典型公路交通鳥類致死觀測研究

李 卓，陳慶紅，王 云，王卓聰，史國強，關 磊，周紅萍，樸正吉，孔亞平

（1.長白山科學研究院，吉林 安圖 133613；2.交通運輸部科學研究院，北京 100029）

0 引言

交通運輸是國民經濟和社會發展重要的基礎性、戰略性、引領性產業[1]。然而，公路交通對生態系統中的生物群落結構和生態環境一定程度上產生了負面的影響[2]，包括非生物和生物的影響[3]。公路對野生動物最直接的影響就是車輛撞擊野生動物致其死亡，這已成為許多國家道路生態學研究的重點[4]。全球鳥類種群呈下降趨勢，公路交通對鳥類致死的影響近年來成為研究熱點，公路平面線形作為影響因素之一也受到關注[5]。

在北美至少20 種鳥類種群的規模在過去40年間下降了50%[6]。研究認為，公路交通致死是一個重要原因[5]。公路交通致死與鳥類行為有關，如鳥類在路域覓食、棲息或筑巢繁殖等容易發生公路致死[7]；公路致死還與路域棲息地類型有關，如路域分布濕地更易發生公路致死[8]；路域鳥類飛翔高度會影響公路致死，如我國長白山自然保護區的灌叢鳥致死率明顯高于其他類型鳥類[9]；公路致死鳥類個體的健康程度高于被天敵捕食的個體，可能會對種群穩定性產生影響[5]；公路致死還有季節性分布特征，巴西學者的研究顯示，夏季和秋季更易發生公路致死[10]；美國國家動物園史密森生物保護研究所科學家基于全美13例道路致死鳥類的研究，推算出每年美國公路網絡導致8900萬～34000萬鳥類致死[11]。公路交通在發達國家和地區導致部分物種種群數量下降甚至消失[4]。我國公路交通對鳥類的影響研究主要針對長白山自然保護區和四川若爾蓋濕地開展，記錄了鳥類致死的種群特征，提出了保護對策[9,12]。綜合國內外研究現狀，公路平面線形會影響司機視線和車速，可能對公路致死產生影響，然而關于公路平面線形對鳥類致死的影響研究還很少。

長白山自然保護區是生態敏感地區之一，野生動物資源豐富。隨著長白山自然保護區周邊旅游資源的開發和公路建設的推進，其對野生動物也將產生越來越大的影響[13]。雖然目前涉及長白山自然保護區公路生態學方面的文獻較多，但主要側重于公路建設和運營對生態環境的影響和鳥類、獸類公路致死[9,14-15]等方面，未見有關公路平面線形對鳥類致死的研究。

本研究于2007—2019年在長白山自然保護區周邊的主要公路上進行了野生動物公路致死的調查。針對公路平面線形對鳥類的影響效應，進行了系統的分析，主要目的是探討公路平面線形對鳥類致死影響的生態機制，以期為緩解或減少公路交通對野生動物的負面影響提供科學依據。本文首次通過長時間序列摸清了長白山自然保護區典型公路不同平面線形鳥類致死種類、數量和季節分布特征。

1 研究地自然概況及調查方法

1.1 調查公路及周邊環境特征

研究地位于吉林省長白山國家級自然保護區，調查公路包括白山公路、頭道環區路、環長白山旅游公路。白山公路是長白山北坡旅游主線，于1998年建成，公路等級為二級，路基寬度為10m，水泥路面，車流量較大（旅游高峰期約為4 000veh/d）。頭道環區路是長白山自然保護區環區路，于2006 年9 月建成，為等外公路，路基寬度為5m，水泥路面，目前為保護區內部巡護路，交通量相對較小（旅游高峰期約為800veh/d）。環長白山旅游公路為長白山自然保護區環區公路，2009 年10 月由林區土路改造升級為瀝青路面，交通量與白山公路近似（旅游高峰期可達到3 400veh/d 左右），公路等級為二級，路基寬度為10m。3 條研究路段均位于長白山紅松闊葉林帶，但樣帶兩側各200m 范圍以白樺次生林植被為主。研究的路段地勢平坦，環境基本相似。

1.2 公路動物致死調查

2007—2019年，在3條公路上每5～10d調查1次，每月至少調查3 次。采用步行、騎自行車和駕車的方式，行走速度保持在3～5km/h，騎行速度約為10km/h，駕車速度在30～40km/h。根據路面致死尸體，判斷和記錄致死種類及致死地點位置（里程碑）和坡度、彎道等信息。共統計345次，調查里程累計4 000km。

研究地四季分明，基于這一特點將四季劃定為春季（3 月—5 月）、夏季（6 月—8 月）、秋季（9 月—11 月）和冬季（12 月—次年2 月）。根據公路的線形特征將公路劃分為曲線路段和直線路段兩個類型。分別統計曲線路段和直線路段致死的鳥類種類和數量，并計算鳥類致死率（致死數量/樣本數），采用卡方檢驗分析不同公路等級、不同線形和不同季節對公路致死的種類、數量和致死率的影響分布特征。所有分析采用SPSS 20.0軟件進行。

2 研究結果

2.1 公路不同平面線形鳥類致死的分布特征

在長白山自然保護區周邊公路調查樣帶中統計到鳥類致死種類為50 種，致死個體數為798 只（詳見表1）。最高致死種類為灰頭鹀，其次為黃喉鹀、灰背鶇、白眉鹀、普通、花尾榛雞和沼澤山雀，以上7 種占到總致死數量的75.56%。其中，公路曲線路段致死種類為38 種，數量為504 只，占總致死數量的63.2%；直線路段致死種類為35 種，數量為294 只，占總致死數量的36.8%。曲線路段和直線路段致死種類無顯著差異，但曲線路段致死數量顯著大于直線路段（卡方值x2=55.263，自由度df=1，P=0.000）。

