和人为影响。
福州机场草坪各月份植被多样性指数差异明显(表 2),其中,3月份多样性指数最大,为2.55,5月份次之,为2.42,1月份最小,仅0.92。各月份均匀性指数大小为:3月份>5月份>4月份>6月份>10月份>9月份=2月份>11月份>7月份=12月份>8月份>1月份,其中,3月份最大,为0.65,1月份最小,仅0.30;优势度指数大小为:1月份>12月份=8月份=7月份>11月份>2月份>9月份>10月份>6月份>4月份>5月份>3月份,其中,1月份最大,为0.68,3月份最小,为0.17;均匀性指数与优势度指数基本上呈负相关,这主要是受机场草坪植被白茅数量占绝对优势的影响,整个机场草坪80%为白茅群落,优势度明显。
月份 | 种数 | 数量 | 多样性指数 | 均匀性指数 | 优势度指数 |
株(丛) | |||||
3 | 50 | 5076 | 2.55 | 0.65 | 0.17 |
4 | 43 | 5287 | 2.25 | 0.60 | 0.20 |
5 | 46 | 5634 | 2.42 | 0.63 | 0.18 |
6 | 36 | 3449 | 1.85 | 0.52 | 0.34 |
7 | 32 | 3356 | 1.13 | 0.33 | 0.63 |
8 | 37 | 2960 | 1.13 | 0.31 | 0.63 |
9 | 32 | 2593 | 1.41 | 0.41 | 0.52 |
10 | 29 | 2625 | 1.42 | 0.42 | 0.50 |
11 | 35 | 2812 | 1.31 | 0.37 | 0.56 |
12 | 26 | 2549 | 1.06 | 0.33 | 0.63 |
1 | 21 | 1948 | 0.92 | 0.30 | 0.68 |
2 | 25 | 2700 | 1.31 | 0.41 | 0.55 |
机场生境开阔,人为干扰较少,高大茂盛的草坪植被不但为鸟类提供理想的筑巢场所,也是鸟类躲避天敌的庇护场所,但过度低矮的植物会使土地裸露,破坏环境,地面昆虫、动物会吸引鸟类进入机场。福州机场草坪植物高度受人为、气候及植物生长影响,各月份植被平均高度为0.16~0.27 m,12月份和1月份草坪植被基本干枯,未进行人工管理,高度基本保持不变,2月份植物开始复苏生长,高度较1月份有所下降,而9月初为了割除大面积禾本科植物种子,机场进行大规模割草,草坪植被高度降低到0.16 m左右。白茅为机场草坪主要优势种,其群落高度决定了机场草坪植被整体高度,白茅全年有4次高度峰值,分别为5月份、8月份、12月份和1月份,机场管理部门主要根据白茅群落的高度进行割草管理。
3.3 草坪植被重要值月动态分析福州机场各月份植物重要值见表 3。由表 3可以看出,各物种中白茅占绝对优势,3月份白茅重要值最低(88.94),1月份最高(195.97),这与3月份植物种类和数量最多,而1月份最少有关。狗牙根、海边月见草(Oenothera drummondii)、截叶铁扫帚(Lespedeza cuneata)、鼠尾粟(Sporobolus fertilis)、香附子(Cyperus rotundus)、熊耳草(Ageratum houstonianum)和一点红(Emilia sonchifolia)在多数月份中为优势种,艾(Artemisia argyi)、救荒野豌豆(Vicia sativa)、小巢菜和琉璃繁缕(Anagallis arvensis)在春季为优势种。
物种 | 月份 | |||||||||||
3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1 | 2 | |
艾 | 12.88 | 13.11 | 10.61 | 1.11 | 2.20 | 2.75 | 3.61 | 5.20 | ||||
白茅 | 88.94 | 100.45 | 102.57 | 134.94 | 178.24 | 180.65 | 165.92 | 166.53 | 170.30 | 181.83 | 195.97 | 173.91 |
狗牙根 | 23.53 | 24.46 | 19.41 | 6.64 | 8.88 | 10.85 | 11.18 | 11.40 | 13.67 | 8.48 | ||
