成鴻飛，朱 云，蔡 瓊，楊 釗，封 托，張洪峰＊

（1.陜西觀音山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，陜西 楊凌712100；2.陜西省動(dòng)物研究所，西安710032）

野生動(dòng)物通道是指位于道路上方或下方，用來協(xié)助野生動(dòng)物遷移的通道［1］，從20世紀(jì)50年代起，國(guó)外一些生態(tài)學(xué)家和民間組織開始關(guān)注公路對(duì)野生動(dòng)物棲息地的影響。歐洲一些國(guó)家開始設(shè)計(jì)和使用野生動(dòng)物通道，保護(hù)有限的生物多樣性資源［2］。20世紀(jì)70年代，美國(guó)和加拿大等國(guó)開始關(guān)注公路對(duì)環(huán)境的影響，把環(huán)境影響評(píng)價(jià)和野生動(dòng)物通道的設(shè)計(jì)納入高速公路規(guī)劃中，并制訂了相關(guān)的政策和法規(guī)［3－4］。野生動(dòng)物通道不只是設(shè)計(jì)讓動(dòng)物穿過的通道，還要切實(shí)做到建成后野生動(dòng)物能夠有效利用，通道建成后要進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，并采取相應(yīng)的措施對(duì)通道進(jìn)行維護(hù)和改造［6］。野生動(dòng)物通道監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、持續(xù)性的、系統(tǒng)性的工作，不僅有助于對(duì)評(píng)價(jià)野生動(dòng)物通道的作用和效果，而且可為其他類似公路建設(shè)中野生動(dòng)物通道的設(shè)計(jì)、施工、評(píng)價(jià)、優(yōu)化、管理等提供科學(xué)完整的數(shù)據(jù)資料［17］。

國(guó)內(nèi)研究有關(guān)公路建設(shè)及其所產(chǎn)生的生態(tài)影響的相對(duì)較少，野生動(dòng)物通道設(shè)置的研究主要集中于河南駐馬店－信陽高速公路［5］、云南思茅－小勐養(yǎng)高速公路［6］、青藏鐵路［7－9］、戶縣－洋縣高速公路［10］、韶贛高速公路［11－12］、哈密至羅布泊鐵路［13］與即將建設(shè)的北京至新疆高速公路。

結(jié)合國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)公路建設(shè)實(shí)際，我們于2012年7月至2013年9月，調(diào)查了東涼公路兩側(cè)野生動(dòng)物種類分布、車流量、人為干擾等因素，在全長(zhǎng)14.1 km的東涼公路上設(shè)置9處動(dòng)物通道，其中橋梁形式通道7處，緩坡形式通道2處。2013年11月至2014年9月，對(duì)所設(shè)置動(dòng)物通道利用進(jìn)行了系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。本研究通過對(duì)東涼公路動(dòng)物通道的有效性分析，研究將林區(qū)公路小橋涵洞改造為動(dòng)物通道的可行性與相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以期為國(guó)家自然保護(hù)區(qū)類似公路動(dòng)物通道設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

試驗(yàn)區(qū)域位于陜西觀音山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)西北部（圖1），該保護(hù)區(qū)地處于秦嶺大熊貓保護(hù)區(qū)群的中心位置，西臨佛坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、北靠周至國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、東接天華山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。以保護(hù)區(qū)內(nèi)東河臺(tái)至涼風(fēng)埡公路兩側(cè)2 km為監(jiān)測(cè)研究區(qū)域，地理坐標(biāo)為東經(jīng)107°51′～107°57′，北緯 33°41′～33°44′，海拔1 370～2 117 m，年平均氣溫11.5℃，年降水量922.8 mm。植被類型主要以落葉闊葉林、針闊混交林和針葉林為主［18］。

圖1 研究區(qū)域位置示意圖

2 研究方法

2.1 紅外相機(jī)布設(shè)

