自然保護(hù)區(qū)公路野物動(dòng)物穿行保障措施進(jìn)展

李 虎, 葉建軍, 王冠海, 詹 鼎, 張 良,肖衡林, 王 志, 朱兆華, 徐國(guó)鋼

自然保護(hù)區(qū)公路野物動(dòng)物穿行保障措施進(jìn)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(guó)鋼3

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

隨著公路建設(shè)的發(fā)展,在自然保護(hù)區(qū)修建公路已不可避免.公路穿過(guò)自然保護(hù)區(qū)會(huì)帶來(lái)生境破壞和分割、野生動(dòng)物交通事故致死等嚴(yán)重影響,威脅自然保護(hù)區(qū)內(nèi)野生動(dòng)物的生存和繁衍.除了選擇合適施工時(shí)段、設(shè)置柵欄和野生動(dòng)物標(biāo)識(shí)等措施外,修建野生動(dòng)物通道是保障自然保護(hù)區(qū)野生動(dòng)物安全穿行公路、避免生境分割的主要措施.通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)實(shí)踐,探討了野生動(dòng)物通道類型、設(shè)計(jì)原則和維護(hù)要點(diǎn).圖6,參20.

自然保護(hù)區(qū);公路;野生動(dòng)物通道;穿行

自然保護(hù)區(qū)是作為野生動(dòng)物就地保護(hù)的區(qū)域,其設(shè)立的目的是為了避免人類活動(dòng)對(duì)野生生物的破壞,保護(hù)生物的多樣性和維持生態(tài)平衡.作為物種最豐富的國(guó)家之一,中國(guó)先后建立了多部關(guān)于保護(hù)野生動(dòng)物的法律,截止2016年年底已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)建立了2 640個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)[1].

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國(guó)的公路建設(shè)也發(fā)展速度驚人.截止2016年年底,我國(guó)公路總里程已達(dá)469.63萬(wàn)km,相較于1990年的74.11萬(wàn)km已經(jīng)增加了近六倍[2].雖然公路選線盡量繞開(kāi)自然保護(hù)區(qū),但很多公路因?yàn)榻ㄔO(shè)成本控制等原因不得不從自然保護(hù)區(qū)穿越.迄今為止,已有40多條公路的建設(shè)穿越了自然保護(hù)區(qū)[3].深入認(rèn)識(shí)公路修建對(duì)于生境和野生動(dòng)物的影響,在此基礎(chǔ)上,采取合理的措施,減輕(乃至避免)公路建造對(duì)于野生動(dòng)物的不利影響,已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急.

該文在全面回顧國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上,總結(jié)和探討了國(guó)內(nèi)外在公路修建時(shí)保證野生動(dòng)物穿行措施的合理做法和存在的問(wèn)題,以為國(guó)內(nèi)公路工程建設(shè)同行們提供借鑒.

1 自然保護(hù)區(qū)公路修建對(duì)生境和野生動(dòng)物的影響

綜合國(guó)外公路生態(tài)學(xué)研究成果[4-8],可以發(fā)現(xiàn)主要的影響有以下幾個(gè)方面.

1.1 生境的破壞

公路施工帶來(lái)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(chē)行駛的噪音、汽車(chē)尾氣,污染和惡化了生境環(huán)境.生境的破壞和惡化對(duì)很多動(dòng)物的生存繁衍十分不利,動(dòng)物往往遠(yuǎn)離公路附近,導(dǎo)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(shè)置的鐵絲網(wǎng)封閉,將原有自然保護(hù)區(qū)分割隔離,實(shí)際上使生境碎片化,進(jìn)一步縮小了有效生境.這對(duì)于需要大面積狩獵的大型動(dòng)物尤其不利.生活在碎片化的生境里的動(dòng)物,因?yàn)楣返淖韪?縮小了尋偶交配的活動(dòng)區(qū)域,種群間近親繁殖的概率增加,遠(yuǎn)親基因交流機(jī)會(huì)減少;同時(shí),由于覓食活動(dòng)區(qū)域的減少,野生動(dòng)物的發(fā)育和成長(zhǎng)也會(huì)受到影響,使得種群抗病能力下降.最終自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的野生動(dòng)物變得脆弱,甚至?xí)?dǎo)致物種滅絕.這對(duì)于數(shù)量稀少的珍惜物種危害尤其嚴(yán)重.