表1 長白山自然保護區典型公路不同平面線形的鳥類致死種類及數量

表1 （續）

2.2 公路不同平面線形鳥類致死的季節特征

無論是曲線路段還是直線路段，其夏季的鳥類致死數量都是全年最高的，曲線路段和直線路段夏季的鳥類致死數量分別占全年的30.9%和19.5%；其次為春季，曲線路段和直線路段分別為20.1% 和11%；再次為秋季，曲線路段為11.5%，直線路段為5.89%；冬季致死數量最低，無論曲線路段還是直線路段均不足1%。不同季節曲線路段的致死數量均高于直線路段（P＜0.05，見圖1）。

圖1 曲線路段和直線路段不同季節鳥類致死數量比較

2.3 不同公路寬度鳥類致死的分布特征

5m 寬公路統計88 次，10m 寬公路統計257次，結果表明：鳥類在5m 寬的林間公路上，不同季節曲線路段（致死數量44，致死率0.5）和直線路段（致死數量52，致死率0.59）致死數量和致死率均無顯著的差異（P＞0.05）；在10m寬的公路上，曲線路段（致死數量460 只，致死率1.79）和直線路段（致死數量242 只，致死率0.94）的鳥類致死數量和致死率均差異顯著，總體上曲線路段致死數量和致死率均高于直線路段（P＜0.05，見圖2）。

圖2 不同寬度公路的直線路段和曲線路段鳥類致死率比較

3 討論

長白山自然保護區公路平面線形不同，鳥類的致死數量和致死率也不同。本研究結果顯示：曲線路段致死數量和致死率高于直線路段。在可視距離長的筆直公路上，鳥類的公路交通致死數量占總致死數量的36.8%；在可視距離較短的曲線路段上，鳥類的公路交通致死數量占總致死數量的63.2%。這可能與野生動物對行駛車輛的反應時間有關，在筆直的公路上動物能夠提前對行駛車輛作出回避反應，而在彎道由于存在動物視線盲區，野生動物對行駛車輛反應不迅速，易發生公路致死。國外學者研究路域樹叢對鳥類致死問題時，也發現靠近樹叢路段致死率很高，開闊地附近致死率低[16]。由此說明路域植被密度過大會影響鳥類視野而易于公路致死。

在澳大利亞西南部路域森林鳥類的道路生態學研究中發現，植被砍伐迅速降低了路域鳥類的種類和數量，路域鳥類豐富度與鳥類致死率顯著相關，并認為公路食物可獲得性最有可能與鳥類豐富度和致死相關[17]。公路曲線路段是為回避溝谷、河流或山坡而設計的，這些路段相對直線路段生境要復雜得多，也非常適宜野生動物棲息。因此，曲線路段公路致死現象相對直線路段要多。

不同寬度的公路致死分析表明，5m寬公路的路域植被發達，其曲線路段與直線路段的視野可視距離差別不大，加上該路目前為保護區內部巡護路，交通量小（旅游高峰期不超過800veh/d），車速不超過60km/h，所以在5m 寬的公路上曲線路段和直線路段鳥類的致死率近似（曲線路段致死率為0.5，直線路段致死率為0.59）。而在開闊的10m 寬公路上，直線路段比曲線路段的可視距離長，交通量大（旅游高峰期達到3400～4000veh/d），車速普遍高于70km/h，所以曲線路段鳥類的致死率要大于直線路段（曲線路段致死率為1.79，直線路段致死率為0.94）。研究發現，曲線路段鳥類致死種類以地棲性鳥類為主，包括喜路緣矮林灌叢中棲息的鳥類、食谷鳥類和食昆蟲鳥類，這可能與路域植被結實量較森林內部多有關；從個體體型大小來看，以小型雀形目鳥類為主，也有大型鳥類，且致死個體中幼鳥居多，這可能與幼鳥的飛翔速度低而回避能力相對成體較弱有關。

長白山自然保護區公路平面線形因受地勢地貌影響，曲線路段和直線路段交替分布，線形變化大，對鳥類的影響顯著。初步研究顯示，曲線路段的公路致死率在60%以上，較大的交通量、過快的車速是導致野生動物致死的前提條件，而公路路域野生動物種群數量分布及物種的活動習性和路域植被組成是野生動物致死的關鍵因素。因此，為了減少鳥類的致死，提出以下建議：（1）在鳥類分布密集或棲息地質量較高的區域，公路平面線形應以直線和大半徑曲線為主；（2）在鳥類公路交通致死集中路段，以及在夏季和鳥類繁殖期，采取嚴格限速60km/h、控制交通量、減少噪聲干擾、加強司乘人員環保教育（主動減速禁鳴、禁止路側亂扔垃圾）等措施；（3）未來公路規劃應考慮曲線路段兩側植被遠離公路，以減少由于曲線路段植被過密而導致的動物視線盲區。

4 結語

我國是全球鳥類資源最豐富的國家之一，而關于公路交通對鳥類致死的研究還很少。對標國際，迫切需要開展相關研究以指導工程建設。本研究首次通過長時間樣線調查，系統記錄了東北典型生態敏感區——長白山自然保護區周邊公路致死的鳥類種類和數量、時間分布特征、公路線形結構與鳥類致死的關系，以期為未來該區及我國其他生態敏感區基于鳥類保護的公路交通選線、交通管制、路域清表、植被恢復、交通管理與道路養護等工作提供參考。為了促進工程建設與環境保護的協調發展，未來亟待開展公路致死對種群穩定性的影響、公路致死對鳥類遺傳多樣性的影響、公路致死多因子分析、國家級保護物種公路致死的影響等方面的研究。