摘要：

　　鸟击事件伴随着航空业的发展，已成为航空安全的头号隐患。本文重点阐述了如何在机场鸟击防范工作中通过人类对生态系统有目的的干预，调控机场飞行区及周边的生态系统，实现“飞鸟飞机共享蓝天，各行其道”的目标。 

“鸟击”是指航空器起降或飞行过程中和鸟类相撞的事件。鸟击事件伴随着航空业的发展，已成为航空安全的头号隐患，轻则延误航班，重则危及航空安全。中国民航在2006-2015年十年间共发生鸟击事件17135起、鸟击事故征候1125起。2015年中国民航运输类飞机因鸟击导致的事故征候185起，占全年各类型事故征候总数的49.47％，是第一大事故征候类型。

2006-2015年中国民航鸟击信息统计（图1）

　　鸟击造成的经济损失是巨大的，但目前尚无精确的计算方法，大部分可获得的估算来自机械维修、航线运营方面的不完全统计数据, 2015年中国民航因鸟击造成经济损失约合11，963.2万元人民币，较上年增加5.29%。除维修方面的直接损失外，航空器运行的不正常，如中断起飞、返航等还会干扰机场的正常运营，还可能造成航班延误，增加机场和航空公司的管理成本，而此类间接损失通常远超直接损失。由于绝大部分鸟击事件发生在飞机起飞或降落的过程中，因此，机场鸟击防范工作极其重要。 

　　国内外在机场鸟击防范方面做了大量工作，研究和发展了一系列设备用于机场地区鸟类的监测和驱赶。包括各种化学、物理、生物的驱鸟方法，必要时也采取网捕、猎杀等措施，对于降低机场地区鸟击概率起到一定的作用，但用驱赶和捕杀减少鸟击事件的做法与自然保育理念相冲突。伴随着各种形式鸟击防范工作的开展，在机场鸟击防范的同时,又不违背鸟类保护的生态 (系统)管理技术逐渐受到重视。 

　　一、    生态鸟击防范模式的定义 

　　2004 年美国生态学会生态远景委员会提出“人类赖以生存的自然服务功能将越来越难以维持, 人类未来的环境很大一部分将由不同程度人工影响的生态系统所组成。一个可持续的未来要求科学在设计生态方案方面取得更大的进展,需要通过人类对生态系统有目的的干预而提供积极的服务。”这种人工正面干预下的生态系统是实现人类活动需求和自然生态系统可持续发展的双赢模式。若机场遵循这一理念，通过人工设计，调控机场飞行区及周边的生态系统，既保障了航空安全，又保护了鸟类活动，进而实现“飞鸟飞机共享蓝天，各行其道”的目标。 

　　机场生态鸟防管理技术指基于生态系统调控，按照鸟类生活习性调整机场地区生态系统组分的空间分布，来达到改变系统局部的生态功能，减少系统特定区域（如飞行区）的鸟类活动强度。所以从生态系统调控角度而言，鸟类就像飞在天上的风筝，而鸟类的食源与栖息地则是放风筝人手中的线，通过牢牢控制食源与栖息地，就可以控制鸟类在机场净空区的活动，达成防止鸟击的目的。为此，确定机场飞行区及其周边区域的高危鸟种，减少机场飞行区吸引鸟类的生态因子。立足于飞行区草坪区域的有效管控，改变土面区的觅食地、水源地、栖息地等生境要素。同时，辅佐人工设计生态系统，鸟类栖息地生态置换工程等，“迁移”机场地区的鸟类，形成以环境整治、生态驱鸟为主的鸟击防范模式，便是机场鸟击防范的治本之道。 

