30 listopada 2014

Ruch lotniczy a ptaki (cz.II)

Reakcje ptaków na ruch lotniczy obejmują całe spektrum zachowań, od wzrokowego śledzenia samolotu, poprzez postawę alarmową, aż do poderwania się do lotu i ucieczki. Reakcje te mogą trwać od kilku sekund aż do kilkunastu minut lub dłużej (np. powrót na żerowiska, czy też rozpoczęcie przerwanej inkubacji), w zależności od gatunku i siły bodźca.



część I

Efroymson et al. (2001) wskazują na najważniejsze czynniki związane z przelotami statków powietrznych, wpływające na zwierzęta i ich zachowanie. Są to:
  1. Emisja hałasu (zmiany zachowania m.in. żerowiskowe, antydrapieżnicze, reproduk­cyjne, zakłócenia komunikacji zwierząt oraz echolokacji.
  2. Fizyczna obecność zbliżającego się statku powietrznego (obiekt w powietrzu) lub jego cienia (zmiany zachowania), jednak z uwagi na stosunkowo słabo poznany efekt sa­mej fizycznej obecności/pojawienia się statku powietrznego, omawiamy go łącznie z emisją hałasu.  
  3. Kolizje ze statkiem powietrznym (prawie zawsze związane ze śmiercią zwierząt).
Reakcje ptaków na hałas
Często trudno jest wskazać konkretny czynnik wywołujący daną reakcję w zachowaniu ptaków. Jednak najistotniejszym z nich wydaje się być hałas, choć podkreśla się rów­nież znaczenie bodźców wzrokowych (Kempf & Huppop 1997, Kelly et al. 2001, Kelly & Allan 2006, Blickley & Patricelli 2010). Wysokie natężenie hałasu, towarzyszące np. szybkim przelotom samolotów z silnikami turboodrzutowymi, może wpływać na za­chowania zwierząt, w tym w procesy reprodukcyjne, np. na skutek opuszczenia lęgów. W efekcie czynniki związane z hałasem mogą wpływać na stan populacji (np. poprzez mniejszy sukces lęgowy, zaburzenia bilansu energetycznego w okresach zimowania i mi­gracji związanego z płoszeniem w miejscach istotnych koncentracji) (Efroymson et al. 2001, Pepper et al. 2003). Z uwagi na charakter przemieszczania się fal dźwiękowych, zbliżający się samolot wywołuje gwałtowniejsze reakcje, niż kiedy się oddala. Jednocze­śnie wskazuje się na większe negatywne reakcje ptaków na hałas, ruch ludzi i maszyn na ziemi niż na przelatujące nisko samoloty (Delaney et al. 1999). 

Jednak dla wielu ptaków spotykanych na lotniskach trudno mówić o efekcie odstraszania hałasem powodowanym przez samoloty. Wynika to zarówno z efektu przyzwyczajania się ptaków, jak i stosowa­nia coraz cichszych silników w samolotach komunikacyjnych, co przejawia się krótszym dystansem reakcji. Wielokrotnie obserwowano kołujące samoloty komunikacyjne mijają­ce żerujące bociany w odległości ok. 30 m, a towarzyszący temu hałas i widok samolotu nie wpływał na ich zachowanie. Podobnie u szponiastych obecność lotniska oraz nisko przelatujących samolotów nie jest związana z wyraźnie negatywnym oddziaływaniem, w tym z płoszeniem. Ponadto sam bodziec wzrokowy (pojawienie się statku powietrz­nego) wywołuje reakcje typu uniesienia głowy, ale też ataku, np. w przypadku małego samolotu (Gladwin et al. 1988, Stalmaster & Kaiser 1997, Brown et al. 1999, Efroymson et al. 2001, Murphy et al. 2001, Schueck et al. 2001, Palmer et al. 2003).