1.3 交通事故

一些沒(méi)有設(shè)置封閉和保障措施的公路,野生動(dòng)物穿過(guò)馬路時(shí),與交通車(chē)輛相撞導(dǎo)致野生動(dòng)物死亡,導(dǎo)致野生動(dòng)物死亡率增加.這對(duì)于數(shù)量稀少的珍稀動(dòng)物的生存和繁衍,構(gòu)成極大威脅.

由于自然保護(hù)區(qū)一般面積有限、多呈孤島狀,公路修建帶來(lái)的上述不利影響,尤其嚴(yán)重.這對(duì)于自然保護(hù)區(qū)內(nèi)珍惜物種的保護(hù),極為不利.所以,在自然保護(hù)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(dòng)物能自由安全地穿行公路,盡量保證絕大多數(shù)野生動(dòng)物的生境不被分割縮小.

2 保證自然保護(hù)區(qū)公路野生動(dòng)物穿行的常見(jiàn)措施

綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)實(shí)踐[9-11],可以總結(jié)出在自然保護(hù)區(qū)修建公路時(shí),應(yīng)該采取以下措施保護(hù)野生動(dòng)物的遷徙:

1)加強(qiáng)施工監(jiān)理,優(yōu)選施工時(shí)間,避開(kāi)野生動(dòng)物活動(dòng)的高峰時(shí)段;

2)在野生東西出沒(méi)的路段設(shè)置安全和減速標(biāo)識(shí),如圖1所示;

3)在非穿越設(shè)置柵欄或植物屏障減少野生動(dòng)物與行駛車(chē)輛碰撞的危險(xiǎn);

4)在野生動(dòng)物主要出沒(méi)的路段設(shè)置生物保護(hù)鏡,利用光的反射作用驅(qū)趕野生動(dòng)物,使其盡量遠(yuǎn)離公路;

5)設(shè)置野生動(dòng)物通道以使野生動(dòng)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(fù)原生態(tài)系統(tǒng).

上述措施中,為野生動(dòng)物的設(shè)置通道最為重要,其建造成本也最高,在很多場(chǎng)合已經(jīng)成為必要措施.

3 野生動(dòng)物通道

3.1 野生動(dòng)物通道類型

1)野生動(dòng)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(dòng)物通道,在實(shí)際使用時(shí)可以與柵欄一起來(lái)引導(dǎo)野生動(dòng)物到達(dá)野生動(dòng)物通道的入口,可以有效地防止野生動(dòng)物跑到公路路面上,從而防止了野生動(dòng)物與公路車(chē)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(nèi)恢復(fù)植被都可以有效的引導(dǎo)野生動(dòng)物進(jìn)入通道.大通道則是指高度或者直徑大于1.5 m的野生動(dòng)物通道,主要是為了大型野生哺乳動(dòng)物穿行公路而修建的[12].

2)野生動(dòng)物通道從建設(shè)位置上可分為路下式野生動(dòng)物通道、路上式野生動(dòng)物通道.路下式野生動(dòng)物通道是一種較為普遍的通道形式,它包括在修建時(shí)碰到溝壑或者水域時(shí)而建的高架橋和涵洞[13].通常高架橋的上部用來(lái)通車(chē)和供行人通過(guò),而橋的下部空間則用來(lái)連接公路兩側(cè)生境,保證野生動(dòng)物自由的穿行,如圖2所示.為保證野生動(dòng)物順利通過(guò)公路,路下式野生動(dòng)物通道一般跨徑都會(huì)超過(guò)8 m,為了防止某些對(duì)于公路上車(chē)輛噪音特別敏感的野生動(dòng)物因?yàn)楹ε露桓彝ㄟ^(guò)通道,因此路下式野生動(dòng)物通道可以在橋梁兩側(cè)恢復(fù)植被或者種植樹(shù)木來(lái)消除噪音.