　　    飞行区生态系统结构示意图（图2）        机场地区栖息地置换示意图（图3） 

　　二、  机场高危鸟种的矩阵分析 

　　不同的鸟种对于航空器造成的危险等级是不同的。据计算，一只0.45千克的小鸟撞在时速960公里的飞机上会产生2.2万公斤的力量，而一只7.2公斤的大型鸟类与同样速度的飞机相撞会产生13万公斤的力量。要合理配置机场鸟击防范资源，应根据鸟类的生理生态特性和其在机场的实际活动特点对其危险等级进行划分，优先防范和驱离危险程度较高的鸟种，提升鸟击防范资源的使用效率。对于民用机场而言，肇事鸟带来的危险程度主要体现在两个方面： 

　　1．单次撞击事故对于航空器造成的损害程度。不同的损害程度直接决定了鸟击事件的严重程度； 

　　2．撞击发生的频次。一般来说，即使轻微的鸟击事件（不对航空器安全性能造成影响或仅是轻微影响），也会导致机场航班的延误或取消，而造成附加损失。 

（一）高危鸟种的评级分析

　　根据对于鸟击事件的分析，肇事鸟危险程度主要与鸟类两大数据呈现高度关联：鸟类的体型和集群的规模。 

　　鸟类的体型：在鸟类中，体型与质量基本成正比。体型越大的鸟类在发生碰撞时具有更高的动能，碰撞时释放的能量会对于碰撞点造成更大的损害，进而对航空器的安全造成更大的威胁。 

　　集群规模：集群性栖息的鸟种相较独居的鸟种在鸟击事件中具有更高的威胁，因为集群性栖息的鸟种更容易造成多个体鸟击事件，多个体的撞击提升了航空器关键部件和脆弱部件受损的概率。例如，在鸟击事故中，集群性鸟类更容易造成多引擎的失灵，相比单引擎的失灵更容易引起航空器的灾难性事故。集群的规模与单次鸟击事件的碰撞点数量成正比。 

　　1.1鸟类体型和集群规模评级 

　　根据鸟类的平均生理特征数据，对特定鸟类所属的体型和集群规模进行数据分级，分级评估结果将应用于鸟类生理特性危险等级评估矩阵中。 

　　表1-1 体型数据等级 

　　表1-2 集群规模数据等级 

　　（二）鸟类危险等级矩阵评级 

　　矩阵一：鸟类生理特性危险等级评估矩阵 

　　注：1.体型与集群规模等级根据鸟类生理数据对应表一与表二得出 

　　2.矩阵中A、B、C、D为基于鸟类生理特性分析得出的肇事危险等级 

　　矩阵二：肇事鸟危险等级评级矩阵 

　　注：1. 鸟类生理特性危险评级数据来源于矩阵一。 

　　2. 矩阵中所使用肇事记录数据来源于机场历年的鸟击事件记录。 

1. 应用实例

　　以白鹭为例，其平均体长为50cm左右，体重为350g左右，对应表一，体型数据等级为Ⅲ级。例如在某个机场飞行区及附近地区集群规模>10只/群，对应表二，集群数据等级为4级。 

　　由矩阵一得出其鸟类生理特性肇事危险等级为D，代入矩阵二，结合其肇事历史记录（例如>3次），得出其肇事危险等级为极危险（甲级）。 

2.属地高危鸟及危险类型的确定

　　不同的鸟种对于航空器造成的危险等级是不同的。各机场应根据自身的实际情况，综合本机场各季节的优势鸟种、体型、集群规模、活动路线等因素，通过多年的数据分析，包括肇事可能性和严重性，加入近年来统计的鸟击事件残留物的DNA鉴定结果，建立本机场当前的肇事鸟名录和等级。 

　　三、  生态系统的人工干预 

　　有了机场肇事鸟危险等级评级结果，如何通过生态系统的理论来调整机场生态系统的结构，达到改变系统中组分的性质，即减少系统中高危鸟类活动的强度，可以通过下图对于机场生态系统的简要描述来得到理解： 