Poziom hałasu uzależniony jest od wielu czynników: typu statku powietrznego (głów­nie liczby i rodzaju silników), pogody (opady i wiatr wpływają na sposób przenoszenia się fal dźwiękowych), czy wreszcie ukształtowania terenu (odbicia fal dźwiękowych od przeszkód: gór, ściany lasu, wysokich zakrzaczeń itp.) (Standen 2001, Barber et al. 2011). Należy podkreślić znaczenie rzeczywistego natężenia hałasu w danym rejonie (tła), który jest często pomijany w analizach oddziaływania ruchu lotniczego na ptaki. Wartości te w otwartym krajobrazie rolniczym mogą sięgać 40–45 dB. Dlatego obszary analizy ne­gatywnego oddziaływania hałasu wokół lotnisk powinny dotyczyć terenów położonych w obrębie izofony o wartości większej niż 55 dB. Jest to granica odpowiadająca normie długotrwałego dopuszczalnego średniego poziomu dźwięku dla uzdrowisk i szpitali (ULC 2013b). Natomiast uszkodzenia aparatu słuchu ptaków mogą występować jedynie przy ciągłej ekspozycji, rzędu 12–24 godzin, na hałas o poziomie 112–120 dB (Ryals et al. 1999), co w praktyce nie ma miejsca na lotniskach.

Wykorzystanie procedur SID (Standard Instrument Departure) przy starcie i STAR (Standard Instrument Arrival) przy lądowaniu powoduje, że samoloty w rejonach portów lotniczych poruszają się po precyzyjnie wyznaczonej linii. W efekcie olbrzymia więk­szość lądujących i startujących samolotów przelatuje tą samą trasą nad ściśle określonymi obszarami. Ma to z kolei duże znaczenie przy analizach potencjalnego oddziaływania na ptaki. Precyzyjne określenie trasy przelotów w znacznym stopniu zawęża obszar po­tencjalnego oddziaływania związanego głównie z emisją hałasu (Skakuj & Janiszewski 2014).
Hałas emitowany przy przekraczaniu bariery dźwięku przez samoloty
Kwestia wpływu gromu dźwiękowego związanego z przekraczaniem bariery dźwięku była tematem wielu badań przeprowadzanych m. in. na poligonach w Stanach Zjedno­czonych nad takimi gatunkami jak: bielik amerykański Haliaeetus leucocephalus, myszo­łów rdzawosterny Buteo jamaicensis i sokół wędrowny Falco peregrinus (Mancini et al. 1988, Ellis et al. 1991). Reakcje tych ptaków gniazdujących w okolicy lotnisk były często ograniczone jedynie do podnoszenia głowy i nie odnotowano wpływu gromu na sukces lęgowy (przeżywalność młodych). Podobnie nie odnotowano wyraźnych negatywnych oddziaływań hałasu, w tym gromu dźwiękowego, na gniazdujące kolonijnie kormorany krasnolice Phalacrocorax pelagicus oraz mewy popielate Larus smithsonianus w Kalifornii (Schreiber & Schreiber 1980, Air Force 2000). W badaniach nad zespołem leśnych pta­ków wróblowych w rejonach przelotów naddźwiękowych nie stwierdzono negatywnych reakcji ptaków, poza krótkimi przerwami w śpiewie (na ok. 10 s tuż przed nadejściem fali dźwiękowej). Był to efekt fali sejsmicznej związanej z gromem dźwiękowym, która przemieszczała się znacznie szybciej niż fala dźwiękowa (Higgins 1974). Jednak u kon­dora kalifornijskiego Gymnogyps californianus notowano bardziej gwałtowne reakcje na grom dźwiękowy, łącznie z chwilowym opuszczeniem gniazda oraz przerwanymi tokami (Wilbur 1978).

