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探讨如何化解公路工程建设对鸟类活动的影响

2020-07-15 216 上传者：管理员

摘要：对公路工程建设产生的机动车流、车辆噪声和公路照明等环境干扰因素对鸟类活动的影响进行分析。结果发现,这些干扰因素对鸟类的直接影响体现在阻隔迁移和车辆碰撞致死等方面,间接影响体现在生境利用变化、活动节律变化、繁殖成功率变化和群落结构变化等方面。对此,从国内公路工程建设环境影响评价的角度提出相应的应对措施,包括降低公路噪声、改变公路绿化和照明设计及加强营运期管理等。

关键词：
公路
减缓措施
动物学
干扰
环境影响评价
群落结构变化
鸟类
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近年来,随着社会的不断进步,交通基础设施建设得到了快速发展,包括公路在内的交通工程数量和类型不断增加[1]。公路的发展具有多种经济功能和文化功能属性,对经济增长和工业化发展具有重大影响[1,2]。当前我国的公路建设已进入高速发展的时期,截至2018年末,全国公路总里程达到484.65万km,是1984年末的5.2倍,其中高速公路总里程达到14.26万km,居世界第一。据交通运输部统计,2018年全国公路旅客周转量为9279.68亿人公里,是1984年的6.9倍;公路货物周转量为71249.21亿吨公里,是1984年的135.1倍。在此背景下,因公路发展而造成的动物栖息地破碎化和栖息地丧失影响到了很多野生动物的类群规模[3,4,5]。公路建设和运营会直接致使鸟类在内的很多物种死亡[6,7]。同时,公路运行带来的交通噪声、振动和夜间照明会直接或间接影响野生动物种群的密度和活动节律,干扰其繁殖,导致其栖息地破碎化等[1,3,6,8,9]。此外,公路的边缘效应对鸟类的影响也十分显著,如使其活动范围、栖息地利用和繁殖成功率等发生变化[7,10,11]。

国外已有很多研究认为开展科学的环境影响评价有利于保护鸟类的栖息地和生态系统[12,13]。鸟类能为很多生物的栖息地提供重要的生态系统服务功能,是评价生态系统服务价值的最理想群体之一[14,15]。环境影响评价文件需基于建设项目对鸟类的影响,有针对性地提出保护措施[16]。我国的建设项目环境影响评价提出的环境保护措施在生态系统保护方面扮演着重要的角色[17,18]。《中华人民共和国环境影响评价法》第四条规定,“环境影响评价必须客观、公开、公正,综合考虑规划或者建设项目实施后对各种环境因素及其所构成的生态系统可能造成的影响,为决策提供科学依据”;第二十六条规定,“建设项目建设过程中,建设单位应当同时实施环境影响报告书、环境影响报告表以及环境影响评价文件审批部门审批意见中提出的环境保护对策措施”。

目前国内的研究大多基于路域生态系统/道路影响区内的适宜生境减少和直接致死等对鸟类在内的野生动物进行公路工程环境影响评价分析,并提出保护措施,很少将鸟类受公路工程建设影响的生态学基本原理应用到公路工程环境影响评价中。本文综述国内外公路工程建设和运营过程中,车辆对鸟类的直接致死作用,以及噪声和灯光对鸟类的影响;同时,从环境影响评价的角度提出相应的保护措施,以期引起相关部门对鸟类保护的重视,为国内公路工程建设中的鸟类保护提供参考。

1、公路运行车辆对鸟类的影响

1.1公路运行车辆对鸟类影响的体现

大部分鸟类都有较强的活动能力,当道路上的汽车向其靠近时,其最常见的行为是逃跑[19]。但是,研究表明,车辆碰撞致死是公路工程对鸟类最直接的负面影响[7,20]。据统计,在各国每年因车辆碰撞致死的鸟类数量中,加拿大为1380万只,美国为0.8～3.4亿只,英格兰为2700万只,荷兰为65.3万只,德国为940万只,丹麦为110万只,瑞典为850万只,保加利亚不少于700万只[21,22,23]。

