漠河古蓮機(jī)場(chǎng)昆蟲多樣性及其對(duì)鳥類分布的影響

王佳寧 ，謝 輝 ，劉懿軒 ，崔 凱 ， 張 安 ，王鑫雪 ，羅志文 ,2* ，李佳琳 ,2

（1. 佳木斯大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007；2. 佳木斯大學(xué) 應(yīng)用昆蟲研究所，黑龍江 佳木斯 154007）

【研究意義】漠河古蓮機(jī)場(chǎng)為我國(guó)位置最北、維度最高、氣候最低的民用支線機(jī)場(chǎng)，由于該機(jī)場(chǎng)的特殊環(huán)境，物種多樣性與其他機(jī)場(chǎng)有顯著差異，維護(hù)機(jī)場(chǎng)飛行安全，降低機(jī)場(chǎng)鳥擊事件風(fēng)險(xiǎn)是必不可少的，因此該機(jī)場(chǎng)進(jìn)行昆蟲多樣性調(diào)查并探究其對(duì)鳥類分布的影響，對(duì)機(jī)場(chǎng)下一步進(jìn)行鳥擊防范工作具有重要意義。

【前人研究進(jìn)展】自 20 世紀(jì)末以來，由于機(jī)場(chǎng)鳥擊事件的頻繁發(fā)生，專家學(xué)者們開始廣泛對(duì)機(jī)場(chǎng)生物進(jìn)行研究，并發(fā)表了大量有關(guān)研究論文，在實(shí)踐與理論上均取得了一定的成果[1]。在 20 世紀(jì)初，我國(guó)學(xué)者陳烈動(dòng)[2]就探討了鳥類與昆蟲的關(guān)系，指出了食蟲鳥類對(duì)昆蟲的取食和控制作用。近幾年，國(guó)內(nèi)專家和學(xué)者[3-4]己經(jīng)對(duì)大連周水子國(guó)際機(jī)場(chǎng)、武漢天河機(jī)場(chǎng)、阜陽西關(guān)機(jī)場(chǎng)和南京祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng)等開展了機(jī)場(chǎng)生態(tài)調(diào)研。王曰承[5]在 2011 年對(duì)大連周水子國(guó)際機(jī)場(chǎng)昆蟲調(diào)查證明，在大連機(jī)場(chǎng)活動(dòng)的昆蟲中，除了蜜蜂、舞毒蛾和大胡蜂等少數(shù)種類以外，其余昆蟲幾乎都是雜食性和肉食性鳥類的捕食對(duì)象，大都吸引鳥類在機(jī)場(chǎng)活動(dòng)。國(guó)外專家們對(duì)鳥類防范工作進(jìn)行了大量的研究，他們主要采用鳥釘防鳥、悲鳴聲驅(qū)鳥、噴灑化學(xué)驅(qū)避劑等措施完成鳥類防范[6]。國(guó)外專家提出，對(duì)機(jī)場(chǎng)內(nèi)及周邊區(qū)域的生境進(jìn)行管理可能是最重要的降低機(jī)場(chǎng)鳥擊事件的長(zhǎng)期策略和技術(shù)之一。

【本研究切入點(diǎn)】從生態(tài)學(xué)的角度來控制和降低機(jī)場(chǎng)內(nèi)以及周邊環(huán)境中的鳥類種類和數(shù)量，從而降低鳥擊事件的發(fā)生是近 20 年來比較受國(guó)內(nèi)學(xué)者歡迎的方式。在機(jī)場(chǎng)內(nèi)“植物-昆蟲-鳥類”形成了相對(duì)穩(wěn)定的食物鏈關(guān)系，機(jī)場(chǎng)內(nèi)昆蟲為鳥類提供了充足的食物來源，是吸引鳥類進(jìn)入機(jī)場(chǎng)活動(dòng)的主要因素之一，因此，本研究旨在從食物鏈的角度進(jìn)行探究，分析昆蟲對(duì)鳥類的影響。