Testy laboratoryjne nie wykazały bezpośredniego negatywnego oddziaływania gromu (w tym zmian ciśnienia związanych z fala uderzeniową) zarówno na strukturę skorupki jaj (np. poprzez pęknięcia), a także na embriony i ich rozwój (Bowles et al. 1994, Ting et al. 2002). Podobnie w eksperymentach na lęgach dzikich indyków Meleagris gallopavo nie stwierdzono wpływu na lęgi (gniazda z jajami) czy też na przeżywalność piskląt z po­wodu oddziaływania fali gromu dźwiękowego. Natomiast reakcje dorosłych osobników ograniczały się do krótkiego zaniepokojenia, trwającego 10–20 sek. (Lynch & Speake 1978). Należy tu przywołać fakt, błędnie przytaczany jako spektakularny przykład nega­tywnego oddziaływania gromu dźwiękowego na ptaki. Dotyczy on masowego opuszcze­nia gniazd w kolonii rybitw czarnogrzbietych Sterna fuscata (ok. 50 tys. ptaków), co mo­gło być spowodowane stratami w lęgach na skutek popękania skorupek jaj, na wyspach Dry Tortugas u wybrzeży Florydy, odnotowane w 1969 r. (Austin et al. 1970). 

Autorzy wskazali jednoznacznie, że codzienne niskie przeloty przy naddźwiękowej prędkości powodowały porzucenia kolonii przez większość dorosłych rybitw. Jednak późniejsze badania w tym samym rejonie nad wpływem gromu nie potwierdziły jego negatywnego oddziaływania na kolonie ptaków, w tym rybitw i głuptaków maskowych Sula dactylatra (Bowles et al. 1991). Wskazują one jednocześnie na takie czynniki, jak wysoki poziom wody i złe warunki pogodowe, które mogły doprowadzić do tak dramatycznej straty lęgów, jednak bez wyraźnego związku z przekraczaniem bariery dźwięku przez przelatu­jące samoloty. Natomiast Brown (2001) wskazuje w tym przypadku (niski przelot samolo­tów wojskowych) na potencjalne większe znaczenie bodźców wzrokowych (pojawienie się samolotu) niż słuchowych (hałas związany z przelotem samolotów) dla kolonijnych ptaków morskich.

Nad obszarem Polski zakazane jest przekraczanie prędkości dźwięku lub lotu z pręd­kością naddźwiękową na i poniżej wysokości ok. 10 tys. m (34 tys. ft) oraz istnieje cał­kowity zakaz przekraczania prędkości dźwięku lub lotu z prędkością naddźwiękową w godzinach nocnych, za wyjątkiem bardzo rzadkich lotów bojowych samolotów prze­chwytujących w ramach misji Air Policing systemu obrony powietrznej (Rozp. Min. Infra­struktury w sprawie zakazów lub ograniczeń lotów na czas dłuższy niż 3 miesiące). Tak więc w Polsce negatywne oddziaływanie zjawiska gromu dźwiękowego na ptaki należy uznać za praktycznie zerowe.
Śmiertelność ptaków w wyniku kolizji ze statkami powietrznymi
Praktycznie wszystkie kolizje ze statkami powietrznymi kończą się śmiercią zwierząt, jed­nak nie ma to istotnego znaczenia na poziomie populacyjnym (za wyjątkiem gatunków skrajnie nielicznych, gdzie każda strata osobnika może mieć wpływ na stan populacji). Część tych kolizji skutkuje natomiast poważniejszymi uszkodzeniami statków powietrz­nych lub wpływa na przebieg lotu. Szacuje się, że jedynie ok. 15% zderzeń z ptakami skutkuje uszkodzeniami statków powietrznych. Natomiast w przypadku ssaków naziem­nych (głównie kopytnych) udział zderzeń, w wyniku których odnotowuje się uszkodze­nia wynosi aż 59%. Średnia liczba kolizji z ptakami na obszarze Stanów Zjednoczonych w latach 2001–2010 wynosiła 7135 kolizji/rok. Szacuje się, że udokumentowanych jest jedynie 25–30% kolizji, pomimo obowiązku zgłaszania (do odpowiednich struktur pań­stwowych, w Polsce do Państwowej Komisji Badania Wypadków Lotniczych), każdego tego typu zdarzenia (kolizja, prawdopodobna kolizja) zapisanego w regulacjach lotni­czych wielu państw (Eschenfelder 2003, Dolbeer et al. 2012). 

