首都機場飛行區生態治理草種優化淺析

吉 鑫，隋國輝，仇福寧

（1.北京首都國際機場股份有限公司 北京 100021；2.北京勝景園林綠化工程有限公司 北京 100021）

隨著我國航空事業的蓬勃發展，機場的建設速度和規模也在不斷發展和提高，人們對飛行安全也越發重視。飛行區內的草坪因為處在安全飛行的特殊環境中，因其特殊的地位更是受到了越來越多的關注。這主要是因為目前大多數機場飛行區內草坪是以當地自然生長的原生雜草作為主體，其特點是面積巨大且養護條件嚴苛，而飛行區草坪卻又承載很多而且復雜的功能，如果維護管理稍不及時，它反而會成為誘發鳥擊事件的源頭。因為在飛行區內原生草坪會產生大量的草籽和滋生大量昆蟲，它們又是鳥類主要的食物源，面積巨大的飛行區草坪會吸引大量鳥類前來覓食，當鳥類聚集超過一定數量時，不僅可能造成航班延誤甚至可能發生鳥擊事件，造成巨大的損失。因此，為了從生態治理角度來降低鳥擊的風險，找到一種適合機場飛行區的草種來替換掉原有的雜草草坪，是每個機場都十分關注且在努力解決的課題。

1 飛行區內草坪的特點和要求

機場飛行區草坪的特點和要求分為共性和個性兩大類，共性是指，幾乎在每個機場內的草坪共同具有的特點和要求；而個性型主要是指由于每個機場所處的地理位置不同，當地的氣候條件包括極端溫度、濕度、年均降水量、土壤特點、航班密集程度、草坪面積等等。下面分別加以說明。

1.1 機場草坪的特點和要求——（共性）

根據機場草坪的用途，可以分為跑道兩側及安全地帶草坪，迫降區草坪，停機坪草坪等等，對于這幾類草坪的不同作用，可依據承壓性、抗斷性、草坪密度等因素來確定草坪最低的要求條件及其建植、管理中應采取的相應措施。

1.1.1 抗壓性 飛行區內迫降區和跑道兩側土面區的土壤壓實度應保持在0.87以上，而且每年要用10-20T的壓路機鎮壓2-3次，以保證地面的承受能力。要求在此區域的草坪具有良好的堅固性和穩定性，有防止地面變形或草坪撕裂的能力。使草坪在高壓和高磨損力下也不會出現撕裂的能力（重負荷的草坪應承受60-80N.c㎡的重力）。

1.1.2 快速再生力和較高的密度 要求草坪在重壓和高強度磨損情統下有很強的自我修復能力。

1.1.3 抗斷能力 草坪的抗斷能力需達到1-2N·cm。

1.1.4 耐瘠薄土境能力 飛行區內有些區域極度貧瘠，要求草坪能夠在貧瘠的土壤中正常生長。

1.1.5 固土能力強 飛行區土面區基本有一定坡度，在雨水沖刷時易造成水土流失，草坪強大的根系可以有效的保持水土，保護現有土面區狀態。

1.1.6 植株低矮（最好低于30cm） 由于植株超過30cm后必須割草（民航局規定），因此要求飛行區土面區的草坪一但到達30m 必須立即割草，否則，一旦草坪超高，不但草坪內容易隱藏小動物如鼠、貓、狗等，而且會嚴重影響噴藥滅蟲的效果，造成昆蟲數量激增，吸引大量鳥類前來覓食，會給飛機的安全造成重大威脅。

1.1.7 抽穗、結實能力低，蟲害少 對鳥類而言的，草籽和昆蟲是鳥類的重要食源，只有有效降低了結籽量，結籽時長，并降低昆蟲數量、種類等才能從根本上減少鳥類前來覓食的可能，也就會達到保障飛機安全正點運行的目的。

1.1.8 耐高溫 在飛機的起降過程中，由于噴氣產生的溫度較高，會對草坪草造成強烈的熱傷害，因此要求草坪具有很強的耐熱性。夏季，北京地區最高氣溫達能達到40℃以上，在極端天氣情況下，地表溫度能達到50℃-60℃。飛機噴氣高溫與天氣高溫疊加，是對草坪的耐高度性能的極大考驗。

1.1.9 耐低溫 冬季北方氣溫普遍在－15℃-40℃左右，草坪要能安全越冬，保證在來年可以返青、生長、成坪。

1.1.10 耐鹽堿 在冬季積雪期，為保證機場的正常運行，有可能會在跑道，滑行道上噴灑含鹽的融雪劑，這就會導致跑道兩側的土壤中鹽堿性增強，這就要求草坪有較強的耐鹽成能力。

