上平高速公路選址方案對白頭葉猴保護區(qū)的影響評價研究

作者簡介：唐鵬飛（1992—），碩士，工程師，研究方向：公路工程。

文章從保護白頭葉猴保護區(qū)角度出發(fā)，在上平高速公路選址階段通過查閱歷史資料、實地調(diào)查、軟件仿真等方法評價了高速公路選址方案對保護區(qū)的影響程度，并考慮未來因猴群數(shù)量增加可能出現(xiàn)的動物遷徙路徑，提出了動物廊道解決方案，研究結(jié)論可為類似工程提供參考和借鑒。

高速公路；選址；自然保護區(qū)；ArcGis；動物廊道

U412.3A622153

0?引言

隨著我國高速公路交通事業(yè)的迅速發(fā)展，路網(wǎng)密度逐年上升，部分高速公路不可避免地臨近或進入生態(tài)保護區(qū)。大量的研究表明，高速公路的建設和運營可能會對保護區(qū)內(nèi)的動物活動、遷徙產(chǎn)生影響。因此，在高速公路選址階段對臨近的保護區(qū)進行影響評價具有重要意義。

上平高速公路路線自北向南，起于平果市馬頭鎮(zhèn)，終于扶綏縣山圩鎮(zhèn)，總里程約為131 km。該高速公路在扶綏縣岜盆鄉(xiāng)至山圩鎮(zhèn)段臨近廣西崇左白頭葉猴國家級自然保護區(qū)。該保護區(qū)屬于野生動物自然保護區(qū)，主要保護物種為白頭葉猴、黑葉猴、獼猴以及以上動物賴以生存的喀斯特石山生態(tài)系統(tǒng)。保護區(qū)擁有全球最多的野生白頭葉猴種群數(shù)量，是中國具有國際意義的陸地生物多樣性17個關鍵地區(qū)之一。其中，白頭葉猴是中國特有的瀕危物種，屬中國重點保護物種［1］。

從保護白頭葉猴保護區(qū)角度出發(fā)，本文在上平高速公路選址階段通過查閱歷史資料、進行實地調(diào)查和運用軟件仿真等方法評價了高速公路選址方案對保護區(qū)的影響程度，并對未來可能因猴群數(shù)量增長出現(xiàn)的遷徙通道提出了動物廊道方案。研究結(jié)論可為類似工程提供參考。

1?高速公路選址方案對白頭葉猴保護區(qū)的影響

1.1?高速公路與廣西崇左白頭葉猴國家級自然保護區(qū)位置關系

廣西崇左白頭葉猴國家級自然保護區(qū)跨崇左市江州區(qū)、扶綏縣、寧明縣、大新縣以及南寧市江南區(qū)，涉及14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、1個國有林場和1個國有華僑農(nóng)場，總面積為25 578 hm2。保護區(qū)由間斷分布的4片區(qū)域組成，分別為岜盆片、大陵片、馱逐片、板利片。

上平高速公路臨近保護區(qū)岜盆片區(qū)。岜盆片區(qū)總面積為4 370 hm2，其中核心區(qū)、緩沖區(qū)、實驗區(qū)面積分別為1 527 hm2、1 022 hm2和1 821 hm2。岜盆片區(qū)又分5個小片區(qū)，分別是弄板、咘遵、大霧山、渠鳳、九重山。各小片區(qū)之間最近距離為372 m，最遠距離為8 700 m。5個小片之間分布著大量農(nóng)田、村莊，近一兩百年以來，由于人類的不斷開墾使之成為被農(nóng)田所包圍的“生態(tài)孤島”［2］。

上平高速公路樁號K112+400～K119+900路段從廣西崇左白頭葉猴國家級自然保護區(qū)岜盆片區(qū)的弄板、大霧山、咘遵和九重山小片區(qū)間經(jīng)過，紅線（樁號K112+400）與岜盆弄板片區(qū)邊界的最近直線距離約為0.53 km，紅線（樁號K115+200）與岜盆大霧山片區(qū)的最近距離約為1.07 km，紅線（樁號K117+460）與岜盆咘遵片的最近距離約為0.25 km，紅線（樁號K118+900）與岜盆九重山片區(qū)的最近距離約為0.97 km。樁號K117+000～K117+460路段共460 m，從岜盆咘遵片區(qū)西側(cè)通過，紅線與岜盆咘遵片實驗區(qū)的最近距離為250 m，與岜盆咘遵片緩沖區(qū)的最近距離為2 720 m，與岜盆咘遵片核心區(qū)的最近距離為2 870 m，如圖1所示。岜盆片及周邊白頭葉猴種群分布如下頁圖2所示。

從圖1可以看出，高速公路不進入保護區(qū)范圍，僅從幾個小片區(qū)間穿越，對保護區(qū)不存在切割的情況。

圖1?上平高速公路與廣西崇左白頭葉猴國家級自然保護區(qū)（岜盆片區(qū)）的位置關系圖

1.2?區(qū)域白頭葉猴活動調(diào)查及數(shù)據(jù)分析

1.2.1?歷史數(shù)據(jù)