W Stanach Zjednoczo­nych ocenia się, że w porównaniu do szacunków śmiertelności w wyniku kolizji z takimi obiektami jak wysokie budynki, mosty, a także w ruchu drogowym, liczba ptaków gi­nących na skutek zderzeń z samolotami to ok. 30 tys. osobników, co stanowi mniej niż 0,01% wszystkich ofiar. Dla porównania, w tym samym czasie w kolizjach z turbinami wiatrowymi ginie ok. 570 tys. ptaków, na drogach około 80 mln, a koty chwytają ich nawet ponad 130 mln (Erickson et al. 2005, Dauphine & Cooper 2013, Smallwood 2013). W Polsce w ostatnich latach rocznie notowanych jest ok. 200 zdarzeń w ruchu lotniczym z udziałem ptaków, w tym także niepotwierdzonych kolizji ze statkami po­wietrznymi, z czego ok. 30 rocznie dotyczy lotnictwa Sił Zbrojnych (Skakuj & Ziółkowski 2012, ULC 2012, Skakuj 2013) (Rys. 2). Dane z ostatnich lat wskazują raczej na wzrost liczby zgłoszeń tego typu przypadków niż wzrost liczby zdarzeń, które wzrastają raczej proporcjonalnie do skali ruchu lotniczego. Dlatego dopiero od roku 2009 można mówić o zgłaszanej liczbie zdarzeń bardziej zbliżonej do faktycznej skali tego zjawiska w Pol­sce. Często stosowanym wskaźnikiem w analizach zagrożeń związanych z kolizjami jest liczba odnotowanych zdarzeń z ptakami na 10 tys. operacji lotniczych. Parametr ten pozwala na bardzo ogólne porównanie zagrożeń związanych z kolizjami, np. pomiędzy lotniskami. Zazwyczaj dla portów lotniczych (Ameryka Północna, Europa) kształtuje się on w granicach od 3 do 8 kolizji, co potwierdzają również dane z Polski. 

Dla każdego lotniska można wskazać specyficzną listę gatunków, które częściej ulega­ją kolizjom. Wynika to m.in. z natężenia ruchu lotniczego i rodzajów statków powietrz­nych, ale przede wszystkim ze struktury i dynamiki awifauny na danym obszarze. Jest to konsekwencją położenia lotniska oraz obecności określonych typów siedlisk na lotnisku, jak i w jego otoczeniu (Deacon & Rochard 2000, Davis et al. 2003, Sowden et al. 2007, Christensen 2008). Do olbrzymiej większości kolizji w przypadku lotnictwa cywilnego dochodzi głównie w trakcie startu oraz lądowania samolotów. W tych fazach lotu statki powietrzne znajdują się na wysokościach <300 m, w tzw. strefie podejścia (rys. 1). 

Duża część kolizji dotyczy samego obszaru lotniska, jednak z uwagi na efektywne programy minimalizowania obecności ptaków na lotniskach, udział kolizji odnotowanych na wy­sokościach <150 m, w porównaniu do wysokości powyżej 150 m, maleje w ostatnich latach (Dolbeer 2011). Wzrasta więc znaczenie zarówno potencjalnego oddziaływania na ptaki, ale również znaczenie zagrożeń związanych z ryzykiem kolizji na wyższych wysokościach. Dotyczy to obszarów wokół lotnisk, przede wszystkim w odległościach do ok. 3 tys. m na przedłużeniach pasów dróg startowych (Skakuj & Kitowski 2011, Dolbeer & Begier 2012). Kolizje dotyczą w większości najpospolitszych i najliczniej spotykanych gatunków z takich grup jak: wróblowe, blaszkodziobe, mewy oraz gołębie Columbidae (EASA 2009, Dolbeer et al. 2012). W Europie i w Polsce głównymi ofiarami kolizji ze stat­kami powietrznymi są mewy, gołębie (głównie rodzaj Columba, przede wszystkim gołę­bie miejskie lub hodowlane), skowronki, jaskółki Hirundinidae, jerzyki Apus apus, czajki Vanellus vanellus, ale też myszołowy oraz pustułki (Dekker et al. 2006, Maragakis 2009, EASA 2009, Both et al. 2010, Kitowski 2011, Skakuj 2013). Miesięczny rozkład zdarzeń z ptakami w Polsce wskazuje na to, że do kolizji dochodzi przede wszystkim po wylo­cie młodych ptaków z gniazd i na początku migracji jesiennej (Rys. 3). Nie ma ścisłego związku pomiędzy warunkami pogodowymi a odnotowanymi kolizjami. 