1.1.11 草坪根系密集，具有一定彈性 在迫降區內，要求草坪能夠在土壤表層形成至少5-10cm 厚的密集根系，并具有一定的彈性，以加大承載力度，便于飛機安全迫降。

1.1.12 耐旱性 飛行區內土面區內沒有用于澆草的灌溉系統，要求草坪必須在自然降水條件下就能夠健康生長。

1.1.13 耐澇性 在北方的雨季期間（每年的7-9 月），可能會形成集中降水，雖然飛行區土面區一般具備良好的排水能力，但受極端天氣影響，部分區域仍有可能形成短時間的積澇情況，因此要求在此區域內的草坪具有一定的抗澇能力。

1.1.14 快速建植 因為飛行區草坪處在安全飛行的特殊環境中，越是對草坪要求多而嚴格的區域就是對飛行安全至關重要的區域，同時也就是施工難度相對較大的區域。

在這些區域施工一般只能采用不停航施工模式，即只能在本條跑道停航之后的夜間進行，以首都機場為例，每條跑道每周停航一至三天，停航時間一般為00：00-06：00，每天可用于施工作業或維保的時間僅為1 到5 小時，且存在不固定、不連續的特點。這就要求建植草坪的效率要高，能夠在極其有限的工作時間內完成建植工作。

1.1.15 高效維護 在建植后的草坪也必然需要適當的維護作業，與建植施工類似，優質高效的維護保障草坪成坪的關鍵。

1.2 機場草坪的特點和要求——個性化．

每個機場的位置不同，氣候不同，極端氣溫、極端濕度、機場航班數量、飛行區草坪面積等等方面的差異，必須要做到具體情況具體分析。

2 北京首都國際機場飛行區土面區施工特點

2.1 北京首都國際機場概況

北京首都國際機場位于北緯40.080°，東經116.585°，地處華北平原北端，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，降水適中，四季分明，無霜期195天左右，年平均氣溫在11.5℃。最低氣溫零下19.1℃，最高氣溫40.5℃，冬季寒冷干旱，夏季潮濕多雨。年均降水量610mm，降水季節分配很不均勻，75%的降雨集中在7、8、9三個月。土壤以輕壤土為主，部分區域含有沙土和一定數量的礫石，總體土壤呈弱堿性。

2.2 機場飛行區土質區的特點

2.2.1 土質情況 機場土質覆蓋區域面積大，無灌溉水源，土質類型復雜、有的地方礫石很多，甚至具有鹽堿性，部分地區土壤貧瘠。

2.2.2 不停航夜間施工，作業面內導航等設備極多 施工性質為不停航夜間施工，由于進行草種優化的區域緊鄰跑道，能進行施工養護的時間只能在航班停航的夜間進行，有效施工時間極短，且不連續，受跑道停航時間所限，所有植草、養護作業必須高效完成；土區面內各種導航、通信、動力等設施遍布，開展機械化作業時必須謹慎小心，確保場內設施設備安全。

3 草種遴選

根據飛行區自身的特點及其對草坪的特殊要求，從2008 年開始對草種對比試驗，2013 年完成16000m野牛草規模試驗種植，2019 年開始在北京首都國際機場飛行區緊鄰跑道的停航區域，以每年十萬平方米的速度進行草種優化工作。

3.1 野牛草介紹

野牛草，原產北美中部溫帶和亞熱帶半干旱地區，為禾本科畫眉草亞科野牛草屬多年生草種，匍匐莖，株高5-25cm，是北美大草原獨具特色的草種。

20世紀40年代，野牛草被從美國引種到中國甘肅天水，由于其葉片色澤優美、質地細膩整齊，具有極強的耐旱、耐踐踏、耐熱、耐寒和抗病蟲害能力，而且具有成坪快、修剪次數少、壽命長、與雜草競爭能力強、養護費用低等優點逐漸在我國西北、華北及東北地區得到大面積推廣，被廣泛用于高速公路護坡、高爾夫球場次級高草區、湖邊、池畔、堤岸等區域。野牛草還具有抗二氧化硫和氟化氫等氣體的能力，因此在冶金、化工等污染較重的工礦企業也會大量使用野牛草進行礦山護坡、園區綠化等。