1.2公路运行车辆对鸟类直接致死的影响机制

公路工程之所以会引发如此多的鸟类碰撞致死事件,首先从行为学的角度看,可能是因为公路对一些鸟类具有吸引性,例如:路面热效应会降低鸟类的能量消耗;公路会在一定程度上减轻鸟类的觅食压力;路灯照明会延长昼间觅食鸟类的活动时间等[24]。此外,从生境选择的角度看,公路建成之后形成的新生境会被鸟类利用,例如:白鹡鸰等鸟类会在道路上或道路旁觅食昆虫[19,23];红背伯劳经常利用路边的灌木、树木和电线作为栖息地,道路绿化形成的新生境对其繁殖也有一定的吸引力[24,25]。

但是,研究发现,不同类群的鸟类与车辆碰撞的概率有所不同[26]。例如,鸦类、猛禽和鸥类等因为喜好取食公路上散落的食物及动物残骸,道路致死的概率较大[27,28,29]。

2、公路运营噪声对鸟类的影响

2.1公路运营噪声对鸟类影响的体现

交通噪声可能会干扰鸟类建立和维护自身活动领域所依赖的声音通信,包括鸟类伴侣与亲子之间的通信[30],导致公路附近一些鸟类种群的年龄结构趋于年轻化,种群密度和多样性下降[20,31]。此外,公路噪声声强对鸟类的筑巢位置和繁殖成功率有显著影响[32]。

2.2公路运营噪声对鸟类影响的机制

公路工程噪声对鸟类的影响机制主要体现在:改变鸟类既定的声学通信,包括掩盖鸣叫包含的生物信号的检测和识别;阻碍对掠食者或猎物声音的识别;暂时或永久降低听力灵敏度;改变捕食和被捕食的压力;改变鸟类的生殖激素水平等[33]。虽然鸟类会在交通及其他人为噪声的影响下调节其一定的鸣叫特征(例如,城市中一些鸟类通过较高的音调鸣叫、增大鸣叫的振幅和在交通噪声小的时间段内鸣叫来适应交通噪声的影响),但许多鸟类可能无法通过调整鸣叫特征来长期适应噪声环境,当处在较高水平的长期噪声环境内时,具有较大鸣叫振幅的鸟类配对成功的概率会下降[33,34,35,36,37,38,39,40,41]。对西班牙公路周边猛禽的巢址选择进行研究发现,其筑巢地点全部避让了公路周边等效声级高于40dB的区域[32]。此外,噪声影响会与栖息地破碎和边缘效应产生协同效果,这也是公路工程导致鸟类种群分布发生变化的一个重要原因[6,7,32]。

3、公路照明对鸟类的影响

3.1公路照明对鸟类影响的体现

公路营运产生的灯光会对很多动物产生负面影响,包括鸟类[43,44]。人工照明会影响雏鸟发育、鸣叫、繁殖和迁徙的既定模式[45]。例如,对亚洲、非洲和欧洲的黑尾塍鹬的研究表明,道路灯光可能会降低其栖息地的质量,并改变其繁殖周期[45]。此外,道路上的照明设施不仅会吸引迁徙的鸟类,增大其被捕食或撞击致死的可能性,而且会改变其迁徙路线,消耗其储存的能量[44]。人工照明会使昼行性鸟类的活动节律颠倒,进而在夜间继续活动[46],例如旅鸫会在人为照明强度较高的地区的日间较早地鸣叫[47]。

3.2公路照明对鸟类影响的机制

从生态学机理的角度看:

1)鸟类的磁场感知系统具有光谱依赖性,不同光波长情况下的磁场感知系统反应不同[48],公路照明与自然光源的波长特征不同可能导致迁徙的鸟类迷失方向;

2)道路灯光对昆虫等食物资源的吸引会改变昼行性鸟类的活动时间和觅食节奏,进而影响道路周边鸟类的种类和群落组成[49,50]。

此外,对鸟类的理化试验证明,人工照明可能会改变鸟类的激素水平,进而影响其生物节律[51,52]。

4、应对措施

4.1合理的工程选线和绿化设计

采用合理的工程选线和绿化设计解决鸟类被公路生境切割和车辆碰撞致死的问题。

1)合理规划公路路线十分重要,应避免穿越鸟类集中区域的适宜生境,或成为适宜生境的边界[53]。同时,合理选择公路路基形式能有效降低鸟类被车辆碰撞致死的概率,例如鸟类在穿过路堑形式的公路时会选择较高的高度飞跃道路和车辆,因此在平交和立交位置应尽量避免设计高路堤[54,55]。此外,合理设置动物通道也能使鸟类从中受益。虽然动物通道设置考虑的对象通常是哺乳动物、爬行动物和两栖动物,但一些鸟类也倾向从动物通道通过,而不是飞跃车流,尤其水鸟会利用管径较大的过水涵洞作为通道[56,57]。目前,针对鸟类专用动物通道的研究较少,但可明确的是,具有植被覆盖等自然特征的通道会被较多地利用[7]。

