李 虎, 葉建軍, 王冠海, 詹 鼎, 張 良,肖衡林, 王 志, 朱兆華, 徐國鋼

自然保護區(qū)公路野物動物穿行保障措施進展

李 虎1, 葉建軍2, 王冠海1, 詹 鼎2, 張 良1,肖衡林2, 王 志1, 朱兆華3, 徐國鋼3

(1.中鐵十六局集團第一工程有限公司,北京 100084;2.湖北工業(yè)大學 土木建筑與環(huán)境學院,湖北 武漢 430068;3.深圳萬信達生態(tài)環(huán)境股份有限公司,廣東 深圳 518045)

隨著公路建設的發(fā)展,在自然保護區(qū)修建公路已不可避免.公路穿過自然保護區(qū)會帶來生境破壞和分割、野生動物交通事故致死等嚴重影響,威脅自然保護區(qū)內野生動物的生存和繁衍.除了選擇合適施工時段、設置柵欄和野生動物標識等措施外,修建野生動物通道是保障自然保護區(qū)野生動物安全穿行公路、避免生境分割的主要措施.通過總結國內外相關實踐,探討了野生動物通道類型、設計原則和維護要點.圖6,參20.

自然保護區(qū);公路;野生動物通道;穿行

自然保護區(qū)是作為野生動物就地保護的區(qū)域,其設立的目的是為了避免人類活動對野生生物的破壞,保護生物的多樣性和維持生態(tài)平衡.作為物種最豐富的國家之一,中國先后建立了多部關于保護野生動物的法律,截止2016年年底已經在全國范圍內建立了2 640個國家級自然保護區(qū)[1].

隨著國民經濟的迅速發(fā)展,我國的公路建設也發(fā)展速度驚人.截止2016年年底,我國公路總里程已達469.63萬km,相較于1990年的74.11萬km已經增加了近六倍[2].雖然公路選線盡量繞開自然保護區(qū),但很多公路因為建設成本控制等原因不得不從自然保護區(qū)穿越.迄今為止,已有40多條公路的建設穿越了自然保護區(qū)[3].深入認識公路修建對于生境和野生動物的影響,在此基礎上,采取合理的措施,減輕(乃至避免)公路建造對于野生動物的不利影響,已經成為當務之急.

該文在全面回顧國內外有關研究成果的基礎上,總結和探討了國內外在公路修建時保證野生動物穿行措施的合理做法和存在的問題,以為國內公路工程建設同行們提供借鑒.

1 自然保護區(qū)公路修建對生境和野生動物的影響

綜合國外公路生態(tài)學研究成果[4-8],可以發(fā)現主要的影響有以下幾個方面.

1.1 生境的破壞

公路施工帶來的植物砍伐、水土流失和水污染、滑坡、地形地貌的改變,破壞了原有的生境;施工噪音、汽車行駛的噪音、汽車尾氣,污染和惡化了生境環(huán)境.生境的破壞和惡化對很多動物的生存繁衍十分不利,動物往往遠離公路附近,導致有效生境的縮小.

1.2 生境分割隔離

公路的路堤和路塹,以及沿路設置的鐵絲網封閉,將原有自然保護區(qū)分割隔離,實際上使生境碎片化,進一步縮小了有效生境.這對于需要大面積狩獵的大型動物尤其不利.生活在碎片化的生境里的動物,因為公路的阻隔,縮小了尋偶交配的活動區(qū)域,種群間近親繁殖的概率增加,遠親基因交流機會減少;同時,由于覓食活動區(qū)域的減少,野生動物的發(fā)育和成長也會受到影響,使得種群抗病能力下降.最終自然保護區(qū)內的野生動物變得脆弱,甚至會導致物種滅絕.這對于數量稀少的珍惜物種危害尤其嚴重.

1.3 交通事故

一些沒有設置封閉和保障措施的公路,野生動物穿過馬路時,與交通車輛相撞導致野生動物死亡,導致野生動物死亡率增加.這對于數量稀少的珍稀動物的生存和繁衍,構成極大威脅.

由于自然保護區(qū)一般面積有限、多呈孤島狀,公路修建帶來的上述不利影響,尤其嚴重.這對于自然保護區(qū)內珍惜物種的保護,極為不利.所以,在自然保護區(qū)修建公路,要盡量采取措施,減少這些影響.其中,最主要的就是要采取措施,保證野生動物能自由安全地穿行公路,盡量保證絕大多數野生動物的生境不被分割縮小.