雖然上平高速公路未進入白頭葉猴保護區(qū)范圍，但根據(jù)歷史資料，白頭葉猴存在離開保護區(qū)活動的情況。根據(jù)孟玉買等［3］采用半結(jié)構(gòu)式訪談調(diào)查了2012年4月至2019年5月期間白頭葉猴穿越公路的情況，8年間共記錄白頭葉猴穿越保護區(qū)附近公路23次，其中有8次出現(xiàn)在上平高速公路區(qū)域附近，具體情況見表1。該數(shù)據(jù)與保護區(qū)管理局的相關數(shù)據(jù)基本符合［4］。

表1中調(diào)查到的白頭葉猴出沒地點均距上平高速公路較遠，且被已建成的一級公路阻隔，因此根據(jù)歷史觀測數(shù)據(jù)，上平高速公路路線范圍附近未出現(xiàn)白頭葉猴頻繁活動的情況，初步判斷高速公路選址方案對白頭葉猴活動影響不大。

1.2.2?調(diào)查監(jiān)測

1.2.2.1?調(diào)查時間

為了解上平高速公路附近區(qū)域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，于2022年7～8月通過實地踏勘，對工程周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進行了調(diào)查。同時，對于臨近崇左白頭葉猴自然保護區(qū)的一級生態(tài)評價范圍區(qū)域，通過翻看兩個自然保護區(qū)近1～2年巡護記錄表，查閱相關文獻，訪問專職護林員（護林員巡護年限均為10年以上），獲取了最近完整年度的白頭葉猴種群數(shù)量分布情況。

1.2.2.2?調(diào)查方法

采用樣線調(diào)查法和紅外相機監(jiān)測對高速公路區(qū)域白頭葉猴的活動進行了調(diào)查。

（1）樣線調(diào)查法。為評估高速公路對野生動物的影響，在高速公路兩側(cè)300 m范圍內(nèi)設置調(diào)查樣線。設置的調(diào)查樣線綜合考慮野生動物不同類群的生活習性、地形條件和人為干擾程度等因素，同時涵蓋了調(diào)查區(qū)域內(nèi)野生動物的不同生境類型。根據(jù)不同生境、不同動物類群及其活動規(guī)律，選取林區(qū)公路、林間小路、溝沖等設置調(diào)查樣線，觀察記錄樣線兩側(cè)出現(xiàn)的陸生脊椎野生動物的種類、數(shù)量、活動痕跡以及生境狀況等信息。

由于上平高速公路在臨近白頭葉猴保護區(qū)路段西側(cè)存在一條平行的一級公路——扶綏山圩至中泰產(chǎn)業(yè)園公路，已對白頭葉猴保護區(qū)岜盆片西側(cè)小片區(qū)形成阻隔作用，因此只需要調(diào)查高速公路東側(cè)的小區(qū)片。在高速公路東側(cè)白頭葉猴保護區(qū)內(nèi)選取了7處樣線調(diào)查區(qū)域，具體位置如圖3所示。其中有3處區(qū)域發(fā)現(xiàn)了白頭葉猴活動情況。

（2）紅外相機監(jiān)測。紅外相機設置為24 h全天候工作記錄，于每次監(jiān)測時進行維護以及電池和儲存卡的更換與回收。利用紅外相機自動拍攝記錄的影像資料進行物種辨識分類記錄、分布地點、活動時間與規(guī)律等信息作為監(jiān)測基礎數(shù)據(jù)之一。選取人為干擾較少，植被保存較好的區(qū)域布設紅外相機。

1.2.2.3?數(shù)據(jù)分析

樣線調(diào)查法中3個調(diào)查區(qū)域發(fā)現(xiàn)的白頭葉猴具體情況如表2所示。

根據(jù)表2調(diào)查結(jié)果可知，距離上平高速公路較近且出現(xiàn)白頭葉猴的區(qū)域為1號和2號，最近距離約為800 m，但1號和2號區(qū)域與上平高速公路間存在一條天然河流——岜盆河，查閱相關資料，尚未見白頭葉猴有渡河過岸的習性，因此可認為上平高速公路對調(diào)查的1號和2號區(qū)域白頭葉猴活動無影響。

調(diào)查的3～7號區(qū)域位于白頭葉猴保護區(qū)咘遵片區(qū)，調(diào)查中僅3號區(qū)域發(fā)現(xiàn)有白頭葉猴活動，距離高速公路約2 900 m；與上平高速公路距離較近的4～7號區(qū)域均未發(fā)現(xiàn)白頭葉猴活動，因此可認為上平高速公路選址對現(xiàn)狀白頭葉猴的生存和活動影響不大。

