北京首都國際機場鳥擊物種鑒定及防控建議

王 業，李 壹，徐 靜，羅伏兵，何宏軒

（1.寧夏大學農學院，銀川，750021；2.中國科學院動物研究所，北京，100101；3.北京首都國際機場股份有限公司，北京，100621；4.北京市動物疫病預防控制中心，北京，102600）

鳥擊（bird strike）是指航空器在起飛、著陸或低空飛行過程中遭受飛鳥撞擊的情況［1］。鳥擊事件自航空業發展早期就已存在，隨著航空業的迅速發展，全球范圍內的鳥擊事件愈發頻繁。2008—2015 年，每年報告的鳥擊事件平均為12 219起，幾乎是2001—2007年年平均鳥擊事件（6 702起）的2倍［2］。我國的鳥擊事件也呈急劇上升趨勢，2006—2015 年共發生鳥擊事件17 135 起、鳥擊事故征候1 125 起，2015 年中國民航因鳥擊造成的經濟損失約11 963.2 萬元［3］。鳥擊事件已成為威脅航空器飛行安全的一項重大安全隱患。

為有效預防鳥擊事件的發生，減少鳥擊對航空器的威脅，國內外研究者進行了諸多研究［4-6］，目前主要集中于對機場周邊鳥類的物種組成、群落結構及生活習性的研究［6-9］，而關于鳥擊物種鑒定的研究較少。DNA 條形碼（DNA barcoding）技術已被證明可用于鳥擊物種的鑒定［10-13］，該技術利用一段種內保守而種間具有明顯差異的DNA 序列片段來進行物種鑒定［14］。線粒體細胞色素c 氧化酶亞基Ⅰ（cytochrome c oxidase subunit Ⅰ，COI）基因具有母系遺傳、進化速度快和核苷酸替代率高等特點，被廣泛用作通用的標準條形碼基因片段［12］。因此，本研究利用DNA 條形碼技術對2020 年5 月—2021 年4 月北京首都國際機場（PEK，以下簡稱“首都機場”）的鳥擊殘留物進行鑒定，分析鳥擊發生規律，以期為鳥擊防范工作提供可靠的數據支持，并制定科學、有效的安全防范措施，減少因鳥擊對航空安全造成的威脅。

1 研究區概況

首都機場屬于4F 級民用機場，共開通國內外航線200余條。機場地理坐標40°4' N，116°35' E，距市中心約25 km。2018 年，年旅客吞吐量突破1 億人次，成為全球第2 個年旅客吞吐量過億人次的機場［15］。該地區為典型的北溫帶半濕潤大陸性季風氣候，年平均氣溫10～12 ℃，春（3—5 月）、秋（9—11 月）季節不明顯，夏季（6—8 月）高溫多雨，冬季（12—次年2 月）寒冷干燥（http：//www.weather.com.cn/cityintro/101010100.shtml）。

對機場周邊的鳥類觀測發現鳥情變化在春、秋遷徙季節較為復雜。家鴿（Columba）、綠頭鴨（Anas platyrhynchos）、烏鴉（Corvusspp.）、鷺科（Ardeidae）鳥類、小型鳴禽及猛禽的活動較為頻繁，鳥類遷徙在5 月和10月達到高峰；冬季鳥類較少且穩定，以雀形目（Passeriformes）的小型越冬鳥和中大型猛禽為主；夏季鳥類繁殖期結束后的鳥類種數相對穩定，但個體數量增多，以燕類和家鴿為主。

2 材料與方法

2.1 樣品來源

2020 年5 月—2021 年4 月，從首都機場收集到138 份鳥擊殘留物，包括血液、羽毛和鳥類殘肢等。所有鳥擊殘留物的收集和處理均按照《運輸機場鳥擊及動物侵入防范管理辦法》［16］的要求進行。同時記錄鳥擊發生的日期、時間和航班等信息。

2.2 試驗材料

血液/細胞/組織基因組DNA 提取試劑盒購自天根生化科技（北京）有限公司；PCR鑒定引物參考Hebert等［12］設計的引物（表1），并由北京六合華大基因科技有限公司合成。

表1 引物名稱及序列Tab.1 Primer name and sequence

2.3 鳥擊殘留物鑒定

根據DNA 提取試劑盒說明書提取鳥擊殘留物的DNA，使用表1 所列引物進行PCR 擴增，使用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR 擴增產物，并將陽性產物回收，由北京六合華大基因科技有限公司測序。

3 結果

3.1 鳥擊物種信息

2020年5月—2021年4月，共收集并成功鑒定鳥擊殘留物138份，確定為61個物種，隸屬于2綱12目30 科，其中包含鳥綱（Aves）11 目29 科57 種，哺乳綱（Mammalia）1 目1 科4 種（表2）。鳥綱雀形目發生鳥擊的次數最多，為103 次（圖1），占總鳥擊次數的74.64%。雀形目中共有38 種鳥發生鳥擊，占總鳥擊物種數的62.30%，其中鹟科（Muscicapidae）、柳鶯科（Phylloscopidae）、百靈科（Alaudidae）和燕科（Hirundinidae）易發生鳥擊（圖2）。主要鳥擊物種為云雀（Alauda arvensis）、金腰燕（Cecropis daurica）和紅脅藍尾鴝（Tarsiger cyanurus），鳥擊次數大于10 次（表2）。