2)合理的道路绿化设计可为鸟类飞行提供“转向器”,公路两侧密集的灌丛会迫使鸟类飞跃道路[58]。连续的树篱和/或排列较紧密的树木可能会阻碍鸟类采取低空飞行的方式穿越行车道,这种绿化形式在路堤形式的路段尤为需要[58]。此外,避免采用结果实的树种作为绿化树种,这是避免鸟类因车辆碰撞致死的一种有效方法[7]。此外,较好地进行公路维护,如定期修剪绿化植被、及时清理道路上的鸟类食物资源(包括动物尸体、散落的谷物等),可很好地降低对鸟类的吸引[59]。

4.2工程和管理措施

通过工程和管理措施来控制公路噪声对鸟类的影响。公路噪声主要是通行车辆的发动机和轮胎与路面摩擦产生的[60]。采用隔声墙和声屏障可阻断车辆噪声对鸟类的影响途径[34],但会加剧公路对鸟类栖息地的分割效应。此外,在鸟类集中区域和迁徙通道区域也不建议采用透明或半透明的声屏障,因为会导致鸟类撞击致死事件高发[61],且造价相对昂贵。公路设计采用路堑形式可较好地降低噪声对周边鸟类的影响[59],但该措施易受地形和设计参数的限制。

研究证明,公路限速是最重要的鸟类保护措施之一,可在减小撞击致死概率的同时降低噪声的影响[62,63]。工程中采用植被[64]和有显著可视标记的声屏障[61]都能较为安全地降低交通噪声对鸟类的影响。此外,通过采取在鸟类繁殖期封闭部分路段[65],合理安排公路施工期的作业时间和作业强度[66],针对车辆轮胎类型和车速在特定时期内征收“噪声税”[67]等管理措施,能从噪声源控制对鸟类的影响。

4.3遮光措施和“鸟类友好”光源

落实遮光措施和采用“鸟类友好”光源可缓解公路照明对鸟类的影响。对人工照明采用遮蔽措施可显著减少鸟类通过照明区时迷失方向的问题[42];增加公路标识和边界中反光材料对照明的替代作用,进而减少光源,可在节能的同时降低照明对鸟类的影响[59]。蓝光和绿光对鸟类辨别方向的影响较小,被认为是“鸟类友好”光源,用其替换红光和白光可大大降低人工照明对鸟类的负面影响[44]。这种绿光光源同样可在必须采用灯光照明的公路区域使用,以避免鸟类在迁徙过程中迷失方向[68]。

5、结语

综上所述,鸟类会受到公路工程建设带来的各种影响,通过采取优化公路选线,选择减少鸟类撞击的路基和绿化形式,改变公路照明光源等措施,可有效减缓公路工程建设对鸟类的影响。

相对于国外的公路建设生态影响和保护措施研究,我国的道路生态学研究尚处于初期阶段,有关道路对鸟类生态学影响的研究较少,且多集中在道路致死和鸣叫影响等方面[69,70]。目前国内对鸟类车辆碰撞致死进行系统性统计的研究较少,道路导致鸟类的栖息地丧失、破碎,噪声和照明干扰等其他间接影响方面的研究多集中于野外观察调研。因此,下一步需系统地评估全国范围内的公路工程建设对鸟类的直接影响和间接影响,同时通过开展更多的研究来量化公路网建设对鸟类的影响[71]。

《中华人民共和国环境保护法》规定,“国家采取有利于节约和循环利用资源、保护和改善环境、促进人与自然和谐的经济、技术政策和措施,使经济社会发展与环境保护相协调”。随着我国公路工程的快速发展和“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”要求的提出,在开展公路工程建设中的环境影响评价工作过程中,需结合我国的环境保护要求和经济发展情况,向公路建设管理部门和生态环境保护部门提出合理的鸟类影响缓解建议。本文提出的鸟类保护措施可供涉及生态环境脆弱区或鸟类热点区域(如鸟类迁徙通道、繁殖地、停歇地等)的公路建设项目的环评工作参考。

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