2 保證自然保護區(qū)公路野生動物穿行的常見措施

綜合國內外相關實踐[9-11],可以總結出在自然保護區(qū)修建公路時,應該采取以下措施保護野生動物的遷徙:

1)加強施工監(jiān)理,優(yōu)選施工時間,避開野生動物活動的高峰時段;

2)在野生東西出沒的路段設置安全和減速標識,如圖1所示;

3)在非穿越設置柵欄或植物屏障減少野生動物與行駛車輛碰撞的危險;

4)在野生動物主要出沒的路段設置生物保護鏡,利用光的反射作用驅趕野生動物,使其盡量遠離公路;

5)設置野生動物通道以使野生動物能夠安全橫穿公路;

6)防止土壤侵蝕,提高地表植被覆蓋率,盡量恢復原生態(tài)系統.

上述措施中,為野生動物的設置通道最為重要,其建造成本也最高,在很多場合已經成為必要措施.

3 野生動物通道

3.1 野生動物通道類型

1)野生動物通道從體積上劃分可分為小通道和大通道.小通道是指高度或者直徑小于1.5 m的野生動物通道,在實際使用時可以與柵欄一起來引導野生動物到達野生動物通道的入口,可以有效地防止野生動物跑到公路路面上,從而防止了野生動物與公路車輛發(fā)生碰撞等情況.除此之外,在通道附近建成土堆隔離物和在通道內恢復植被都可以有效的引導野生動物進入通道.大通道則是指高度或者直徑大于1.5 m的野生動物通道,主要是為了大型野生哺乳動物穿行公路而修建的[12].

2)野生動物通道從建設位置上可分為路下式野生動物通道、路上式野生動物通道.路下式野生動物通道是一種較為普遍的通道形式,它包括在修建時碰到溝壑或者水域時而建的高架橋和涵洞[13].通常高架橋的上部用來通車和供行人通過,而橋的下部空間則用來連接公路兩側生境,保證野生動物自由的穿行,如圖2所示.為保證野生動物順利通過公路,路下式野生動物通道一般跨徑都會超過8 m,為了防止某些對于公路上車輛噪音特別敏感的野生動物因為害怕而不敢通過通道,因此路下式野生動物通道可以在橋梁兩側恢復植被或者種植樹木來消除噪音.

圖2 路下式野生動物通道Fig.2 wildlife passage under road( brige)

涵洞式野生動物通道在修建時為了節(jié)約成本一般采用造價相對較低的金屬涵管或者混凝土涵箱的形式.涵洞式野生動物通道是為小型爬行類野生動和兩棲類動物穿行公路提供安全通道[14],如圖3所示.

圖3 涵洞式野生動物通道Fig.3 Channel-type wildlife passage

路上式野生動物通道.當公路修建的路線碰到山體時,會直接橫穿山體修建隧道,但是隧道出口處很常常是野生動物經?；顒拥膮^(qū)域.這就會破壞野生動物的棲息地或者阻隔野生動物的遷徙.為了保護野生動物穿行公路,可設計一種隧道口上方野生動物通道.在隧道口種植植被并模擬當地自然環(huán)境,吸引偶蹄類野生動物穿行[15],如圖4所示.

圖4 為偶蹄類動物設置的隧道口上方通道Fig.4 Passage above the tunnel opening for hoofed animal crossing highway

路上式野生動物通道是為了將公路建設時切斷的山體重新連接在一起而在公路上方修建的橋梁.橋面為了誘導野生動物通過,可在上面鋪設土壤和種植植被,而橋兩側則會種植一些灌木叢來降低野生動物的警覺性和降低公路上車輛的噪音污染,如圖5所示.路上式野生動物通道也被稱為“綠橋”,盡量與周圍自然環(huán)境融為一體,降低野生動物在穿行時受到公路行車的影響而產生的壓迫感.某些小型野生動物也可以將其作為臨時的棲息地.某些食肉性動物和蹄類動物因為天性原因不喜歡鉆洞,路上式綠橋野生動物也會很好的解決這方面的問題[16].

圖5 路上綠橋式野生動物通道Fig.5 Green-bridge wildlife passage above road

3)野生動物通道從使用目的上劃分為專用野生動物通道和非專用野生動物通道.專用野生動物通道是為了保護某一種特定的野生動物或者某一個地區(qū)的野生動物群落而修建的,因為這類野生動物通道針對性強,所以在實際使用時會對某個地區(qū)的野生動物保護起到非常積極的作用.比如青藏鐵路在修建時為了保護藏羚羊而專門修建的野生動物通道[17].再比如,在西漢高速公路建設方就專門為金絲猴設計吊索和藤橋等通道,并且利用配偶的氣味來吸引金絲猴通過專用野生動物通道[18].如圖6所示為保護金絲猴等野生動物通過的吊索通道.

圖6 吊索通道Fig.6 Suspension rope passage

非專用野生動物通道除了供野生動物穿行外,還兼作其他用途.如排水涵洞或大橋橋洞.因為其位置隱蔽,受人類活動的干擾較少,所以在實際使用時效果也很好[14].