　　机场生态系统能量流动示意图（图4）          机场生态系统调控示意图（图5） 

　　由上图可以看到，鸟类在系统中以消费者的角色出现，作为消费者，其存在是以消费生产者及其它低等级的消费者为目的。既然将鸟类作为系统的一部分来看待，简单的将这一部分直接从系统中去除，既可能导致系统的不稳定，同时在系统自身的抵抗性、稳定性和修复能力的作用下，也很难做到完全符合人类的预期目标。即使通过人为手段去改变系统的结构并且维持系统的平衡，在此过程中为了达到系统暂时性的稳定，从系统生态学的角度看，也需要投入很大的能量，这些能量的投入势必意味着大量的人力、物力以及资金的消耗。 

　　机场的鸟击防范分区示意图（图6） 

　　机场的生态鸟击防范工作应不拘泥于飞行区，而是建立以飞行区为核心，周边20公里范围为管控区域的三道防线（如上图）：第一道是鸟防核心区，以机场飞行区围界为边界，这是鸟击防控的底线，主要通过采取推进生态环境综合治理，切断鸟类的食物链等措施，努力做到“大鸟不出现、小鸟不成群”；第二道是鸟防警戒区，以机场飞行区围界外5公里为边界，在此区域内严格控制各种高危肇事鸟类，破坏其栖息地、营巢地，迫使其远离机场活动；第三道是机场围界外5公里至20公里范围内的鸟情监控区，在此区域内主要是做好鸟类普查、种群跟踪、鸟情预警等工作，并在远离机场区域努力营造适宜鸟类活动的生态环境，以疏导、缓解机场的鸟类活动。因此，基于系统生态学的鸟击防范调控主要从三个层面入手： 

　　（一）机场飞行区内鸟类活动的控制 

　　研究表明，在机场飞行区内的生态系统中，鸟类是其中的一个组分，机场飞行区内的鸟类活动以觅食行为为主要特征。鸟类在机场飞行区活动的根源在于机场生境对鸟类的吸引，减少机场飞行区环境中吸引鸟类的生态因子是解决机场鸟害威胁的根本方法。 

　　机场飞行区草坪面积大，草种多样性高，生长稳定性好，是该区域生态系统能力和物质的输入点，其物种组成、群落结构、生长状态等，直接决定了昆虫、土壤动物等无脊椎动物以及鼠类、两栖动物等小型动物在飞行区的生存状况，最终也左右着各种鸟类在飞行区的活动状况。首先需要对鸟类的食源进行充分的了解，通过飞行区及周边地区的鸟类观测，充分了解了在机场及周边活动的鸟类的类别。其次，需要了解草坪生态系统的植被类型，以及植被所决定的昆虫和土壤无脊椎动物都会直接影响到以其为食物的鸟类种群的情况。通过控制和改造草坪植被的类型来达到控制鸟类食源的目的，使机场飞行区不会成为当地鸟类主要选择的觅食场所。通过土壤条件的调节，草坪生长的管理，同时辅之以物理和化学手段，限制飞行区草坪的初级生产力，使得昆虫和土壤无脊椎动物可以获得的能量来源减少，从而提升鸟击防范工作的安全系数。 

　　（二）机场周边鸟类栖息地的调整 

　　根据生态学理论，经过、进入或栖息于机场飞行区的鸟类与机场周边（飞行区围界外5公里范围内）相关种群、环境之间存在一定的功能关系。机场周边地区，随着城市化进程对土地利用类型的改造，不同的景观格局作为不同鸟类的栖息地的潜力不同，对机场造成的潜在威胁程度也不同。机场周边土地由于不同的使用目的（城市用地、农业用地、撂荒地），从而形成繁多的生态系统类型，不同的生态系统类型对于鸟击防范的压力是不同的。例如农用地中，开放式种植和大棚种植对于鸟类的招引效果是完全不同的。通过对机场周边的景观格局的调控和干预，使对机场构成鸟击隐患的鸟类选择相对更为远离机场的栖息地，栖息地与机场的距离超出其日常的觅食活动半径，从而降低机场受到高危肇事鸟种活动干扰的强度。 

