机场鸟撞防制中的鸟类风险评价
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20世纪90年代以后, 该领域的研究在我国逐步展 开[4-5]，但是国内外在这方面的研究主要还集中在鸟类 生态以、如何避免鸟撞以及如何减少鸟撞损害等问题 上[5-14]，目前还没有一个可以定量地确定各种鸟类风 险大小的方法。
南宁吴圩国际机场由于其特殊的地理位置，曾发
生了多起鸟撞事故。为此，2005年5月至2006年9月我 们对机场及其周边地区的鸟类进行了系统调查和研 究，以了解鸟类的生态特征，提出切实可行的综合措 施以避免鸟撞的发生。本文运用4、5月份的调查数据 进行数学建摸，尝试寻找一个可以定量地研究各种鸟 类风险大小的生态学方法。本方法可以供机场方面根 据实际情况来计算各种鸟的风险值，从而可以更有针 对性地进行防治。
⑵对类型②，设 R（Z）为风险函数，Z1 为风险 区域下界，Z2 为中间值，Z3 为风险区域上界，则其风 险函数为
⎧
⎪0,当Z ≥ Z 3时
R（Z）=
⎪⎪ ⎨ ⎪
Z − Z1 Z2 − Z1
，当Z
2
≥
Z
≥
Z 1时
（2）
⎪ ⎪⎩
Z − Z3 Z2 − Z3
，当Z
3
>
Z
>
Z 2时
3.2 实例分析与计算 鸟类威胁飞行安全的因子包括：鸟类的密度、体
鸟撞是飞机与飞鸟相撞的航空事故。自从1912年 历史上第一次鸟击飞机事件发生以来[1]，随着航空事 业不断发展,飞机的飞行包线日益扩大；民航飞机的飞 行噪声愈来愈小；此外，由于空战距离拉大(如超视距 作战) 和结构减重的需要，军机风档由防弹设计改为 非防弹设计，以及复合材料在飞机上的普遍应用等， 从而导致飞机与飞鸟相撞而引起严重事故的危险性越 来越大[2]。每年民航飞机因鸟击而毁坏发动机的直接 损失就价值20多亿美元，由此造成的航班延误、取消、 调机等间接损失更是直接损失的4～5倍[3]。为了控制 及预防这一灾害性事故的发生, 世界各国, 特别是欧 洲各国, 对鸟撞进行了大量研究, 研究范围逐渐从早 期的单一提高飞机的抗撞性能扩展到鸟类学、生态学、 气候学等领域, 称为“航空鸟类学”[4]。
3 鸟类风险分析模型 3.1 模型的建立
为了客观地反映机场周围的各种鸟类对飞行安 全的威胁，需要尽可能全面地选择鸟类风险的评价因 子。假设选择的风险评价因子为 X1,X2,…，Xn,选取 m 种鸟类作为评价对象。按照鸟类风险因子的属性特征 分为如下 2 种类型：①第 1 类因子。该种因子有一个 最小值，小于该值没有风险，越大于该值风险越大， 数值大到一定程度则成为限制因子，需要确定临界上 限；②第 2 类因子。该种因子有一个中间值，越接近 于该中间值风险越大，越低于或高于该中间值风险越 小，当数值低于或超过一定值后则不存在风险，需要 确定一个临界下限和临界上限。
收稿日期：2007-01-02，2007-02-20 接受 基金项目：南宁吴圩国际机场资助项目 作者简介：王志高（1982—），男，硕士研究生，主要从事动物生态研究 * 通讯作者，E-mail: zhoufang@gxu.edu.cn
70
生态科学
26 卷
机场，民用现已开通至全国大多数城市，对南宁市的 交通起着十分重要的作用。
鉴于以上情况，对原始数据采用以下模型进行归 一化处理，并建立如下风险函数：
⑴对类型①，设 R（Y）为风险函数，Y 为评价 因子，Y1 为无风险下界，Y2 为临界上限，则其风险函 数为：
⎧0,当Y ≤ Y1时
R(Y) =
⎪⎪ Y ⎪⎨Y 2
−Y1 −Y1
,当Y
1
<
Y
<
Y 2时
⑴
⎪⎩1，当Y ≥ Y 2时
风险很大者占总数的 24.29%，风险较大者占 30.00%，风险一般者占 30.00%，风险较小者占 15.71%。其中风险很大和
较大的鸟类应是机场重点防治的对象。就各鸟类的单个风险评价指标也给出了定量结果。以上风险分析结果，为鸟类
风险评价和机场鸟害防治提供了定量依据。
关键词：机场；鸟类；鸟撞；风险评价；数学模型
中图分类号：Q958.1
文献标识码：A
文章编号：1008-8873(2007)01-069-06