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

涵洞式野生動(dòng)物通道在修建時(shí)為了節(jié)約成本一般采用造價(jià)相對(duì)較低的金屬涵管或者混凝土涵箱的形式.涵洞式野生動(dòng)物通道是為小型爬行類野生動(dòng)和兩棲類動(dòng)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(dòng)物通道Fig.3 Channel-type wildlife passage

路上式野生動(dòng)物通道.當(dāng)公路修建的路線碰到山體時(shí),會(huì)直接橫穿山體修建隧道,但是隧道出口處很常常是野生動(dòng)物經(jīng)?；顒?dòng)的區(qū)域.這就會(huì)破壞野生動(dòng)物的棲息地或者阻隔野生動(dòng)物的遷徙.為了保護(hù)野生動(dòng)物穿行公路,可設(shè)計(jì)一種隧道口上方野生動(dòng)物通道.在隧道口種植植被并模擬當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境,吸引偶蹄類野生動(dòng)物穿行[15],如圖4所示.

圖4 為偶蹄類動(dòng)物設(shè)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(dòng)物通道是為了將公路建設(shè)時(shí)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(dǎo)野生動(dòng)物通過(guò),可在上面鋪設(shè)土壤和種植植被,而橋兩側(cè)則會(huì)種植一些灌木叢來(lái)降低野生動(dòng)物的警覺(jué)性和降低公路上車(chē)輛的噪音污染,如圖5所示.路上式野生動(dòng)物通道也被稱為“綠橋”,盡量與周?chē)匀画h(huán)境融為一體,降低野生動(dòng)物在穿行時(shí)受到公路行車(chē)的影響而產(chǎn)生的壓迫感.某些小型野生動(dòng)物也可以將其作為臨時(shí)的棲息地.某些食肉性動(dòng)物和蹄類動(dòng)物因?yàn)樘煨栽虿幌矚g鉆洞,路上式綠橋野生動(dòng)物也會(huì)很好的解決這方面的問(wèn)題[16].

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

3)野生動(dòng)物通道從使用目的上劃分為專用野生動(dòng)物通道和非專用野生動(dòng)物通道.專用野生動(dòng)物通道是為了保護(hù)某一種特定的野生動(dòng)物或者某一個(gè)地區(qū)的野生動(dòng)物群落而修建的,因?yàn)檫@類野生動(dòng)物通道針對(duì)性強(qiáng),所以在實(shí)際使用時(shí)會(huì)對(duì)某個(gè)地區(qū)的野生動(dòng)物保護(hù)起到非常積極的作用.比如青藏鐵路在修建時(shí)為了保護(hù)藏羚羊而專門(mén)修建的野生動(dòng)物通道[17].再比如,在西漢高速公路建設(shè)方就專門(mén)為金絲猴設(shè)計(jì)吊索和藤橋等通道,并且利用配偶的氣味來(lái)吸引金絲猴通過(guò)專用野生動(dòng)物通道[18].如圖6所示為保護(hù)金絲猴等野生動(dòng)物通過(guò)的吊索通道.

圖6 吊索通道Fig.6 Suspension rope passage

非專用野生動(dòng)物通道除了供野生動(dòng)物穿行外,還兼作其他用途.如排水涵洞或大橋橋洞.因?yàn)槠湮恢秒[蔽,受人類活動(dòng)的干擾較少,所以在實(shí)際使用時(shí)效果也很好[14].

3.2 野生動(dòng)物通道的設(shè)計(jì)原則

總結(jié)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)實(shí)踐，如文獻(xiàn)[12,16,19-20]所述,得出在自然保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)野生動(dòng)物通道的設(shè)計(jì)原則:

1)經(jīng)濟(jì)性原則:通過(guò)對(duì)原自然保護(hù)區(qū)野生動(dòng)物的活動(dòng)軌跡和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,選擇最佳的修建位置、最適用的通道數(shù)量、合適的參數(shù)修建通道,達(dá)到最大的保護(hù)效果;為降低成本,應(yīng)盡量設(shè)計(jì)多用途通道.

2)預(yù)先設(shè)計(jì)原則:應(yīng)該在工程修建的設(shè)計(jì)階段預(yù)先設(shè)計(jì)野生動(dòng)物通道,從而達(dá)到最好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果.