3.2 野生動物通道的設計原則

總結國內外設計實踐，如文獻[12,16,19-20]所述,得出在自然保護區(qū)設計野生動物通道的設計原則:

1)經濟性原則:通過對原自然保護區(qū)野生動物的活動軌跡和當地生態(tài)環(huán)境進行實地調查,選擇最佳的修建位置、最適用的通道數量、合適的參數修建通道,達到最大的保護效果;為降低成本,應盡量設計多用途通道.

2)預先設計原則:應該在工程修建的設計階段預先設計野生動物通道,從而達到最好的技術經濟效果.

3)綜合利用原則:在公路建設的初期,為了防止野生動物進入施工區(qū)域,需要在公路兩側設置圍欄,而在公路進入運營期內,可在原先圍欄增設柵欄保護野生動物不會橫穿公路,同時在設置柵欄時可把把柵欄作為誘導野生動物穿行野生動物通道的措施.

4)可持續(xù)原則:研究自然保護區(qū)環(huán)境和野生動物的長期變化趨勢,設計通道數量和尺寸具有長遠考慮,可持續(xù)使用.

5)融入自然環(huán)境原則:在通道的附近要盡量構造出符合自然的環(huán)境,使得野生動物能夠自主進入野生動物通道,同時也要有一定誘導作用.

3.3 存在的主要問題

雖然野生動物通道很早就開始使用,但是,已有的實踐表明,野生動物通道的使用效果不佳,甚至有些野生動物通道已經完全廢棄.這些使用率不高的野生動物同往往在修建時存在以下兩個問題:

1)設計野生動物通道時對當地實際情況的調查研究不充分,對野生動物通道在何處設置才能得到最佳的效應沒有進行細致的研究,野生動物通道的設置就顯得非常隨意;對不同的野生動物橫穿公路的特性也缺乏深入認識.這些都導致了野生動物通道在建成后沒有得到預期的效果.

2)野生動物通道的設計和建造需要生態(tài)學、環(huán)境工程、路橋工程等多個專業(yè)技術人員的通力合作,而現實往往只有路橋專業(yè)人員參與野生動物通道的設計建造,其他專業(yè)技術人員往往沒有參與進來或者沒有在公路修建勘察設計時就參與進來.這對設計建造出具有良好效果的野生動物通道十分不利.

野生動物通道建成后,在使用過程中,還應該堅持做好監(jiān)測和維護工作,這兩個方面目前都做得很不好,需要在以后的工作中高度重視:

1)野生動物通道在建成后需要進行長期的監(jiān)測工作,并根據監(jiān)測數據分析野生動物通道對公路兩側的生態(tài)系統所起的作用、野生動物對野生動物通道的利用率和使用野生動物通道的野生動物物種等信息.從而對野生動物通道效用進行評估,為將來改善野生動物通道設計建造提供依據.

2)野生動物通道需要在建成后進行定檢查期維護工作.檢查維護對象包括野生動物通道的結構本身和野生動物通道附近的柵欄.一些涵洞式野生動物通道在保護野生動物穿行的同時也作為排水通道,很容易被淤泥和沙石等堵塞,或者通道的入口處會被水流沖刷而腐蝕.其它類型的野生動物通道也有可能會在長期的使用中被破壞.定期檢查維護是保證野生動物通過能持續(xù)發(fā)揮作用的關鍵.

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Biography：LI Hu,male,born in 1974,senior engineer,highway construction.

Progress on Guarantteeing Measures for Wild Animals Crossing Highway in Nature Reserve

LI Hu1, YE Jian-jun2, WANG Guan-hai1, ZHAN Ding2, ZHANG Liang1,XIAO Heng-lin2, WANG Zhi1, ZHU Zhao-hua3, XU Guo-gang3

(1.China Railway 16th Bureau Group First Engineering Co.,Ltd,Beijing 100084,China;2.School of Civil and Environmental Engineering,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China;3.Shenzhen Wanxinda Ecology and Environment Co.,Ltd.,Shenzhen 518045,China)

It has become inevitable to build highway in natural protection areas with the spray of highway around China.Highway going across natural protection areas can cause habitat destruction,splitting and animal traffic accidents,which threatens the survival and reproduction of wildlife in nature reserves.In addition to selecting suitable construction periods,setting fences and wildlife marking,construction of wild animal passages is the most necessary measure to ensure wildlife crossing the highway safely and to avoid the splitting of the habitats.The types,design principles and maintenance points of wild animal passages has been discussed by summarizing the related practices at home and abroad.6figs.,20refs.

natural protection area; highway; wildlife passage; crossing

2017-05-12

國家重點研發(fā)計劃項目資助(編號:2016YFC0502208);深圳市科技計劃項目資助(編號:GCZX2015051514435234);中鐵十六局一公司橫向科研項目資助(編號:4201/00324)

李 虎(1974-),男,遼寧昌圖人,高級工程師,研究方向:路橋施工技術.

10.3969/j.issn.2095-7300.2017.02-055

U421

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