三江源地区典型道路沿线野生动物监测研究
作者: 吴世红 钟闻华 李广涛 韩晓芳 曾晓明 葛丽燕 许刚 李东昌 李皑菁
摘要 通过样线调查和红外相机监测等方式,选取三江源地区共玉高速和S308省道2条典型公路的部分路段,开展沿线野生动物的分布情况研究。结果显示,共玉高速沿线分布的野生动物有兽类8种,鸟类35种,其中国家省级保护动物18种,占比41.86%,相对多度指数最高的为赭红尾鸲(1.59);S308沿线有兽类12种,鸟类8种,其中国家省级保护动物13种,占比65.00%,相对多度指数最高的为藏狐(5.81);2条道路桥涵中的大桥利用率均显著高于中小桥和涵洞,从通道利用率情况看,桥涵通道被利用主要出现在早晚2个高峰。
关键词 环境工程;红外相机监测;动物通道利用率;相对多度指数;三江源地区
中图分类号 S 863 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2024)16-0064-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.16.013
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Study on Monitoring of Wildlife Along Typical Roads in the Three-Rivers-Source Area
WU Shi-hong1,2,ZHONG Wen-hua3,LI Guang-tao1,2 et al
(1.Tianjin Water Transport Engineering Research Institute,Ministry of Transport,Tianjin 300456;2.Tianjin Academy of Sciences Environmental Science and Technology Development (Tianjin) Co.,Ltd.,Tianjin 300456;3.Qinghai Provincial Communications Holding Group Co.,Ltd.,Xining,Qinghai 810000)
Abstract We selected some sections of Gongyu Expressway and S308 Provincial Highway in Three-Rivers-Source region to study the distribution of wild animals along the line through transect survey and infrared camera monitoring.The results showed that there were 8 species of beasts and 35 species of birds distributed along the Gongyu Expressway,including 18 species of national and provincial protected animals,accounting for 41.86%.The highest relative abundance index was Black redstart (1.59).There were 12 species of mammals and 8 species of birds along the S308 route,including 13 species of national and provincial-level protected animals,accounting for 65%.The highest relative abundance index was the Tibetan fox (5.81); the utilization rate of bridges and culverts on both roads was significantly higher than that of small and medium-sized bridges and culverts.From the perspective of channel utilization,the utilization of bridge and culvert channels mainly occurred during the morning and evening peaks.
Key words Environmental engineering;Infrared camera monitoring;Utilization rate of animal channels;Relative abundance index;Three-Rivers-Source Area
基金项目 青海省交通运输厅科技项目(2019-05);交通运输部天津水运工程科学研究所科研创新基金项目(TKS20220202,TKS20230305)。
作者简介 吴世红(1979—),男,河北沙河人,高级工程师,硕士,从事生态环境保护相关研究。*通信作者,高级工程师,博士,从事生态环境保护相关研究。