　　飞行区周边环境的整治是机场鸟击防范工作的重点内容之一。首先，适时对飞行区周边环境开展调研，对鸟类栖息地、营巢地进行干预。主要包括清除杂草、清除积水区域内的底栖生物，改变鸟类栖息地、觅食地分布在航空器进近或起飞区域两侧的情况，使鸟类无法适应这里的环境而远离机场。其次，加强对机场周边区域进行景观类型的监督分类，消除其作为鸟类栖息地对机场造成的鸟击隐患，确保机场飞行区不会因周边鸟类栖息地的存在而受到鸟类集群活动的影响。 

　　（三） 机场外围鸟类栖息地的置换 

　　机场外围是指机场围界外5公里至20公里范围内的区域，机场外围鸟类栖息地置换生态工程是一种基于人工设计生态系统的生态工程手段。其生态学原理是指在对生态系统结构、功能和过程了解的基础上，打破机场围界、净空区边界的局限，考虑生态系统的整体性。对于机场安全距离以外的临近区域，采取措施适当提高区域鸟类栖息地的质量，形成机场地区的替代性栖息地。即一方面，引导影响航空器飞行的高危鸟种“迁离”机场地区，消除安全隐患；另一方面，通过栖息地补偿性营建，促进鸟类保护。 

　　上海浦东国际机场位于长江口南岸，该区域曾经是鸻鹬类迁徙路线上的重要中途停歇栖息地，也是雁鸭类重要的越冬栖息地。为了消除候鸟带来的飞行安全隐患，1997年，浦东机场在距离机场 20km的九段沙中沙开展了“种青一促淤一引鸟”的鸟类栖息地置换生态工程。引种生态工程物种，拓展九段沙地区的生态容量，使其取代机场周边潮滩湿地作为鸟类栖息地的生态系统服务功能。 

　　九段沙鸟类承载量、九段沙鸟类数量和浦东机场周边鸟类数量变化趋势图（图7） 

　　上图表明九段沙鸟类的生态承载量随着生态工程的实施，功能不断得到提升，分流了在机场区域栖息的70%以上的迁徙鸟类。同时，九段沙实际观测的鸟类数量也在不断上升，而机场周边滩涂湿地观测到的鸟类活动数量在机场开航后呈现持续下降的趋势。 

　　鸟类在自然界中的活动规律是千万年进化的结果，虽然不可能在短时期内适应人类活动带来的环境变化，但是其还是存在一定的适应调整空间的。在不对其种群数量造成直接影响的情况下，通过生态调控的方式，使其在一定尺度的区域内，在生态措施的引导下，其行为模式发生微调，使其生活史的轨迹与机场运行的需求在时间和空间上不发生重叠，那么鸟类的保护和机场的安全运行就可以同步实现的，这一双赢模式达成的前提是在充分了解自然—社会复合生态系统运转规律的情况下，进行有针对性的生态调控。 （陈国栋  上海国际机场股份有限公司）

　　参考文献 

　　1.      Dolbeer, R.A. 2009. Trends in wildlife strike reporting, part 1—voluntary system, 1990–2008, U.S. Department of Transportation, Federal Aviation Administration Report, DOT/FAA/AR-09/65, Washington, D.C., USA. 

　　2.      Dolbeer, R.A., Wright, S.E., Weller, J., Begier, M.J., 2013. Wildlife strikes to civil aircraft in the United States, 1990–2012. U.S. Department of Transportation, Federal Aviation Administration, Office of Airport Safety and Standards, Serial Report No. 19, Washington, DC., USA. 

　　3.      王丰毅，陆健健.浦东机场鸟击防范工作手册 2013，浦东机场内部研究报告 

　　4.      王丰毅，基于系统生态学的鸟击防范研究  2016，华东师范大学博士学位论文库