海边月见草 | 8.39 | 9.44 | 8.42 | 12.12 | 13.18 | 15.10 | 14.78 | 15.06 | 9.77 | 11.96 | 8.71 | |
截叶铁扫帚 | 9.78 | 10.25 | 9.80 | 11.01 | 14.73 | 12.49 | 14.41 | 17.26 | 13.70 | 14.78 | 10.83 | |
救荒野豌豆 | 17.68 | 21.41 | ||||||||||
芒 | 0.61 | 0.80 | 0.97 | 2.11 | 1.21 | 3.48 | ||||||
香附子 | 3.28 | 5.52 | 6.35 | 8.49 | 5.03 | 6.22 | 11.02 | 6.32 | ||||
小巢菜 | 10.55 | 18.20 | 17.73 | 8.42 | ||||||||
五节芒 | 1.17 | 1.12 | ||||||||||
铺地黍 | 4.61 | 3.63 | 5.77 | 7.52 | 5.30 | 6.67 | 4.60 | 10.10 | ||||
鼠尾粟 | 1.55 | 3.21 | 7.31 | 4.46 | 3.95 | 4.03 | 4.78 | 5.47 | 8.11 | 7.24 | ||
熊耳草 | 10.81 | 12.98 | 13.20 | 18.22 | 8.18 | 3.44 | 3.79 | 4.03 | 4.60 | 4.01 | ||
羊蹄 | 1.77 | 2.96 | 6.84 | 7.56 | 4.18 | 5.23 | ||||||
一点红 | 3.86 | 4.16 | 6.90 | 6.67 | 7.09 | 6.48 | 3.64 | 2.54 | 3.19 | 5.81 | 5.20 | 4.71 |
植物适宜指数越高说明其对鸟类的吸引力越大。对福州机场草坪108种植物进行鸟类适宜性评价分析,按适宜性指数分为4个等级:高适宜种、较高适宜种、中适宜种和低适宜种。其中,高适宜种植物有:白茅、救荒野豌豆、小巢菜、羊蹄(Rumex japonicus)、狗牙根、艾、海边月见草、截叶铁扫帚、芒(Miscanthus sinensis)、铺地黍(Panicum repens)、鼠尾粟(Sporobolus fertilis)、五节芒(Miscanthus floridulus)、香附子(Cyperus rotundus)、熊耳草、一点红等15种,高适宜种植物可为鸟类提供大量食物;较高适宜种植物有:飞蓬(Erigeron acer)、风轮菜(Clinopodium chinense)、狗尾草(Setaria viridis)、黄鹌菜(Youngia japonica)、蓟(Cirsium japonicum)、商陆(Phytolacca acinosa)、稗、小蓬草(Conyza canadensis)、野燕麦(Avena fatua)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)等10种,主要为菊科植物,大多开花期长,易吸引昆虫;中适宜种植物有翅果菊(Pterocypsela indica)、刺子莞(Rhynchospora rubra)、链荚豆(Alysicarpus vaginalis)等27种,占总数25%,主要为伴生种;低适宜种有阿拉伯婆婆纳(Veronica persica)、短叶水蜈蚣(Kyllinga brevifolia)、红花酢浆草(Oxalis corymbosa)等56种,主要为机场罕见种或仅提供少量食物的植物。
4 讨论与结论本研究表明,2013年3月至2014年2月,调查区域内共记录到草坪植被43科92属108种,主要为菊科、禾本科、蝶形花科植物。福州机场草坪3月份植物种类最多,5月份植物数量最多,1月份植物种类和数量均最少。植物种类和数量季节间变化明显,春季植物种类和数量最多,这与春季福州地区气候温暖湿润有关,此时大部分植物开始生长发育;夏季湿热环境为植物生长提供优越条件,植物生长速度较快,草坪植被整体高度较高,需人为降低;冬季海风较大,气候恶劣,植物相较于福州其他地区枯萎更快,12月份植物逐渐干枯,11月份后机场草坪基本不需人为管理。