圖1 首都機場在目級水平發生鳥擊的次數Fig.1 The No.of bird strikes at the order level at PEK

表2 首都機場鳥擊殘留物物種鑒定信息Tab.2 Information on species identification of bird strike residues at PEK

3.2 鳥擊規律分析

對收集的138 份鳥擊殘留物分析發現：2020 年5—10 月，鳥擊次數逐漸增多，11 月開始鳥擊次數逐漸降低，2021 年2—4 月，鳥擊次數再次增多。鳥擊次數高峰發生在2020年10月，占全年的38.41%，其次為9 月、8 月和11 月，鳥擊次數均在10 次以上；2021年1月和2月發生鳥擊的次數最低（圖3）。

圖3 2020年5月—2021年4月首都機場鳥擊次數統計Fig.3 Number of bird strikes per month at PEK from May 2020 to April 2021

因有10 次鳥擊事件的發生時間缺失，因此對剩余128 次鳥擊事件的時間進行分析，發現夜間（18：00—次日06：00）發生鳥擊的次數（77 次）明顯高于白天（06：00—18：00）。白天鳥擊主要發生在8月和10月；夜間鳥擊高峰期發生在10月（圖4）。

圖4 首都機場鳥擊發生的時間規律Fig.4 Temporal pattern of bird strikes at PEK

由于發生鳥擊的物種以雀形目為主，因此對雀形目發生鳥擊的規律進行分析。結果表明雀形目的鳥擊高峰發生在10 月，且夜間發生鳥擊的次數明顯高于白天（圖5）。

圖5 首都機場雀形目鳥類鳥擊發生規律Fig.5 Temporal pattern of bird strikes caused by Passeriformes at PEK

4 討論

4.1 鳥擊與鳥類型體大小的關系

本研究從138份鳥擊殘留物中共鑒定出61個物種，以云雀、金腰燕和紅脅藍尾鴝等機場常見的小型鳥（雀形目）為主要物種。大多數鳥類遷徙高度約為1 000 m，而小型鳥的飛行高度一般為500 m 以下，鳥類利用中低空區域遷徙，該區域鳥類活動的個體數量和種群密度均較高［17］，這可能是首都機場鳥擊主要發生在低空區域且主要為小型鳥的主要原因。

4.2 鳥擊與鳥類遷徙行為的關系

北京位于世界九大候鳥遷徙路線之一——東亞—澳大利西亞鳥類遷徙路線上，每年遷徙季都有數百種鳥在北京停留或繁衍，是遷徙候鳥的重要能量補充驛站和重要棲息地［18］。本研究發現，首都機場發生鳥擊的物種主要以旅鳥和候鳥為主，這與其他機場的情況［19-20］類似。此外，2020 年5—10 月發生鳥擊的次數逐漸增多，這一趨勢與機場附近鳥類的活動具有一致性。根據機場日常鳥情監測，從春季遷徙季（3—5 月）開始到秋季遷徙季（9—11 月）結束，鳥類種群和數量逐漸增多，而冬季（12—次年2 月）鳥類種群和數量均較少。每年9—11 月，是燕科等雀形目鳥類活動最頻繁的時期。此外，本研究分析鳥擊發生的時間段，發現夜間發生鳥擊的次數明顯高于白天，這一情況在9—11 月尤為突出，可能與鳥類的遷徙規律有關。不同種類的鳥具有不同的遷徙習性，如小型鳥多選擇在白天休息、夜間遷徙，猛禽則相反［21］。

5 防控建議

5.1 明確鳥擊物種

對鳥擊物種的準確鑒定是完善機場驅鳥措施的重要前提，獲得真實的鳥擊信息能使驅鳥人員有針對性地調整和完善驅鳥措施。然而目前對機場鳥擊的研究大多集中于機場附近的鳥類群落和數量調查［6-7，9］，很少有關于機場鳥擊物種鑒定的研究，且在收集鳥擊殘留物時存在樣品信息記錄不全面，缺少發生鳥擊的具體時間和高度等信息，獲取這些信息需要機場與鳥擊防范等多個部門之間的協調與配合。

5.2 突出防范重點

基于本研究結果，首都機場的鳥擊物種以小型鳥為主，且與鳥類的遷徙行為、遷徙時間和遷徙季節相關。因此，在進行鳥擊防范時應以小型鳥為主，尤其在秋季鳥類遷徙季應強化防范工作，加強與高校等科研機構合作，了解鳥類的遷徙行為和遷徙動態，有針對性地預防鳥擊事件。

5.3 加強鳥情監測與生境調查

鳥情監測能夠獲得機場鳥類活動的一手資料，及時準確地了解鳥情動態有利于動態調整防范措施。對機場附近的生境和鳥類物種組成及活動規律開展調查能夠準確了解機場附近的生態環境和鳥類群落組成，與鳥擊物種鑒定結果相結合，從而針對性地調整鳥擊防范措施。