2014年1月至6月，使用型號(hào)Ltl－6210紅外相機(jī)對(duì)東涼公路動(dòng)物通道利用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在7處橋梁形式通道下方布設(shè)7臺(tái)紅外相機(jī)，相機(jī)布設(shè)方式為懸掛式，拍攝模式為高清晰24 h連續(xù)拍攝，拍攝間隔時(shí)間為1 min，拍攝模式為“照片＋視頻”。相機(jī)靈敏度設(shè)置為“高”，每季度進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)，收取照片并更換電池。

2.2 樣帶監(jiān)測(cè)

2013年11月至2014年9月，在7處橋梁通道下方和2處緩坡通道上設(shè)置樣帶，樣帶大小為10 m長(zhǎng)，1 m寬，鋪撒沙土，沙土厚度為3～5 cm，定期觀察和記錄野生動(dòng)物的足跡。樣帶監(jiān)測(cè)每季度進(jìn)行一次，每次監(jiān)測(cè)進(jìn)行3次數(shù)據(jù)記錄。監(jiān)測(cè)開始時(shí)記錄沙障上動(dòng)物足跡，并拍照存檔，之后對(duì)沙障進(jìn)行清理，10 d后進(jìn)行第二次觀察記錄，之后再次對(duì)沙障進(jìn)行清理，間隔10 d后在進(jìn)行第三次監(jiān)測(cè)記錄。

2.3 動(dòng)物活動(dòng)痕跡新等級(jí)劃分

根據(jù)動(dòng)物足跡鏈或糞便的多少與新鮮程度，將動(dòng)物活動(dòng)痕跡等級(jí)分為以下三級(jí)：

Ⅰ級(jí)：利用的動(dòng)物種類為1～2種，痕跡非常少，足跡或糞便陳舊。

Ⅱ級(jí)：利用的動(dòng)物種類為3～4種，痕跡較少，足跡或糞便較為新鮮。

Ⅲ級(jí)：利用的動(dòng)物種類大于4種，痕跡較多，足跡或糞便新鮮。

2.4 數(shù)據(jù)處理與分析

照片回收后，將同一臺(tái)相機(jī)照片未拍攝到動(dòng)物個(gè)體的“空拍”照片全部去除，并去除同一時(shí)間段內(nèi)同一動(dòng)物個(gè)體連續(xù)拍攝的照片，對(duì)有效動(dòng)物照片進(jìn)行物種鑒別與統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算通道相對(duì)利用率（Relative effectivene index）、月通道相對(duì)利用率 （Monthly Relative effectivene index）等指標(biāo)。

通道相對(duì)利用率計(jì)算公式為：

其中，REI代表通道相對(duì)利用率（%）；Ai代表第i類動(dòng)物利用通道的頻次；N代表動(dòng)物利用通道的頻次總和。

月通道相對(duì)利用率計(jì)算公式為：

其中，MREI代表通道月相對(duì)利用率（%）；Mi代表第i類動(dòng)物在第i個(gè)月份利用通道的頻次；N代表該動(dòng)物利用通道的頻次總和。

3 研究結(jié)果

3.1 不同野生動(dòng)物通道動(dòng)物活動(dòng)痕跡等級(jí)

根據(jù)圖2可以看出，2013年11月至2014年9月東涼公路9處動(dòng)物通道均有野生動(dòng)物活動(dòng)痕跡，即有野生動(dòng)物活動(dòng)，冬季與春季野生動(dòng)物活動(dòng)痕跡較多，夏季后野生動(dòng)物活動(dòng)痕跡較少。

圖2 東涼公路動(dòng)物通道野生動(dòng)物活動(dòng)痕跡等級(jí)