【擬解決的問題】本研究通過對(duì)漠河古蓮機(jī)場(chǎng)昆蟲以及鳥類的種類、數(shù)量進(jìn)行調(diào)查，掌握該機(jī)場(chǎng)昆蟲多樣性、月變化規(guī)律以及對(duì)鳥類分布的影響，可為該機(jī)場(chǎng)進(jìn)一步開展鳥擊防范等工作提供參考，同時(shí)為我國(guó)最北機(jī)場(chǎng)生態(tài)調(diào)查提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

漠河市地處黑龍江省北部，隸屬于黑龍江省大興安嶺地區(qū)。地處 121°12'～127°00'E，50°11'～53°33'N，是中國(guó)最北端的城市，也是國(guó)內(nèi)無污染的天然凈土之一，是國(guó)家生態(tài)安全重要保障區(qū)、黑龍江省生態(tài)功能保護(hù)區(qū)，有“天然氧吧”之稱。漠河市地勢(shì)南高北低，南北呈坡降趨勢(shì)，屬典型的低山寬谷的苔原地貌，屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，是全國(guó)氣溫最低的城市，年平均氣溫在-5.5 ℃，各月平均氣溫在 0 ℃以下的月份長(zhǎng)達(dá) 7個(gè)月之久，冬長(zhǎng)夏短，冬夏溫差極大[7]。

漠河古蓮機(jī)場(chǎng)位于黑龍江省大興安嶺地區(qū)漠河市漠北公路，是我國(guó)位置最北、緯度最高、氣溫最低的民用支線機(jī)場(chǎng)，距漠河市中心城區(qū)9.5 km，飛行區(qū)等級(jí)為 4 C。該機(jī)場(chǎng)也是我國(guó)第一個(gè)建于永久凍土帶的機(jī)場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)周邊主要植被為樺樹林、較為稀疏的興安落葉松針闊混交林，低洼處多為篤斯和興安杜鵑等低矮灌叢[8]。

2 調(diào)查方法

2.1 昆蟲調(diào)查

在機(jī)場(chǎng)不同的生境內(nèi)選取樣地，隨機(jī)設(shè)置 3 m×3 m樣方各一個(gè)，采用捕捉法、觀察法、燈誘法以及黃盤法等方法進(jìn)行采集并暫存，待調(diào)查結(jié)束后帶回實(shí)驗(yàn)室參考昆蟲學(xué)分類圖譜進(jìn)行分類，采用形態(tài)學(xué)進(jìn)行標(biāo)本鑒定[9-11]。

2.2 鳥類調(diào)查

按照民用機(jī)場(chǎng)鳥情生態(tài)環(huán)境調(diào)研指南，作者采用樣線法和樣點(diǎn)法進(jìn)行鳥類調(diào)查。對(duì)機(jī)場(chǎng)的鳥類組成進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查區(qū)域選擇在機(jī)場(chǎng)圍界內(nèi)以及周邊，草甸區(qū)和灌木區(qū)主要采用樣線法，在不同生境設(shè)置 1條樣線，記錄沿途觀察到的鳥類種類、數(shù)量、形態(tài)特征等，喬木區(qū)與濕地區(qū)采用樣點(diǎn)法，固定一個(gè)點(diǎn)為中心，使用雙筒望遠(yuǎn)鏡對(duì)鳥類進(jìn)行觀察，記錄數(shù)據(jù)。鳥類的鑒定根據(jù)鳥類分類圖鑒[12-14]。