3)綜合利用原則:在公路建設(shè)的初期,為了防止野生動(dòng)物進(jìn)入施工區(qū)域,需要在公路兩側(cè)設(shè)置圍欄,而在公路進(jìn)入運(yùn)營(yíng)期內(nèi),可在原先圍欄增設(shè)柵欄保護(hù)野生動(dòng)物不會(huì)橫穿公路,同時(shí)在設(shè)置柵欄時(shí)可把把柵欄作為誘導(dǎo)野生動(dòng)物穿行野生動(dòng)物通道的措施.

4)可持續(xù)原則:研究自然保護(hù)區(qū)環(huán)境和野生動(dòng)物的長(zhǎng)期變化趨勢(shì),設(shè)計(jì)通道數(shù)量和尺寸具有長(zhǎng)遠(yuǎn)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(gòu)造出符合自然的環(huán)境,使得野生動(dòng)物能夠自主進(jìn)入野生動(dòng)物通道,同時(shí)也要有一定誘導(dǎo)作用.

3.3 存在的主要問(wèn)題

雖然野生動(dòng)物通道很早就開(kāi)始使用,但是,已有的實(shí)踐表明,野生動(dòng)物通道的使用效果不佳,甚至有些野生動(dòng)物通道已經(jīng)完全廢棄.這些使用率不高的野生動(dòng)物同往往在修建時(shí)存在以下兩個(gè)問(wèn)題:

1)設(shè)計(jì)野生動(dòng)物通道時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的調(diào)查研究不充分,對(duì)野生動(dòng)物通道在何處設(shè)置才能得到最佳的效應(yīng)沒(méi)有進(jìn)行細(xì)致的研究,野生動(dòng)物通道的設(shè)置就顯得非常隨意;對(duì)不同的野生動(dòng)物橫穿公路的特性也缺乏深入認(rèn)識(shí).這些都導(dǎo)致了野生動(dòng)物通道在建成后沒(méi)有得到預(yù)期的效果.

2)野生動(dòng)物通道的設(shè)計(jì)和建造需要生態(tài)學(xué)、環(huán)境工程、路橋工程等多個(gè)專業(yè)技術(shù)人員的通力合作,而現(xiàn)實(shí)往往只有路橋?qū)I(yè)人員參與野生動(dòng)物通道的設(shè)計(jì)建造,其他專業(yè)技術(shù)人員往往沒(méi)有參與進(jìn)來(lái)或者沒(méi)有在公路修建勘察設(shè)計(jì)時(shí)就參與進(jìn)來(lái).這對(duì)設(shè)計(jì)建造出具有良好效果的野生動(dòng)物通道十分不利.

野生動(dòng)物通道建成后,在使用過(guò)程中,還應(yīng)該堅(jiān)持做好監(jiān)測(cè)和維護(hù)工作,這兩個(gè)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(dòng)物通道在建成后需要進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)工作,并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析野生動(dòng)物通道對(duì)公路兩側(cè)的生態(tài)系統(tǒng)所起的作用、野生動(dòng)物對(duì)野生動(dòng)物通道的利用率和使用野生動(dòng)物通道的野生動(dòng)物物種等信息.從而對(duì)野生動(dòng)物通道效用進(jìn)行評(píng)估,為將來(lái)改善野生動(dòng)物通道設(shè)計(jì)建造提供依據(jù).

2)野生動(dòng)物通道需要在建成后進(jìn)行定檢查期維護(hù)工作.檢查維護(hù)對(duì)象包括野生動(dòng)物通道的結(jié)構(gòu)本身和野生動(dòng)物通道附近的柵欄.一些涵洞式野生動(dòng)物通道在保護(hù)野生動(dòng)物穿行的同時(shí)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(huì)被水流沖刷而腐蝕.其它類型的野生動(dòng)物通道也有可能會(huì)在長(zhǎng)期的使用中被破壞.定期檢查維護(hù)是保證野生動(dòng)物通過(guò)能持續(xù)發(fā)揮作用的關(guān)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目資助(編號(hào):2016YFC0502208);深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目資助(編號(hào):GCZX2015051514435234);中鐵十六局一公司橫向科研項(xiàng)目資助(編號(hào):4201/00324)

李 虎(1974-),男,遼寧昌圖人,高級(jí)工程師,研究方向:路橋施工技術(shù).

10.3969/j.issn.2095-7300.2017.02-055

U421

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