2?考慮未來猴群數(shù)量增長擬采取的相關工程措施

4～7號調(diào)查區(qū)域?qū)儆诎最^葉猴保護區(qū)咘遵片區(qū)最西側(cè)的實驗區(qū)，查閱歷史資料并結(jié)合本次的樣線調(diào)查結(jié)果，均未發(fā)現(xiàn)有白頭葉猴活動的記錄。但隨著近年來白頭葉猴野生種群數(shù)量的不斷增多，存在咘遵片區(qū)猴群向西擴散的可能性。上平高速公路位于咘遵片區(qū)和岜盆河之間，隨著未來猴群遷徙至咘遵片區(qū)最西側(cè)，具備繼續(xù)向西通往岜盆河活動的可能性，因此擬在岜盆河東側(cè)選取部分路段，采用“路改橋”的方式，為白頭葉猴創(chuàng)造高架橋下通道。

2.1?動物廊道選址模型的確定

目前，對于動物廊道的選址模型有很多，其中應用最為廣泛的有最小成本路徑法（LCP）和條件最小成本廊道法（CMCT）［5］。根據(jù)相關研究結(jié)論，LCP模型對動物活動軌跡的預測準確率較高，而CMTC模型的出錯率較低［6］。由于需要模擬出較為準確的猴群活動廊道，因此選取LCP模型進行廊道選址。

2.2?利用ArcGIS軟件計算LCP及擬采取的相關工程措施

計算LCP首先需要分析出區(qū)域環(huán)境的源圖層、目標圖層和阻力面圖層。根據(jù)上平高速公路的航拍圖以及實地調(diào)查情況，4～7號區(qū)域為巖溶石山，定義為源圖層；石山外圍土地均為農(nóng)田，定義為阻力面圖層；農(nóng)田西側(cè)的岜盆河為目標圖層。適用的源圖層至目標圖層成本距離計算公式為：

以4～7號區(qū)域作為白頭葉猴的棲息地源圖層，在ArcGIS軟件中進行模擬。

計算成本距離中非常重要的一點是確定不同阻力面的權重系數(shù)，取值為1～1 000，定義白頭葉猴在保護區(qū)不同區(qū)域內(nèi)活動的阻力值最小，取1，數(shù)值越大阻力值越大。由于4～7號區(qū)域的阻力面形式單一，均為開墾后的農(nóng)田，因此阻力面的權重系數(shù)一致。綜合考慮白頭葉猴穿越農(nóng)田的難度系數(shù)，阻力系數(shù)取5。確定各參數(shù)后，在ArcGIS軟件中將模擬區(qū)域切割成邊長為5 m的像素單元，利用CostDistance工具計算個像素單元到目標圖層的成本距離，利用CostPath工具生成成本最小路徑。

根據(jù)ArcGIS軟件模擬的成本最小路徑，擬在最小路徑附近設置一座8×40 m跨徑的橋梁，以保障未來白頭葉猴潛在活動的需求。見圖5。

3?結(jié)語

本研究通過收集資料、現(xiàn)場調(diào)查監(jiān)測，確定了上平高速公路的選址方案對現(xiàn)狀白頭葉猴的生存、活動幾乎無影響，同時在未來施工期間也將嚴格遵守相關環(huán)保規(guī)定，將高速公路建設對周邊環(huán)境和生物的影響降到最低。

考慮到遠期猴群數(shù)量的增長，通過ArcGIS軟件模擬出猴群增長遷徙后的聚居點至水源地的最小成本路徑，并在最小成本路徑附近預留了高架橋式的動物廊道，以保障遠期白頭葉猴的潛在活動需求，保證了上平高速公路長期運營與白頭葉猴的和諧共存。

參考文獻

［1］王振興，韋?曉，周岐海，等.公路阻隔對白頭葉猴遷移的影響［J］.西部林業(yè)科學，2019，48（6）：42-43.

［2］黃乘明.中國白頭葉猴［M］.桂林：廣西師范大學出版社，2002.

［3］番玉買，李宏剛，胡桓嘉，等.云南德宏獼猴種群特征及其保護［J］.西部林業(yè)科學，2018，47（6）：62-66.

［4］廣西崇左白頭葉猴國家級自然保護區(qū)管理局.2017年廣西崇左白頭葉猴自然保護區(qū)白頭葉猴資源專項調(diào)查報告［R］.崇左：廣西崇左白頭葉猴國家級自然保護區(qū)管理局，2017.

［5］單?楠，周可新，潘?揚，等.生物多樣性保護廊道構(gòu)建方法研究進展［J］.生態(tài)學報，2019，39（2）：411-420.

［6］陳秋彤，劉駿杰，覃子瀏，等.基于野外觀測檢驗動物廊道選址模型的準確性：以白頭葉猴為例［J］.生態(tài)學報，2021，41（24）：9 923-9 924.

［7］吳昌廣，周志翔，王鵬程，等.基于最小費用模型的景觀連接度評價［J］.應用生態(tài)學報，2009，20（8）：2 042-2 048.