2.3 數(shù)據(jù)處理

物種多樣性指數(shù)（H）：根據(jù)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)公式：

式（1）中：H為物種I的個(gè)體數(shù)，H為S個(gè)物種的總個(gè)體數(shù)[15]。

均勻度指數(shù)（J）：根據(jù)Pielou均勻度公式：

式（2）中：H是Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)，S為物種數(shù)目[16]。

式（3）中：Nmax=優(yōu)勢(shì)種的種群數(shù)量，Nt=全部物種的種群數(shù)量[17]。

式（4）中：a和b分別為群體A和B物種數(shù)，c為A和B共有物種數(shù)[18]。

調(diào)查中的數(shù)據(jù)采用 Excel 軟件進(jìn)行處理。

3 結(jié)果與分析

3.1 昆蟲群落組成

通過對(duì)漠河古蓮機(jī)場(chǎng)進(jìn)行為期 1 年的調(diào)查，采集并鑒定出昆蟲 13 目 75 科 137 種，3 773 頭，其中鱗翅目種數(shù)最多 50 種，占總種數(shù)的 36.5%，鞘翅目 26 種，占總種數(shù)的 19.0%，雙翅目 16 種，占總種數(shù)的 11.7%，其次是膜翅目、直翅目、同翅目、蜻蜓目和半翅目，分別占總種數(shù)的 9.6%、5.8%、5.1%、5.1% 和 2.9%，脈翅目占比 1.5%，蜉蝣目、毛翅目、革翅目、蜚蠊目占比較少，均占比 0.7%，昆蟲組成情況詳見表 1。

表1 漠河古蓮機(jī)場(chǎng)昆蟲組成情況

其中優(yōu)勢(shì)昆蟲24種， 分別為鱗翅目的舞毒蛾 （Lymantria dispar） 、 鞘翅目的異色瓢蟲 （Harmonia axyridis） 、膜翅目的榆三節(jié)葉蜂（Aproceros leucopoda）、雙翅目的家蠅（Musca domestica）、蜉蝣目的浮游（Ephemeroptera）等，詳見表 2。

表2 漠河古蓮機(jī)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)昆蟲名錄

3.2 機(jī)場(chǎng)鳥類組成

在調(diào)查過程中共記錄到鳥類89 種，隸屬于 12目 32科 59 屬，其中留鳥 22 種；夏候鳥47 種；冬候鳥 5 種；旅鳥 15 種，鳥類組成中，雀形目種類最多占比59.6 %，雁形目、夜雁目、佛法憎目占比最少分別為 1.1 %。根據(jù)鳥類危險(xiǎn)系數(shù)劃分，高威脅鳥類 7種，分別為豆雁（Anser fabalis） 、紅隼（Falco tinnunculus） 、大杜鵑（Cuculus canorus） 、長(zhǎng)耳鸮（Asio otus） 、短耳鸮（Asio flammeus） 、渡鴉（Corvus corax）及山鹡鸰（Dendronanthus indicus） ，中威脅鳥類 21種，低威脅鳥類 61種。

3.3 不同樣地內(nèi)昆蟲多樣性、均勻度指數(shù)

在調(diào)查中對(duì)漠河古蓮機(jī)場(chǎng)圍界內(nèi)及周邊不同生境設(shè)置樣地，分別為草甸區(qū)、喬木區(qū)、灌木區(qū)以及濕地區(qū)，進(jìn)行昆蟲多樣性統(tǒng)計(jì)分析，4 種樣地內(nèi)昆蟲多樣性指數(shù)（H）由大到小依次為灌木區(qū)、草甸區(qū)、喬木區(qū)和濕地區(qū)。均勻度指數(shù)（J）由大到小依次為草甸區(qū)、濕地區(qū)、喬木區(qū)和灌木區(qū)。灌木區(qū)的昆蟲多樣性較為豐富而均勻度較低。

表3 漠河古蓮機(jī)場(chǎng)不同生境內(nèi)昆蟲生態(tài)學(xué)指數(shù)

3.4 不同樣地內(nèi)昆蟲相似性分析

對(duì)不同樣地內(nèi)的昆蟲進(jìn)行相似度分析， 得出草甸區(qū)-灌木區(qū)＞喬木區(qū)-濕地區(qū)＞草甸區(qū)-濕地區(qū)＞喬木區(qū)- 灌木區(qū)＞灌木區(qū)-濕地區(qū)＞草甸區(qū)-喬木區(qū)。草甸區(qū)與灌木區(qū)的昆蟲種類極為相似而與喬木區(qū)的種類具有較大差異。