W warunkach pogodowych sprzyjających zagęszczeniu strumienia migracji nad określonymi obszarami (np. zachodni Bałtyk), wzrasta również zagrożenie związane z potencjalnymi kolizjami statków powietrznych z ptakami (Ruhe 2003). Dodatkowo w przypadku lotnictwa cywil­nego wzrost liczby kolizji w Polsce zbiega się również z wakacyjnym szczytem natężenia operacji lotniczych. Zatem problem śmiertelności dotyczy głównie ptaków młodych, dla których naturalne, znaczne wahania przeżywalności związane są głównie ze zmianami pogody (Robinson et al. 2007, Salewski et al. 2013). W tym kontekście udział śmiertel­ności związanej z kolizjami ze statkami powietrznymi jest marginalny dla populacji więk­szości gatunków. Tam, gdzie notuje się licznie gatunki o wysokim priorytecie ochrony, podejmowane są działania ograniczające ich obecność. Dotyczy to np. kontroli popula­cji susłów moręgowatych Spermophilus citellus na lotniskach w Bratysławie i Koszycach (Słowacja) oraz w Budapeszcie (Węgry), w celu ograniczenia zagrożeń kolizjami samo­lotów z rarogami Falco cherrug oraz orłami cesarskimi Aquila heliaca (Haple et al. 2006, Anonymus 2007, Latkova et al. 2007, Anonymus 2008).

Szacując liczbę ofiar kolizji należy brać pod uwagę fakt, że nie wszystkie tego typu zdarzenia są zgłaszane. Wskaźnik zgłaszania kolizji z ptakami oscyluje na poziomie 25–30% dla państw będących członkami ICAO. Zakładając, że wskaźnik ten jest podobny w Polsce, przy ok. 200 zdarzeń z ptakami można przyjąć, że rzeczywista śmiertelność kształtuje się na poziomie ok. 800 ptaków rocznie. Z tej liczby większość dotyczy jaskółek, jerzyków, mew oraz gołębi. Nie są to zatem straty mogące wpłynąć na populacje lęgowe lub migrujące tych pospolitych ptaków. W ostatnich 30 latach odnotowano nie więcej niż 10 kolizji z bocianami białymi Ciconia ciconia (Klich 2008, Kitowski 2011, Skakuj & Szmit 2011, Skakuj 2012, dane archiwalne PKBWL). Tego typu śmiertelność na poziomie nie większym niż 1 os./3 lata, jest bez znaczenia dla polskiej, raczej stabilnej populacji liczącej ok. 50 tys. par (Guziak & Jakubiec 2006, Chodkiewicz et al. 2013). Natomiast poważne uszkodzenia statków powietrznych w wyniku kolizji sprawiają, że bocian biały musi być postrzegany jako jeden z najniebezpieczniejszych dla lotnictwa gatunków, z uwagi na wielkość populacji lęgowej, preferencje siedliskowe oraz ryzyko i konsekwencje kolizji (Kitowski 2011, Skakuj 2013). 

Michał Skakuj, Ignacy Kitowski, Dorota Łukasik 
Ornis Polonica 2014 

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz