張洪峰 張 威 胡 罕 蘇麗娜 萬 慧 張希明吳永朋 鞏匆然 楊東東 劉 艷 吳曉民*

(1.陜西省動(dòng)物研究所，西安，710032；2.陜西省科學(xué)院，西安，710043；3.世界自然基金會(huì)(WWF)西安項(xiàng)目辦公室，西安，710075；4.陜西省西安市植物園，西安，710061)

棲息地在動(dòng)物生活史中發(fā)揮著重要的作用，是開展野生動(dòng)物棲息地的研究與保護(hù)已被公認(rèn)為瀕危物種保護(hù)的一條有效途徑[1-4]。關(guān)于野外動(dòng)物棲息地評(píng)估已有大量研究，特別是“3S”技術(shù)的普及與應(yīng)用使得從景觀尺度研究野生動(dòng)物棲息地質(zhì)量成為可能[5-17]。

新建鐵路西安至成都客運(yùn)專線簡(jiǎn)稱“西成客?！?，位于陜西省中南部和四川省中北部地區(qū)，北至西安，向南經(jīng)漢中進(jìn)入四川省境內(nèi)，經(jīng)廣元至江油與綿陽專線相接抵成都，其中陜西省境內(nèi)建筑長(zhǎng)度339.66 km，線路穿越陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)及菜子坪大熊貓走廊帶，沿線分布有大熊貓等野生動(dòng)物。2012年12月9日，西成客專正式開工建設(shè)，為了及時(shí)掌握工程建設(shè)對(duì)沿線大熊貓棲息地植被的影響，作者選取施工前期與施工期的衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行對(duì)比，分析了工程建設(shè)對(duì)陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)及菜子坪走廊帶自然植被與大熊貓棲息地的影響程度，以期為今后大熊貓及棲息地的保護(hù)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于陜西秦嶺中段南坡，北鄰陜西周至國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，西與陜西觀音山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)相鄰，東靠陜西皇冠山省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，地理坐標(biāo)介于108°02′—108°14′E，33°30′—33°44′N。東西寬17.3 km，南北長(zhǎng)24.5 km，總面積25 485 hm2，保護(hù)區(qū)最高海拔為2 760 m，最低海拔為800 m，區(qū)內(nèi)相對(duì)高差達(dá)1 960 m。屬于北亞熱帶山地濕潤(rùn)氣候，年均氣溫23.3℃，年均降水量921.2 mm，年日照時(shí)數(shù)1 638.3 h，植被類型有常綠落葉闊葉林、落葉闊葉林、針闊混交林、針葉林、灌叢和草甸。

菜子坪走廊帶位于秦嶺南坡中段寧陜縣境內(nèi)寧西林業(yè)局板房子、新場(chǎng)、菜子坪、朝陽、正河、皇冠、八寶林場(chǎng)國有林區(qū)，地理坐標(biāo)介于108°11′—108°26′E，32°31′—33°48′N，北、西、東南分別環(huán)繞陜西周至國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、陜西皇冠山省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，是連接這些自然保護(hù)區(qū)的紐帶，海拔732—2 964 m，總面積35 332 hm2。屬于北亞熱帶山地濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫8.0℃，年平均降水量1 027 mm，多集中在7、8、9月，年無霜期80—300 d 。植被類型以落葉闊葉林、針闊混交林為主。

2 研究方法

選取2010、2014年兩年的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，采用最鄰近分類法實(shí)施遙感影像分類，分為針葉林、闊葉林、針闊混交林、灌叢、草地、水體、農(nóng)田、裸地及建設(shè)用地8個(gè)類型，提取2010—2014年新增裸地，分析西成客專建設(shè)期陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)及菜子坪大熊貓走廊帶植被類型、面積、空間分布變化情況，結(jié)合第四次大熊貓調(diào)查數(shù)據(jù)評(píng)估西成客運(yùn)專線對(duì)沿線大熊貓棲息地的影響。

3 研究結(jié)果

3.1 陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)大熊貓棲息地評(píng)估

西成客專建設(shè)期，由于施工便道、施工場(chǎng)地、臨時(shí)工棚的建設(shè)，陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)植被總損毀面積為42.12 hm2，其中，大熊貓棲息地植被損毀面積為26.04 hm2，類型為灌叢、闊葉林、針葉林，占保護(hù)區(qū)總面積的0.10%(表1)。從空間分布來看，約80%的損毀植被分布于木河坪至麻房子、火地子至林口子巡護(hù)公路兩側(cè)100 m范圍內(nèi)(圖1)。

表1 陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)植被損毀統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of vegetation damage in TianhuashanNational Nature Reserve，Shaanxi Province

根據(jù)項(xiàng)目可行性研究線路方案，工程以橋隧相連形式斷續(xù)穿越保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)16.8 km，其中，新場(chǎng)街隧道(14 660 m)在實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度7 090 m，埋深在85—1 190 m；馬面坡隧道(1 250 m)位于實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)，埋深在20—166 m；羅卜峪隧道(2 110 m)位于實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)，埋深在45—370 m；老安山隧道(15 180 m)實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度6 020 m，埋深在187—950 m；麻河大橋(130 m)、木河大橋(110 m)、羅卜峪大橋(110 m)位于實(shí)驗(yàn)區(qū)邊緣。

根據(jù)全國第四次大熊貓調(diào)查結(jié)果，陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)有3只大熊貓，主要分布在保護(hù)區(qū)北部的東、西木河中上部、爛泥糊以及靠近秦嶺主脊一帶，周邊區(qū)域分布2只大熊貓，均位于線路的北側(cè)。西成客專以4座隧道穿越保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)，明線地段僅有3座橋梁工程，最大程度減少了工程建設(shè)對(duì)天華山錦雞梁大熊貓?zhí)炀钟蚍N群棲息地的切割及地表植被的破壞。工程線路海拔在830—1 590 m，沿線植被類型主要以灌叢和闊葉林為主，竹林面積較少，而大熊貓主要分布于保護(hù)區(qū)海拔1 500 m以上的區(qū)域，線路經(jīng)過區(qū)域不是大熊貓的主要活動(dòng)區(qū)域和覓食區(qū)，近年來的監(jiān)測(cè)中未見有大熊貓活動(dòng)痕跡，對(duì)大熊貓活動(dòng)和覓食影響較小。西成客專除羅卜峪大橋以外，其他工程周邊均有居民及道路分布，人為活動(dòng)頻繁，工程距離大熊貓活動(dòng)位置最近直線距離為5 km，考慮到大熊貓遷移習(xí)性，工程為大熊貓預(yù)留了3處橋梁下方動(dòng)物通道和4處隧道上方動(dòng)物通道，按照大熊貓巢域面積(雄性7.6—28.9 km2，雌性3.3—20.2 km2)[18]推算大熊貓遷移穿越(翻越)西成客專向南擴(kuò)散幾率非常小，工程建設(shè)對(duì)大熊貓遷移活動(dòng)影響較少。

3.2 菜子坪走廊帶大熊貓棲息地評(píng)估

西成客專建設(shè)期，由于施工便道、施工場(chǎng)地、臨時(shí)工棚建設(shè)，菜子坪走廊帶植被總損毀面積為57.08 hm2(表2)，其中，大熊貓棲息地植被損毀面積為43.25 hm2，類型為闊葉林、針葉林、灌叢和針闊混交林，占菜子坪走廊帶總面積的0.12%。從空間分布來看約80%的損毀植被分布于菜子坪至花石村、新場(chǎng)鎮(zhèn)至石家坪公路兩側(cè)100 m范圍內(nèi)(圖2)。

表2 菜子坪大熊貓走廊帶植被損毀統(tǒng)計(jì)Tab.2 Statistics of vegetation damage in Caiziping Corridor

根據(jù)項(xiàng)目可行性研究線路方案，線路以橋隧相連及少量路基形式斷續(xù)穿越菜子坪大熊貓走廊帶共計(jì)17.3 km，其中，東梁越嶺隧道(16 640 m)在走廊帶內(nèi)長(zhǎng)度5 180 m，埋深在318—1 150 m；菜子坪隧道(4 310 m)位于走廊帶內(nèi)，埋深在18—830 m；花石隧道(4 470 m)，在走廊帶內(nèi)長(zhǎng)度610 m，埋深在63—980 m；新場(chǎng)街隧道(14 660 m)，走廊帶內(nèi)長(zhǎng)度6 500 m，埋深在278—1 150 m；另有菜子坪東溝大橋(272 m)、西河大橋(19 m)及一處238 m的路基工程位于走廊帶內(nèi)。

根據(jù)全國第四次大熊貓調(diào)查結(jié)果，菜子坪走廊帶內(nèi)有5只大熊貓(4只在線路西側(cè)，1只在線路東側(cè))，主要分布于走廊帶北部，周邊區(qū)域分布8只大熊貓(均位于線路東側(cè))。西成客專以4座隧道、2座橋梁和1處路基工程穿越走廊帶，線路海拔在830—1 590 m，最大限度減小對(duì)走廊帶結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)系統(tǒng)完整性的影響，最大程度上減少了對(duì)天華山錦雞梁大熊貓局域種群棲息地植被的破壞。菜子坪走廊帶北高南低，北部靠近秦嶺主脊海拔多在2 000 m以上，人為活動(dòng)少。南部海拔多在1 500 m左右，分布有菜子坪、花石村、新場(chǎng)鎮(zhèn)，人為活動(dòng)頻繁。走廊帶北部的錦雞梁與秦嶺主梁交匯地帶是大熊貓主要活動(dòng)和覓食區(qū)，西成客專從北向南貫穿菜子坪走廊帶，走廊帶西側(cè)分布有4只大熊貓，東側(cè)分布有9只大熊貓，工程為大熊貓預(yù)留了2處橋梁下方和4處隧道上方動(dòng)物通道，其中花石隧道上方動(dòng)物通道、菜子坪隧道上方動(dòng)物通道、西河大橋橋梁下方動(dòng)物通道、菜子坪東溝大橋橋梁下方動(dòng)物通道是大熊貓遷移的主要通道，可滿足大熊貓的遷移需求。工程線路距離大熊貓活動(dòng)位置最近距離為1 km，施工期間燈光、噪聲、振動(dòng)以及人為活動(dòng)對(duì)大熊貓活動(dòng)覓食會(huì)產(chǎn)生一定程度的干擾，施工期應(yīng)制定科學(xué)合理的緩解或保護(hù)措施。

4 討論

道路建設(shè)對(duì)野生動(dòng)物的影響可分為直接影響和間接影響，直接影響主要表現(xiàn)為動(dòng)物傷亡、屏障效應(yīng)、棲息地破碎化和棲息地喪失[19-21]，間接影響表現(xiàn)為阻隔其繁殖、遷移、擴(kuò)散、棲息地的連通性，從而阻斷種群間基因交流，增加小種群出現(xiàn)和物種滅絕的幾率[22-23]，相關(guān)研究表明：道路及其附屬設(shè)施對(duì)于野生動(dòng)物、植被、土壤和水等有一個(gè)明顯的影響范圍，它是遠(yuǎn)大于道路本身寬度數(shù)倍且邊界呈不規(guī)則的條帶狀區(qū)域[21]，有蹄類的道路影響域平均范圍為(381±40)m[24]，道路對(duì)騾鹿(Odocoileushemionus)和麋鹿(Elaphurusdavidianus)影響距離為200 m，200 m以內(nèi)區(qū)域駝鹿和麋鹿的數(shù)量遠(yuǎn)少于200 m以外區(qū)域的數(shù)量[25]，棕熊(Ursusarctos)很少利用離道路100 m范圍內(nèi)的棲息地[26]，青藏公路的道路影響域約為500 m，道路500 m以內(nèi)藏羚(Pantholopshodgsoni)表現(xiàn)出明顯的回避效應(yīng)[27]。

大熊貓主要分布于落葉闊葉林、針闊混交林和針葉林中，在灌叢、常綠闊葉林和草甸分布數(shù)量極其稀少。灌叢蓋度一般較大，難以穿行，竹子分布也相對(duì)較少，大熊貓利用較少。草甸內(nèi)由于無竹子分布，通常作為大熊貓遷移通道，而耕地、建設(shè)用地等類型不會(huì)被大熊貓利用[28]。