表4 漠河古蓮機(jī)場(chǎng)不同生境內(nèi)昆蟲種類相似度分析

3.5 鳥類月變化規(guī)律

調(diào)查中觀察到在草甸區(qū)、濕地區(qū)鳥類種類、數(shù)量最多，鳥類多樣性程度較高。漠河古蓮機(jī)場(chǎng)鳥類季節(jié)變化規(guī)律表現(xiàn)為：冬季（10 月—次年 4月）鳥類為冬候鳥和留鳥，鳥類種類較少。4 月下旬—5 月下旬為鳥類種群上升期，鳥類活動(dòng)頻繁，種類和數(shù)量比冬季明顯增大，7 月份到達(dá)了高峰，7 —8月為高位穩(wěn)定期， 9—10 月為下降期，詳見圖 1。

圖1 漠河古蓮機(jī)場(chǎng)鳥類月變化規(guī)律

4 討 論

通過調(diào)查分析漠河古蓮機(jī)場(chǎng)灌木區(qū)昆蟲多樣性較為豐富，濕地區(qū)昆蟲多樣性較低。草甸區(qū)與灌木區(qū)的昆蟲較為相似，原因是草甸區(qū)與灌木區(qū)植物種類較多，植株低矮且茂密，具有多種昆蟲。機(jī)場(chǎng)內(nèi)吸引鳥類的昆蟲主要包括：直翅目的蟋蟀、鱗翅目的蝶類和蛾類成蟲及幼蟲、蜻蜓目的蜻蜓類、同翅目的葉蟬類、雙翅目的蠅類、蜉蝣目的浮游、脈翅目的草蛉類、鞘翅目的瓢蟲類以及膜翅目的蜂類，這些昆蟲不僅分布較廣、數(shù)量較多，而且體內(nèi)多不含有毒物質(zhì)，從而成為了鳥類捕食的對(duì)象，也是吸引鳥類進(jìn)入機(jī)場(chǎng)的重要因素之一。在調(diào)查中觀察到鱗翅目灰蝶科的黃星綠小灰蝶、雀形目鴉科的渡鴉，根據(jù)查閱文獻(xiàn)以及相關(guān)了解，此兩種生物目前在黑龍江省各大機(jī)場(chǎng)中只在漠河古蓮機(jī)場(chǎng)有觀察到，渡鴉在漠河古蓮機(jī)場(chǎng)數(shù)量較多，個(gè)體較大，在機(jī)場(chǎng)周邊的樹林中棲息和筑巢。

昆蟲的群落動(dòng)態(tài)變化與鳥類變化存在一定的關(guān)聯(lián)， 根據(jù)調(diào)查，6 —8月機(jī)場(chǎng)植物生長(zhǎng)較為茂盛， 直翅目、鱗翅目、鞘翅目等昆蟲大發(fā)生，使得在機(jī)場(chǎng)棲息、覓食的鳥類如紅隼、短耳鸮、渡鴉、山鹡鸰等數(shù)量增加。此時(shí)間段是漠河機(jī)場(chǎng)吸引食蟲鳥類的最危險(xiǎn)時(shí)間段，是鳥類發(fā)生量最大的時(shí)間段，也是鳥類防治的重要時(shí)期，應(yīng)著重注意機(jī)場(chǎng)灌木區(qū)內(nèi)的昆蟲與鳥類，科學(xué)合理的進(jìn)行滅蟲防治，也可在機(jī)場(chǎng)圍界外安裝黑光燈，誘殺具有趨光性的蛾類、蚊類等昆蟲。通過控制機(jī)場(chǎng)昆蟲的種類和數(shù)量，減少機(jī)場(chǎng)對(duì)鳥類的吸引力，降低機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)食蟲鳥類的種類和數(shù)量，從而有效預(yù)防鳥擊事件的發(fā)生。