福州机场草坪各月多样性指数存在明显差异,多样性指数和均匀性指数均是3月份最大,1月份最小;优势度指数1月份最大,3月份最小。这与白茅面积最广,单优势种明显存在一定的关系,又因春夏季植物种类和数量均高于冬季。
福州机场草坪植被平均高度为0.16~0.27 m,其中1月份植被最高,达0.27 m,而9月份最矮,仅0.16 m。草坪植被高度主要受植物生长及人为干扰影响。不同植物各月重要值不同,重要值越大优势度越高。白茅为群落的优势物种,在整个机场草坪群落中占绝对优势,3月份白茅重要值全年最小,为88.94,1月份最大,为195.97,这与3月份植物种类及数量较多,而1月份较少有关。
福州机场草坪高适宜种植物有白茅、救荒野豌豆、小巢菜、羊蹄等15种,为鸟类提供大量食物;较高适宜种有飞蓬、风轮菜、狗尾草等10种;中适宜种有翅果菊、刺子莞、链荚豆等27种,占总数25%,主要是伴生种;低适宜种有阿拉伯婆婆纳、短叶水蜈蚣、红花酢浆草等56种,主要是机场罕见种或仅提供少量食物的植物。高适宜种和较高适宜种是机场主要管理对象,其开花和结实都会吸引鸟类或者昆虫。
[1] | 杨荣. 鸟撞危害及其防治[C]//中国动物学会鸟类学分会, 中国鸟类学研究. 北京: 中国动物学会鸟类学分会, 2005: 331-339. |
[2] | 胡玉洪. 昆明(巫家坝)国际机场鸟害防治研究[D]. 昆明: 昆明理工大学, 2003. http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-10674-2003102727.htm |
[3] | DOLBEER R A, CHIPMAN R B. Shooting gulls to reduce strikes with aircraft at John F.Kennedy International Airport, 1991-1998[R]. Sandusky, Ohio, USA:U.S. Department of Agriculture, National Wildlife Research Center, 1999:32. |
[4] | 程海涛, 吕冬云, 庄树文, 等. 佳木斯机场植物资源及对鸟类活动规律的影响[J]. 内蒙古农业科技, 2013(1): 34–35. |
[5] | 王磊, 唐思贤, 褚福印, 等. 上海虹桥国际机场飞行区植被与鸟类的关系[J]. 四川动物, 2010, 29(4): 536–542. |
[6] | 付刚, 马玉平. 植物单一性与鸟击防范[J]. 中国民用航空, 2011, 124(4): 58–60. |
[7] | 李益得. 湖南常德桃花源机场鸟类活动节律及其防范[D]. 长沙: 中南林业科技大学, 2010. |
[8] | 陈友铃, 唐兆和, 翁笑艳. 闽江口湿地的鸟类研究[J]. 应用与环境生物学报, 2001, 7(3): 271–276. |
[9] | 马良, 陈永滨, 陈世品, 等. 福州机场鸟类多样性及危害评价[J]. 福建林业科技, 2015, 42(1): 219–225. |
[10] | SIMPSON E H. Measurement of diversity[J]. Nature, 1949, 163: 688. DOI: 10.1038/163688a0 |
[11] | 藏曙光, 武存浩, 汪如洋, 等. 飞机前风挡鸟撞动力响应分析[J]. 航空材料学报, 2000, 20(4): 41–45. |
[12] | 李永民, 姜双林, 聂传朋, 等. 阜阳机场鸟类多样性及其危险性[J]. 应用生态学报, 2011, 22(7): 1914–1920. |
[13] | 许远钊, 廖峻涛, 甄玉明, 等. 昆明机场植物多样性及鸟类适宜性评估[J]. 中国安全生产科学技术, 2011, 7(8): 135–140. |
[14] | 赵凯, 陈建琴, 张晨岭, 等. 奔牛机场植被现状调查及鸟类适宜指数评估[J]. 南京师大学报(自然科学版), 2009, 32(4): 83–88, 93. |