野牛草喜溫暖濕潤的氣候但也極耐干旱，在炎熱干旱100多天的情況下依然能夠存活，在年降雨量在300到600mm 的半干旱地區野牛草生長茂盛（李德穎，1996）。這是由于野牛草的葉片結構特殊，在土壤和空氣干燥的時候，野牛草葉片能卷縮起來，停止蒸發、生長，一旦重新遇到水分又會恢復其生長（Johnson P G，etal.，1998）。野牛草有較強的耐寒能力，在零下34℃寒冷的地區能順利越冬。野牛草最適合的土壤pH 為6.0-8.0，喜粘質土壤，對酸性和堿性土壤的抗性均較高。強喜光性，適合全日照，不耐蔭，陽光不足時則匍匐枝減少，覆蓋不良，綠度降低（Wu L，et al.，1989）。在自然條件下，由于野牛草匍匐莖極為發達，而種子結實不良或種子較少，野牛草在自然種群中的繁殖方式主要是以無性繁殖為主。

3.2 總結野牛草的幾大特點：

優點：高度低，5-25cm。耐干旱，耐炎熱，在干旱100多天情況下依然能夠存活。能耐受-34℃低溫，也耐一定積澇，積水一般不超過3 天不影響存活。幾乎沒有病蟲害，成年野牛草與雜草競爭能力強。耐踐踏，成年草坪不懼較高強度碾壓。成坪快，自我修復能力強。耐粗放管理。抗污染能力強，能夠抗二氧化硫和氟化氫。結籽較少，壽命長。

缺點（不足）：綠期稍短，北京地區綠期180-200 天。不太耐陰，陽光不足時會影響野牛草的生長。不耐長期積澇，積水超過三天會對野牛草生長造成影響。

3.3 結合北方機場情況對比野牛草與其他草種的優劣

在我國，北方機場普遍存在干旱少雨和溫差偏低的特點，由于飛行區草坪面積巨大，為了降低管護成本，選擇節水抗旱的草種就是必然選擇，而在北方園林綠化中常見的冷季型草坪如早熟禾、高羊茅、黑麥等草種都屬于耗水型植物，他們在飛行區內是無法大面積存活的。那么與野牛草相似的狗牙根、結縷草、薰衣草、佛甲草等等可以替代野牛草嗎？我們經過多年的研究分析，認為在目前情況下，它們與野牛草相比還有一定差距。

3.3.1 與狗牙根比較 狗牙根是與野牛草最接近最相似的兩個草種。狗牙根的抗性與野牛草相近，但狗牙根在三個方面與野牛草差距較大。一是耐旱性，野牛草可以耐受北方絕大部分地區的干旱，而狗牙根在返青和休眠前，都要有充足的灌水，否則成活率會大為降低；二是耐寒性，狗牙根一般越冬溫度不能低于-5℃，而野牛草是-34℃；三是病蟲害方面，越是長勢良好的狗牙根，在高溫高濕的雨季，越容易被病蟲害侵擾，必須加強管理，如及時噴藥、修剪等，而迄今為止，還沒有確切的野牛草受到何種病蟲害侵擾的報道。

3.3.2 與結縷草比較 結縷草的耐旱、耐寒、耐熱能力也與野牛草近似，但結縷草幼苗成坪較慢，生長過程中易被雜草侵蝕；成坪前需要大量澆水，這是在機場難以滿足的條件。

3.3.3 與薰衣草比較 薰衣草對種植養護的要求較高，在北方地區，種植前要精心整地，春季返青時要及時澆水，雨季時要及時排澇，冬季休眠時要保證冬灌，這些條件在缺水的北方大部分地區，很難達到熏衣草的種植要求。

3.3.4 與佛甲草比較 佛甲草是多漿植物，雖然具有耐寒、耐旱、耐高溫、耐貧瘠等優點，但因無法經受機場土面區壓路機的碾壓，所以不符合機場對草坪耐壓性的要求。

4 北方機場飛行區草種優化工作的技術難點

干旱缺水、缺乏灌溉草坪的設施和水源。不停航夜間施工，種植和養護時間只能在飛機停航的后半夜才能進行，且極其短暫，還不連續。施工現場導航等重要設備多，施工環境復雜。施工區域土質復雜，存在礫石土，鹽堿土壤等情況。種植施工后要保持種植區域土壤密實度達到0.89以上。

5 克服困難，積極探索，進行科學種植和養護

勝景園林公司遵循野牛草種植的基本原則，深入分析了飛行區對種植草坪的特殊要求，建立了“土壤改良-精選優種-提前育苗-高效種植-科學保墑-及時除草”六位一體的科學種植體系，從2019-2021 年底，在首都機場飛行區緊鄰跑道的停航區共建植野牛草草坪35 萬平方米，達到草坪覆蓋率95%以上，雜草率低于15%。