3.2 通道利用率

2014年1－6月，共拍攝到7種獸類利用動(dòng)物通道進(jìn)行遷移，分別是羚牛 （Budorcas taxicolor）、鬣羚（Naemorhedus goral）、豹貓（Prionailurus bengalensis）、果子貍（Paguma larvata）、黃鼬（Mustela sibirica）、青鼬（Martes flavigula）、家犬（Canis familiaris）。不同動(dòng)物種類對(duì)通道相對(duì)利用率表現(xiàn)出一定差異，其中羚牛對(duì)通道的相對(duì)利用率最高，為36.07%；家犬對(duì)通道的相對(duì)利用率最低，為1.64%；其他種類對(duì)通道的相對(duì)利用率介于二者之間（表1），不同動(dòng)物種類對(duì)通道的相對(duì)利用率間顯呈差異極顯著（χ2＝55.043，df＝6，p＜0.01）。從通道利用位置來看，東涼公路動(dòng)物通道利用頻繁區(qū)域主要集中在寸溝至涼風(fēng)埡之間，該區(qū)域遠(yuǎn)離居民點(diǎn)，人為干擾小，海拔在1 500 m以上，是保護(hù)區(qū)南北兩個(gè)核心區(qū)野生動(dòng)物遷移的廊道。

表1 不同動(dòng)物種類對(duì)東涼公路動(dòng)物通道利用頻次統(tǒng)計(jì)

3.3 不同形式通道利用差異

從通道有效性來看，橋梁形式通道的利用率要高于緩坡形式通道（圖3），不同動(dòng)物種類對(duì)通道的相對(duì)利用率之間呈差異顯著（χ2＝52.018，df ＝1，p＜0.01）。

圖3 東涼公路不同類型動(dòng)物通道利用次數(shù)統(tǒng)計(jì)圖

3.4 不同月份通道利用規(guī)律

從動(dòng)物利用通道的時(shí)間來看，1月份通道相對(duì)利用率最高，為41.67%；6月最低不足5.00%；隨著時(shí)間的變化，呈現(xiàn)出波動(dòng)性周期變化，即從1月份開始通道相對(duì)利用率開始降低，3月份開始回升；到4月回升至最高后開始下降，呈現(xiàn)出降低－升高－再降低的變化趨勢(shì)（見圖4），不同月份動(dòng)物種通道的相對(duì)利用率之間差異顯著（χ2＝52.018，df ＝1，p＜0.01）。

圖4 不同月份對(duì)東涼公路動(dòng)物通道利用頻次統(tǒng)計(jì)圖

4 討論

目前，我國(guó)動(dòng)物通道設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)主要側(cè)重于高等級(jí)的新建或改擴(kuò)建公（鐵）路［19－24］。李玉強(qiáng)［6］（2013）認(rèn)為動(dòng)物通道也適用于對(duì)野生動(dòng)物重要生境和遷移擴(kuò)散路線上已經(jīng)建好的公路、鐵路改造工程中。趙山海［25］（2009）提出小橋涵在林區(qū)公路中的作用及將小橋涵作為動(dòng)物通道的設(shè)計(jì)原則。余為干［26］（2010）總結(jié)并提出鄉(xiāng)村道路下穿高速公路通道設(shè)計(jì)要求。張洪峰［27］（2009）、封托［28］（2013）通過對(duì)青藏鐵路小橋涵的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)藏原羚、狼、沙狐等野生動(dòng)物利用青藏鐵路小橋涵作為其遷移的通道。東涼公路是陜西觀音山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)具有代表性的一條林區(qū)公路，且具有數(shù)量較多的小橋涵（小橋涵是林區(qū)公路上最常見的小型排水構(gòu)造物）公路兩側(cè)野生動(dòng)物資源十分豐富，作者對(duì)小橋涵進(jìn)行改造，將其作為野生動(dòng)物通行的通道，采用紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)通道的利用情況，發(fā)現(xiàn)東涼公路動(dòng)物通道已被羚牛、豹貓等野生動(dòng)物有效利用，這說明將林區(qū)公路小橋涵通過改造作為動(dòng)物通行的通道是可行的。