Bird risk assessment for bird strike prevention and control at airports WANG Zhi-gao1, ZHOU Fang1, LI Xiang-lin1, SUN Ren-jie1, JIANG Ai-wu1, ZHANG Yong1, HAN Xiao-jing1, LIANG Qi-lian2, QIU Zu-meng2(1. College of Animal and Technology, Guangxi University, Nanning 530005, China; 2. Nanning Wuxu International Airport, Nanning 53005, China) Abstract The birds at airports are threatening the flight safety for their special living place. Different birds have different risk values because of their features. the objective for this paper is to identify a simple and useful method to evaluate the risk of birds based on some useful mathematic methods. A case study shows how to calculate the risk. The results showed: among the 70 species of the birds we observed in the research region, species of highest risk is 24.29%, of high risk ,30.00%, of average risk, 30.00% and of lowest risk, 15.71%. The first two kinds are those species needing meliorating at first. The risks of every bird risk index are also calculated. The results can be used as a quantitative basis in evaluation birds and resolving the bird strikes at airports. Key words: Airports; Birds; Risk assessment; Mathematic model; Risk value
整个机场占地面积为 2.74×106 m2，其中飞行区面 积为 2.1×106 m2。机场内种植灌木 436 株，铺台湾草 皮 600 m2，栽花 3 500 盆，护理树木近 2 000 株，机场 绿地总面积为 1.87×105 m2，绿化面积为 3.67×105 m2， 绿地率为 50%，绿化覆盖率为 98%。机场跑道两侧附 近的草坪以臭根子草（Bothriochloa intermedia）为主， 高 度 为 0.1 ～ 0.5 m 。 跑 道 外 围 草 坪 主 要 以 白 茅 （Imperata eylindrica）为优势种群，高度从 0.1 m 到 1.0 m 都有分布。而在机场东北角生长的高草甚至超 过了人高。机场外围是村庄农田、灌丛以及鱼塘和排 水沟，其间散布着民房。植被类型主要为阔叶灌丛、 禾草草丛或芒草草丛，主要乔木树种为苦楝树（Melia azedarach）。农田间还有纵横交错的小溪、水渠和零 星分布的池塘。机场东北面有一小片竹林。复杂的生 境给鸟类提供了很好的栖息场所和丰富的食物来源， 从而大大提高了鸟类的多样性及其数量。
1 自然概况 南宁吴圩国际机场位于广西南宁市西南方 33 km
处，东经 108°10′03″,北纬 22°31′00″。地处亚热带,属 亚热带季风气候，阳光充足，雨量充沛，年平均气温 21.7℃，年平均降雨量达 1 300 mm，全年无霜。夏季 炎热潮湿，而冬季稍显干燥，干湿季节分明。炎热时 间较长。春秋两季气候温和，集中的雨季是在夏天。 南宁吴圩国际机场位于吴圩镇镜内，属于军、民两用
生 态 科 学 2007 年 2 月 第 26 卷 第 1 期
ECOLOGIC SCIENCE Feb., 2007, 26(1):69～74
机场鸟撞防制中的鸟类风险评价
王志高 1，周 放 1*，李相林 1，孙仁杰 1，蒋爱伍 1，张 勇 1，韩小静 1，梁启联 2， 邱祖猛 2 （1. 广西大学动物科学技术学院，南宁 530005；2. 南宁吴圩国际机场，南宁 530005）
R
0.088 9
紫背苇鳽 Lxobrychus eurhythmus
S
0.022 2
栗苇鳽 Lxobrychus cinnamomeus
R
0.066 7
黑翅鸢 Elanus caeruleus
S
0.150 0
白尾鹞 Circus cyaneus
【摘要】 机场的鸟类由于其所处位置的特殊性，会对飞行安全造成一定威胁。各种鸟类因其自身特征，风险大小也
各有不同。在实际调查的基础上，建立了风险评价指标体系，构建了机场鸟类风险评价的实用数学模型，给出了一种
度量鸟类风险的简单、合理的科学方法，并就具体实例进行了分析研究。计算结果表明，在所有观察到的 70 种鸟类中，