西成客專建設(shè)期的影響主要包括修建施工便道、施工場(chǎng)地、臨時(shí)工棚建設(shè)等建設(shè)對(duì)植被造成的直接影響，以及施工干擾等對(duì)大熊貓遷移、覓食等造成的間接影響。從直接影響來看，工程主要采用隧道形式穿越保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)和走廊帶，最大程度減少了工程建設(shè)對(duì)天華山錦雞梁大熊貓?zhí)烊A山局域種群棲息地的切割及地表植被的破壞。工程線路海拔在830—1 590 m，沿線植被類型主要以灌叢和闊葉林為主，竹林面積較少，而大熊貓主要分布于保護(hù)區(qū)海拔1 500 m以上的區(qū)域，線路避繞了大熊貓的主要活動(dòng)區(qū)域和覓食區(qū)。天華山保護(hù)區(qū)大熊貓棲息地?fù)p毀面積為26.04 hm2，占保護(hù)區(qū)總面積的0.10%，菜子坪走廊帶大熊貓棲息地?fù)p毀面積為43.25 hm2，占走廊帶總面積的0.12%，損毀植被類型分別以灌叢15.99 hm2(38.0%)和闊葉林27.42 hm2(48.0%)為主。從空間分布來看，80%的損毀植被位于連接隧道出入口和橋梁的既有公路或廢棄公路100 m范圍內(nèi)，西成鐵路建設(shè)期對(duì)大熊貓棲息地植被直接影響程度較小。從間接影響來看，陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)及周邊區(qū)域共分布5只大熊貓，均位于線路的北側(cè)。菜子坪走廊帶及周邊區(qū)域共分布13只大熊貓，4只在線路西側(cè)，9只位于線路東側(cè)?？紤]到大熊貓遷移習(xí)性，工程為大熊貓共設(shè)計(jì)5處橋梁下方動(dòng)物通道和8處隧道上方動(dòng)物通道，可滿足大熊貓正常遷移的需求。西成客專天華山保護(hù)區(qū)段工程距離大熊貓活動(dòng)位置的最近距離約5 km，菜子坪走廊帶段工程距離大熊貓活動(dòng)位置的最近距離約1 km，施工期間燈光、噪聲、振動(dòng)以及人為活動(dòng)會(huì)對(duì)大熊貓產(chǎn)生一定程度的干擾，間接影響不容忽視，建議在施工期采取如下的緩解或保護(hù)措施。

(1)嚴(yán)格控制施工范圍與強(qiáng)度。嚴(yán)格控制項(xiàng)目臨時(shí)用地區(qū)域，不得隨意新增施工便道、施工場(chǎng)地、棄渣場(chǎng)等臨時(shí)用地。嚴(yán)格控制施工作業(yè)范圍，減小地表擾動(dòng)，保水保土，盡量避免對(duì)大熊貓等棲息地的占用與破壞。

(2)優(yōu)化施工時(shí)段。避免晨昏施工作業(yè)，禁止夜間施工；隧道爆破和高噪聲設(shè)備作業(yè)時(shí)間段盡量集中，尤其應(yīng)減少隧道爆破作業(yè)頻次，通過工程措施降低山體爆破和施工的噪音。

(3)開展施工期大熊貓棲息地生態(tài)與野生動(dòng)物活動(dòng)規(guī)律研究。在工程沿線設(shè)置視頻監(jiān)控、紅外相機(jī)等進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，掌握西成客專建設(shè)期大熊貓棲息地與野生動(dòng)物活動(dòng)規(guī)律，為大熊貓的保護(hù)管理提供科學(xué)依據(jù)。

(4)加強(qiáng)棲息地恢復(fù)。施工結(jié)束后對(duì)已經(jīng)損毀大熊貓棲息地植被進(jìn)行恢復(fù)，采取自然與人工恢復(fù)相結(jié)合的方式，促進(jìn)大熊貓等野生動(dòng)物適應(yīng)與利用。

致謝：本項(xiàng)研究得到了陜西省科學(xué)院和世界自然基金會(huì)(WWF)西安項(xiàng)目辦資助與支持，中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心徐衛(wèi)華研究員為本項(xiàng)研究提供了技術(shù)幫助，陜西天華山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局的徐振江、羅俊在野外調(diào)查期間給予了大力幫助，在此一并表示感謝！