Clevenger等［29］和 Norris 等［30］認(rèn) 為 通 道 的結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境特征以及人類活動(dòng)都會(huì)影響到野生動(dòng)物對(duì)通道的利用程度，本研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)物利用通道頻率夜間明顯高于白天，這與周邊的環(huán)境因素及野生動(dòng)物的習(xí)性密切相關(guān)，東涼公路兩側(cè)分布有一個(gè)行政村，47戶212人，白天公路上車流量和人為干擾較大，而夜間則較小，這是引起差異的原因之一。在季節(jié)方面冬春季利用頻率較高，而夏秋季利用率相對(duì)較低，這與動(dòng)物的遷移習(xí)性息息相關(guān)，春季動(dòng)物要進(jìn)行遷移，一般是從低海拔區(qū)域向高海拔區(qū)域活動(dòng)；冬季時(shí)恰好相反，是由高海拔區(qū)域向低海拔區(qū)域活動(dòng)，動(dòng)物通道恰好處在其遷移路徑上活，因此，通道的利用頻次會(huì)表現(xiàn)出季節(jié)性差異。

對(duì)通道的利用率分析發(fā)現(xiàn)羚牛對(duì)通道的相對(duì)利用率最高，這是因?yàn)榱缗Ｊ乔貛X中體型較大的有蹄類動(dòng)物，具有遷移習(xí)性，而東涼公路恰好處于遷移通道上。另外，曾治高［31］認(rèn)為羚牛具有舔鹽習(xí)性，監(jiān)測(cè)6中發(fā)現(xiàn)部分羚牛個(gè)體有舔舐通道側(cè)壁的行為，此為其獲取鹽分的一種方式，羚牛這一特有的行為促使其對(duì)通道較高的利用頻率。監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)公路橋涵附近經(jīng)常有嚙齒類動(dòng)物活動(dòng)，嚙齒類動(dòng)物是許多食肉動(dòng)物的主要食物來源，而東涼公路動(dòng)物通道儼然成為一個(gè)潛在的“捕食陷阱”為一些小型食肉類動(dòng)物提供了一個(gè)很好的覓食場(chǎng)所，這也是果子貍、豹貓的對(duì)通道的相對(duì)利用率也較高的因素之一。鬣羚、青鼬、黃鼬對(duì)通道的利用率很低，究其原因還有待于進(jìn)一步研究。

盡管東涼公路是一條普通的鄉(xiāng)村公路，且周邊動(dòng)物資源豐富，但因公路車輛和人為干擾，對(duì)野生動(dòng)物遷移造成阻隔影響較大。通過對(duì)橋梁（涵洞）的改造、建立路基緩坡、設(shè)置標(biāo)識(shí)牌等多種方式，有效的促進(jìn)了公路兩側(cè)野生動(dòng)物的遷移，從而降低和減緩該公路對(duì)野生動(dòng)物的阻隔影響。

［1］ Clevenger A P，Waltho N.Factors Influencing the effectiveness of wildlife underpasses in Banff National Park［J］.Alberta，Canada，2001，14（1）：47－56.

［2］ Forman R T，Sperling D，Bissonette J A，et a1.Road ecology：Science and solutions［M］.Detroit：Inland Press，2002：3－397.

［3］ Sandra J N，Jim W D，Raymond M，et al.Use of highway undercrossing by wildlife in southern California［J］.Biological Conservation，2004，115（3）：499－507.

［4］ Alexander S，Waters N.The effects of highway transportation corridors on wildlife：A case study of Banff National Park［J］.Transportation Research Part C：Emerging Technologies，2000，8（1）：307－320.

［5］ 黃錦輝，李群，劉曉麗.河南周口至省界段高速公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響［J］.生態(tài)學(xué)雜志雜志，2002，21（1）：74－79.

［6］ 李玉強(qiáng)，邢韶華，劉生強(qiáng).陸生野生動(dòng)物通道設(shè)計(jì)方法［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（6）：137－143.

［7］ 吳曉民，王偉.青藏鐵路之野生動(dòng)物保護(hù)［M］.北京：科學(xué)出版社，2006.

［8］ 楊奇森，夏霖，吳曉民.青藏鐵路線上的野生動(dòng)物通道與藏羚羊保護(hù)［J］.生物學(xué)通報(bào)，2005，40（5）：15－17.