长、活动高度、遇见频次、活动地点以及活动时间。 由于调查的地点是在机场内及附近区域，而鸟类的活
1期
王志高，等：机场鸟撞防制中的鸟类风险评价
71
表 1 南宁吴圩国际机场鸟类群落组成及其特征
Table 1 Structure and feature of the bird community in Wuxu airport, Nanning
沿着设定的固定样带，使用 8 倍望远镜观察统计 各样带线路两侧各 50 m 宽范围内的鸟类，记录样带 两侧所见到鸟的种类、数量以及鸟类飞行高度，行走 速度为 1500～2000 m·h-1。 2.3 调查结果
通过对南宁吴圩国际机场 5 种生境 6 条样带的 20 次调查，共记录到鸟类 70 种，隶属于 9 目 27 科， 有关鸟类的种类、密度、活动高度、遇见频次以及各 鸟类体长统计结果见表 1。
鸟类的季节型主要根据工作人员多年的观察确 定。本次调查记录的 70 种鸟类中，其中留鸟 37 种 （53%），冬候鸟 23 种（33％），夏候鸟 10 种（14％）。 可见，候鸟和留鸟在春季比例相当。很多夏候鸟如八 声杜鹃、黑卷尾等已经迁徙到机场附近进行繁殖，而
诸如金眶鸻、扇尾沙锥、红尾伯劳等冬候鸟还可在各 种生境中观察到，直到五月末各种冬候鸟才迁徙完毕。 这些现象足以说明，在春季，机场周围的鸟类活动相 当频繁。在调查过程中也观察到有成群的候鸟在迁飞 以及大量集群的留鸟，当这些鸟类出现在机场附近会 对飞行安全造成很大威胁。
2 研究方法 2.1 生境划分及样带设置
根据机场及周边的地理状况及植被情况,将生境 划分为机场草坪、灌丛(包括草本灌丛、阔叶灌丛和藤 本灌丛)、水域(包括小溪、水库、和零星分布的池塘)、 农田、村落等 5 种类型。调查样带设置考虑到不同生 境的块状分布和相互交错的特点除设在机场草坪两侧 的 2 条样带外，还分别在机场外围的灌丛、农田、村落 和水域设置了 4 条样带。样带规格为 3 000 m×100 m， 样带总面积为 1.8×106 m2。 2.2 鸟类统计
种名 Species
季节型 seasonal type
密度
Density
(ind. •hm-2 )
白鹭
Egretta garzetta
R
1.944 4
池鹭
Fra Baidu bibliotek
Ardeola bacchus
R
1.638 9
绿鹭
Butorides striatus
R
0.016 7
黄苇鳽 Lxobrychus sinensis
南宁吴圩国际机场由于其特殊的地理位置，曾发
生了多起鸟撞事故。为此，2005年5月至2006年9月我 们对机场及其周边地区的鸟类进行了系统调查和研 究，以了解鸟类的生态特征，提出切实可行的综合措 施以避免鸟撞的发生。本文运用4、5月份的调查数据 进行数学建摸，尝试寻找一个可以定量地研究各种鸟 类风险大小的生态学方法。本方法可以供机场方面根 据实际情况来计算各种鸟的风险值，从而可以更有针 对性地进行防治。
⑵对类型②，设 R（Z）为风险函数，Z1 为风险 区域下界，Z2 为中间值，Z3 为风险区域上界，则其风 险函数为
⎧
⎪0,当Z ≥ Z 3时
R（Z）=
⎪⎪ ⎨ ⎪
Z − Z1 Z2 − Z1
，当Z
2
≥
Z
≥
Z 1时
（2）
⎪ ⎪⎩
Z − Z3 Z2 − Z3
，当Z
3
>
Z
>
Z 2时
3.2 实例分析与计算 鸟类威胁飞行安全的因子包括：鸟类的密度、体
鸟撞是飞机与飞鸟相撞的航空事故。自从1912年 历史上第一次鸟击飞机事件发生以来[1]，随着航空事 业不断发展,飞机的飞行包线日益扩大；民航飞机的飞 行噪声愈来愈小；此外，由于空战距离拉大(如超视距 作战) 和结构减重的需要，军机风档由防弹设计改为 非防弹设计，以及复合材料在飞机上的普遍应用等， 从而导致飞机与飞鸟相撞而引起严重事故的危险性越 来越大[2]。每年民航飞机因鸟击而毁坏发动机的直接 损失就价值20多亿美元，由此造成的航班延误、取消、 调机等间接损失更是直接损失的4～5倍[3]。为了控制 及预防这一灾害性事故的发生, 世界各国, 特别是欧 洲各国, 对鸟撞进行了大量研究, 研究范围逐渐从早 期的单一提高飞机的抗撞性能扩展到鸟类学、生态学、 气候学等领域, 称为“航空鸟类学”[4]。
3 鸟类风险分析模型 3.1 模型的建立
为了客观地反映机场周围的各种鸟类对飞行安 全的威胁，需要尽可能全面地选择鸟类风险的评价因 子。假设选择的风险评价因子为 X1,X2,…，Xn,选取 m 种鸟类作为评价对象。按照鸟类风险因子的属性特征 分为如下 2 种类型：①第 1 类因子。该种因子有一个 最小值，小于该值没有风险，越大于该值风险越大， 数值大到一定程度则成为限制因子，需要确定临界上 限；②第 2 类因子。该种因子有一个中间值，越接近 于该中间值风险越大，越低于或高于该中间值风险越 小，当数值低于或超过一定值后则不存在风险，需要 确定一个临界下限和临界上限。