6 飛行區生態多樣問題及野牛草養護的必要性分析

野牛草雖然在其生長期間長期處于優勢地位，但由于其屬于暖季型草種，如果在其生長較慢或是休眠期間，在不進行人工養護的情況下，大量適合當地的野生雜草，生長迅速，會侵蝕一部分野牛草的優勢地位，而在來年就會形成野牛草與各種雜草共生的局面，從生態多樣性角度考慮，這種局面的形成，說明野牛草雖然生命力頑強，但它并不會對當地的物種造成生態災難，侵占所有的生存空間，但從不招蟲，不引鳥的角度考慮，野牛草與雜草共生的情況，會大大削弱草種優化工作的成果，因此，必要且適當的后期維護，仍然是非常重要的。

7 機場草種優化成果

7.1 現有成果

在開展理論研究的同時，2012-2013 年，首都機場委托北京勝景園林綠化工程有限公司在機場飛行區東湖西北側，建立了1600m的野牛草試驗基地，通過6年的不斷摸索，實驗驗證及跨度較長的氣候環境條件下生長情況觀察，確認了野牛草具有優良的較適宜機場種植的生物學、生態學特性，符合機場飛行區草地草種條件。2019-2021 年，在土質區停航區內進行規模化種植，每年10 萬平方米。截至2021年10月底，已完成35萬平方米的種植面積。

7.2 用戶級第三方評價

2020 年飛行區在西跑道停航區大面積種植野牛草后，據統計，跟以往相比，服務商完成整個西跑道停航區的割草作業所需時間能減少1/3，大幅減輕了相關區域停航維保作業。野牛草草坪建成后對比原來野生草坪數據指標：草籽全年產量減少95%;昆蟲數量減少75%;鳥類驅離數量減少80%;割草全年次數由8-10次降低到1-2次，減少70%;噴藥滅蟲次數減少50%;草屑垃圾產生量減少70%;噴藥滅蟲化學藥劑減少50%。

8 效益分析

8.1 經濟效益

降低了土面區割草、打藥的維護費用，每年至少可減少50%-70%的割草費用。能夠降低30%-50%的噴藥滅蟲費用。

8.2 社會效益

首都機場飛行區引入野牛草進行草種改良后，大幅降低了草籽（果實）及昆蟲數量，前來覓食的鳥類減少約50%。大幅減少了責任鳥擊事件的發生，責任鳥擊數量從2019年的48起下降到2021年的9起，責任鳥擊萬架率也從0.81 下降到0.34。大幅減輕了停航維保工作壓力，野牛草覆蓋了停航區約25%的面積，停航區割草所需時間下降了約30%，節省了大量時間和人工成本，減少草屑量達70%以上。同時減少了噴藥滅蟲50%的工作量和用藥量，減少了碳排放，減輕了環境污染，而且，由于野牛草本身細膩優美，具有綠化作用，野牛草的種植使機場飛行區的綠化景觀得到了大幅度提升。

9 草種優化的意義

北京首都國際機場飛行區生態治理草種優化工作取得階段性成果，不僅是解決了首都機場飛行區的草種優化問題，更是對整個行業，關于在干旱、寒冷的北方機場飛行區的生態改良草種優化工作取得了突破，這里面有兩個成果，一是確定了飛行區草種優化用草——野牛草；二是開創了在種植條件極其嚴苛的機場飛行區，在不停航夜間施工條件下，可以高效可控地進行飛行區生態治理工作，建植并維護好草種優化后的野牛草草坪。

10 推廣分析

根據在首都機場取得的經驗，結合野牛草早已在我國華北、西北、東北地區大范圍栽種的事實，在上述地區的大部分機場的飛行區草種優化工作完全有可能參考首都機場的做法進行推廣。

由于野牛草屬于暖季型草種，它僅在長期浸泡（三天以上）、遮陰的情況下才會影響生長，而機場的飛行區土面區對于排水都有嚴格的要求，更不存在人為的遮陰問題，因此野牛草也完全可以在南方機場飛行區內進行種植試驗，《上海草坪草種應用歷史、現狀及發展趨勢》（2001.楊烈，呂衛光，沈國輝）；《福建主要草坪草應用特性及建植技術》（2002.林開旺）。雖然狗牙根在南方的部分機場已經開展了試驗研究工作，但野牛草仍具備更加抗旱和病蟲害少的優勢。從對鳥類的吸引效果、養護的難易程度等方面，應該加強野牛草、狗牙根、結縷草等暖季型草種在南方機場飛行區的試驗性研究。

11 結束語

目前，野牛草在機場飛行區的種植試驗還屬于初始階段，關于飛行區生態治理草種優化工作還有很多工作需要各方面的專家學者以及相關從業者們共同努力，深化研究，為降低鳥類對飛機的威脅做出更大的貢獻。