［9］ 殷寶法，淮虎銀，張鐿鋰，等.青藏鐵路、公路對(duì)野生動(dòng)物活動(dòng)的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26（12）：3917－3923.

［10］ 侯凌，談卓著.戶縣至洋縣高速公路動(dòng)物通道設(shè)置［J］.山西建筑，2009，35（25）：281－282.

［11］ 陳志展，蔡榮坤.公路對(duì)野生動(dòng)物影響和保護(hù)措施研究［J］.廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，10（2）：21－25.

［12］ 李斌.韶贛高速公路野生動(dòng)物通道兩棲動(dòng)物保護(hù)效果及改進(jìn)措施研究［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2012.

［13］ 寇明旭.哈密－羅布泊鐵路對(duì)野駱駝遷徙阻隔的影響［J］.鐵路節(jié)能環(huán)保與安全衛(wèi)生，2013，3（3）：116－118.

［14］ http：／／www.zhb.gov.cn／zhxx／wqgs／201210／t20121026＿240565.htm.

［15］http：／／www.zhb.gov.cn／zhxx／wqgs／201307／t20130709＿255140.htm.

［16］ http：／／www.zhb.gov.cn／zhxx／wqgs／201312／t20131204＿264401.htm.

［17］ Clevenger，A.P.and Huijser M.P.2003.Wildlife Crossing Structure Handbook：Design and Evaluation in North A－merica.

［18］ 黨坤良，李登武，王開峰.陜西觀音山自然保護(hù)區(qū)綜合科學(xué)考察與生物多樣性研究［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2006.

［19］ 潘文婧，張立，李國(guó)鋒，等.思小高速公路對(duì)亞洲象遷移的影響［M］／／野生動(dòng)物生態(tài)與資源保護(hù)第三屆全國(guó)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集［C］.上海：中國(guó)動(dòng)物學(xué)會(huì)，2006.

［20］ 梁霞，晏曉林，戴泉玉，等.高速公路設(shè)置野生動(dòng)物通道初探卬［J］.環(huán)境工程，2009（2）：166－168.

［21］ 張晏，費(fèi)世江.公路建設(shè)中野生動(dòng)物通道的設(shè)置研究［J］.遼寧科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，32（1）：93－98.

［22］ 付鵬，張宇，吳曉民，等.青藏鐵路野生動(dòng)物通道有效性分析［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2011，36（2）：98－106.

［23］ 朱玉峰，沈毅，董博昶.新疆明哈高速公路野生動(dòng)物通道設(shè)置［M］.／／中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第八卷）［C］.2013.

［24］ 李細(xì)偉，何智勇，薛承鵬.高速公路動(dòng)物通道的研究［J］.公路，2014，8（8）：137－139.

［25］ 趙山海，趙建鑫，王鈺.小橋涵在林區(qū)公路中的作用及設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)林業(yè)，2009（10）：60－61.

［26］ 余為干，廖曉鋒，楊哲.鄉(xiāng)村道路下穿高速公路通道設(shè)計(jì)研究［J］.公路交通科技，2010（1）：89－90.

［27］ 張洪峰，封托，孔飛，等.青藏鐵路小橋被藏羚羊等高原野生動(dòng)物利用的監(jiān)測(cè)研究［J］.生物學(xué)通報(bào)，2009，10（44）：8－10.

［28］ 封托，張洪峰，吳曉民.青藏鐵路運(yùn)營(yíng)期野生動(dòng)物通道利用狀況初探［J］.陜西林業(yè)科技，2013（5）：56－60.

［29］ Clevenger A P，Waltho N.Performances indices to identify attributes of highway crossing structures facilitating movement of large mammals［J］.Biological Conservation，2005，121（3）：453－464.

［30］ Norris L D，Jeffrey W G.Influence of underpasses and traffic on white－tailed deer highway permeability［J］.Wildlife Society Bulletin，2011，35（3）：27－281.

［31］ 曾治高，宋延齡.秦嶺羚牛的舔鹽習(xí)性［J］.動(dòng)物學(xué)雜志，1998，33（3）：31－33.