收稿日期：2007-01-02，2007-02-20 接受 基金项目：南宁吴圩国际机场资助项目 作者简介：王志高（1982—），男，硕士研究生，主要从事动物生态研究 * 通讯作者，E-mail: zhoufang@gxu.edu.cn
70
生态科学
26 卷
机场，民用现已开通至全国大多数城市，对南宁市的 交通起着十分重要的作用。
鉴于以上情况，对原始数据采用以下模型进行归 一化处理，并建立如下风险函数：
⑴对类型①，设 R（Y）为风险函数，Y 为评价 因子，Y1 为无风险下界，Y2 为临界上限，则其风险函 数为：
⎧0,当Y ≤ Y1时
R(Y) =
⎪⎪ Y ⎪⎨Y 2
−Y1 −Y1
,当Y
1
<
Y
<
Y 2时
⑴
⎪⎩1，当Y ≥ Y 2时
风险很大者占总数的 24.29%，风险较大者占 30.00%，风险一般者占 30.00%，风险较小者占 15.71%。其中风险很大和
较大的鸟类应是机场重点防治的对象。就各鸟类的单个风险评价指标也给出了定量结果。以上风险分析结果，为鸟类
风险评价和机场鸟害防治提供了定量依据。
关键词：机场；鸟类；鸟撞；风险评价；数学模型
中图分类号：Q958.1
文献标识码：A
文章编号：1008-8873(2007)01-069-06
Bird risk assessment for bird strike prevention and control at airports WANG Zhi-gao1, ZHOU Fang1, LI Xiang-lin1, SUN Ren-jie1, JIANG Ai-wu1, ZHANG Yong1, HAN Xiao-jing1, LIANG Qi-lian2, QIU Zu-meng2(1. College of Animal and Technology, Guangxi University, Nanning 530005, China; 2. Nanning Wuxu International Airport, Nanning 53005, China) Abstract The birds at airports are threatening the flight safety for their special living place. Different birds have different risk values because of their features. the objective for this paper is to identify a simple and useful method to evaluate the risk of birds based on some useful mathematic methods. A case study shows how to calculate the risk. The results showed: among the 70 species of the birds we observed in the research region, species of highest risk is 24.29%, of high risk ,30.00%, of average risk, 30.00% and of lowest risk, 15.71%. The first two kinds are those species needing meliorating at first. The risks of every bird risk index are also calculated. The results can be used as a quantitative basis in evaluation birds and resolving the bird strikes at airports. Key words: Airports; Birds; Risk assessment; Mathematic model; Risk value
整个机场占地面积为 2.74×106 m2，其中飞行区面 积为 2.1×106 m2。机场内种植灌木 436 株，铺台湾草 皮 600 m2，栽花 3 500 盆，护理树木近 2 000 株，机场 绿地总面积为 1.87×105 m2，绿化面积为 3.67×105 m2， 绿地率为 50%，绿化覆盖率为 98%。机场跑道两侧附 近的草坪以臭根子草（Bothriochloa intermedia）为主， 高 度 为 0.1 ～ 0.5 m 。 跑 道 外 围 草 坪 主 要 以 白 茅 （Imperata eylindrica）为优势种群，高度从 0.1 m 到 1.0 m 都有分布。而在机场东北角生长的高草甚至超 过了人高。机场外围是村庄农田、灌丛以及鱼塘和排 水沟，其间散布着民房。植被类型主要为阔叶灌丛、 禾草草丛或芒草草丛，主要乔木树种为苦楝树（Melia azedarach）。农田间还有纵横交错的小溪、水渠和零 星分布的池塘。机场东北面有一小片竹林。复杂的生 境给鸟类提供了很好的栖息场所和丰富的食物来源， 从而大大提高了鸟类的多样性及其数量。
1 自然概况 南宁吴圩国际机场位于广西南宁市西南方 33 km
处，东经 108°10′03″,北纬 22°31′00″。地处亚热带,属 亚热带季风气候，阳光充足，雨量充沛，年平均气温 21.7℃，年平均降雨量达 1 300 mm，全年无霜。夏季 炎热潮湿，而冬季稍显干燥，干湿季节分明。炎热时 间较长。春秋两季气候温和，集中的雨季是在夏天。 南宁吴圩国际机场位于吴圩镇镜内，属于军、民两用
生 态 科 学 2007 年 2 月 第 26 卷 第 1 期
ECOLOGIC SCIENCE Feb., 2007, 26(1):69～74
机场鸟撞防制中的鸟类风险评价
王志高 1，周 放 1*，李相林 1，孙仁杰 1，蒋爱伍 1，张 勇 1，韩小静 1，梁启联 2， 邱祖猛 2 （1. 广西大学动物科学技术学院，南宁 530005；2. 南宁吴圩国际机场，南宁 530005）
R
0.088 9
紫背苇鳽 Lxobrychus eurhythmus
S
0.022 2
栗苇鳽 Lxobrychus cinnamomeus
R
0.066 7
黑翅鸢 Elanus caeruleus
S
0.150 0
白尾鹞 Circus cyaneus
【摘要】 机场的鸟类由于其所处位置的特殊性，会对飞行安全造成一定威胁。各种鸟类因其自身特征，风险大小也
各有不同。在实际调查的基础上，建立了风险评价指标体系，构建了机场鸟类风险评价的实用数学模型，给出了一种
度量鸟类风险的简单、合理的科学方法，并就具体实例进行了分析研究。计算结果表明，在所有观察到的 70 种鸟类中，
长、活动高度、遇见频次、活动地点以及活动时间。 由于调查的地点是在机场内及附近区域，而鸟类的活
1期
王志高，等：机场鸟撞防制中的鸟类风险评价
71
表 1 南宁吴圩国际机场鸟类群落组成及其特征
Table 1 Structure and feature of the bird community in Wuxu airport, Nanning
沿着设定的固定样带，使用 8 倍望远镜观察统计 各样带线路两侧各 50 m 宽范围内的鸟类，记录样带 两侧所见到鸟的种类、数量以及鸟类飞行高度，行走 速度为 1500～2000 m·h-1。 2.3 调查结果
通过对南宁吴圩国际机场 5 种生境 6 条样带的 20 次调查，共记录到鸟类 70 种，隶属于 9 目 27 科， 有关鸟类的种类、密度、活动高度、遇见频次以及各 鸟类体长统计结果见表 1。
鸟类的季节型主要根据工作人员多年的观察确 定。本次调查记录的 70 种鸟类中，其中留鸟 37 种 （53%），冬候鸟 23 种（33％），夏候鸟 10 种（14％）。 可见，候鸟和留鸟在春季比例相当。很多夏候鸟如八 声杜鹃、黑卷尾等已经迁徙到机场附近进行繁殖，而
诸如金眶鸻、扇尾沙锥、红尾伯劳等冬候鸟还可在各 种生境中观察到，直到五月末各种冬候鸟才迁徙完毕。 这些现象足以说明，在春季，机场周围的鸟类活动相 当频繁。在调查过程中也观察到有成群的候鸟在迁飞 以及大量集群的留鸟，当这些鸟类出现在机场附近会 对飞行安全造成很大威胁。
2 研究方法 2.1 生境划分及样带设置
根据机场及周边的地理状况及植被情况,将生境 划分为机场草坪、灌丛(包括草本灌丛、阔叶灌丛和藤 本灌丛)、水域(包括小溪、水库、和零星分布的池塘)、 农田、村落等 5 种类型。调查样带设置考虑到不同生 境的块状分布和相互交错的特点除设在机场草坪两侧 的 2 条样带外，还分别在机场外围的灌丛、农田、村落 和水域设置了 4 条样带。样带规格为 3 000 m×100 m， 样带总面积为 1.8×106 m2。 2.2 鸟类统计
种名 Species
季节型 seasonal type
密度
Density
(ind. •hm-2 )
白鹭
Egretta garzetta
R
1.944 4
池鹭
Fra Baidu bibliotek
Ardeola bacchus
R
1.638 9
绿鹭
Butorides striatus
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0.016 7
黄苇鳽 Lxobrychus sinensis