收稿日期 2023-09-27;修回日期 2023-12-18
道路建设影响了沿线野生动物的生存与发展,而道路工程的桥梁、涵洞等连通性结构是否可以有效减缓阻隔影响以实现种群生存的维系,是道路生态学要解决的关键问题,也是确保道路工程建设与生物多样性保护协调发展的基础。减缓道路阻隔效应的有效途径是设置合理的野生动物通道,减少对野生动物在栖息地内活动、觅食、繁殖等影响[1-2]。若尔盖高寒湿地道路生态学研究显示小型兽类及鸟类对公路在施工、运营期间的影响存在差异,影响程度也与公路类型有密切联系[3];云南思小高速公路设置的通道能够被亚洲象有效利用[4];随着时间的不断推移,藏羚等有蹄类动物对青藏铁路、公路沿线动物通道的利用率逐年增加[5-10];秦岭区域108国道设置的野生动物通道能够被沿线大熊猫等野生动物有效利用[11];长白山旅游公路动物影响监测发现,公路对鸟兽的丰富度影响不显著,且有向公路沿线集中的趋势[12-13];通过对秦岭山区设置的通道监测研究,发现动物通道设置可以有效降低对牛背梁保护区野生动物迁移扩散的影响[14-15]。
虽然在道路工程对野生动物的阻隔影响方面前人已经取得了一定的研究成果,但针对三江源地区野生动物对道路通道利用情况的研究成果较少。鉴于三江源地区生态保护的重要意义,该研究拟针对典型区域、典型道路、典型动物通道,通过样线调查、红外相机监测等手段对道路沿线动物出现情况以及野生动物通道利用情况进行调查、监测,并以此为基础开展综合分析道路工程对野生动物的影响以及可能原因,为三江源地区未来基础设施建设和野生动物保护协调发展提供科学的依据。
1 资料与方法
1.1 研究区概况 三江源地处青藏高原腹地,是长江、黄河、澜沧江三大江河的发源地,行政区域涉及玉树、果洛、海南、黄南4个藏族自治州的16个县和格尔木市的唐古拉乡,海拔3 335~6 564 m,总面积为30.25万km2,是我国和亚洲的重要淡水供给地,也是全球气候变化反应最为敏感的区域之一。区域内保持着世界上最原始的大面积高寒生态系统。三江源地区有国家重点保护动物69种,其中国家一级重点保护动物有藏羚、野牦牛、雪豹等16种,国家二级重点保护动物有岩羊、藏原羚等53种。另外,还有省级保护动物艾虎、沙狐、斑头雁、赤麻鸭等32种。三江源地区特殊的地理位置、丰富的自然资源和生态功能构成了我国青藏高原生态安全屏障的重要组成部分,在全国生态文明建设中具有特殊重要地位。
1.2 路段选取
共玉高速(玛多县境内K428~K603段)穿越三江源国家公园黄河源园区、三江源国家级自然保护区星星海保护分区和扎陵湖—鄂陵湖保护分区。该路段共设置有大桥8座、中桥6座、小桥5座、涵洞211道、涵式通道63道、桥式通道6道。其中,共玉高速选取5座大桥、5座小桥和5道涵洞作为研究对象。
S308公路玉树结古镇至不冻泉段为开放运行省道,野生动物通道类型主要包括缓坡路基、大桥、中(小)桥和涵洞,无隧道工程。筛选S308公路玉树结古镇至不冻泉段K2~K71段、K126~K190段和K295~K497段,现有缓坡路基10处、大桥4座、中桥6座和涵洞10道。其中,S308公路选取5座大中桥、5座中桥和5道涵洞作为研究对象。
1.3 野生动物调查
1.3.1 样线调查。平均每10 km设置调查样线一条,共设置20条样线。样线长度约为10 km,道路两侧各5 km,样线宽度为300~500 m,于夏秋季进行2次重复调查。
1.3.2 动物通道监测。通道监测以红外相机监测手段为主、无人机监测和定点人工监测为辅;于2018年6—11月,共玉高速5座大桥、5座小桥和5道涵洞,S308公路5座大中桥、5座中桥和5道涵洞,每桥设置1台红外相机,涵洞设置2台,两口各1台,各共布设红外相机40台,每90 d收集一次数据,并更换储存卡和电池。人工定点监测、无人机监测间隔期均为90 d。
1.4 数据处理
道路沿线野生动物分布数据是共玉高速和S308公路的桥梁、隧道、涵洞等动物通道的监测结果和沿线野生动物的调查数据的综合结果,桥涵利用率是指野生动物通过的数量指标评价通道的使用率。
应用红外相机数据估计种群数量的指标为相对多度指数(relative abundance index,RAI)[16]。该研究通过计算每种动物的相对多度指数(RAI )来分析每个物种的相对数量,计算公式如下:
RAI=Ni/T×100
式中:T为所有相机位点的工作日总和;Ni为第i类物种在所有相机位点拍摄的独立有效照片数。
2 结果与分析
2.1 共玉高速沿线野生动物物种监测
根据道路巡查及红外相机监测结果(表1),共玉高速沿线主要分布的野生动物有兽类8种,其中藏野驴数量较多,调查中发现一个63只藏野驴构成的野驴群;其次分布数量较多的为藏原羚、藏狐、狼等,喜马拉雅旱獭、亚洲狗獾在调查中发现次数较少。鸟类共有35种,斑头雁、赤麻鸭、普通鸬鹚、红脚鹬等湿地鸟类分布数量较多,数量占鸟类总数量的80%以上;另外还分布有大鵟、高山兀鹫等猛禽,赭红尾鸲、棕颈雪雀等雀形目鸟类分布数量也较多。
根据红外相机监测结果,物种相对多度指数(RAI)从高到低依次为赭红尾鸲(1.59)、藏野驴(1.01)、藏狐(0.83)、藏原羚(0.64)、狼(0.62)、赤狐(0.46)、大鵟(0.32),戴胜和亚洲狗獾独立有效照片数较少,RAI分别为0.05、0.02。
保护动物方面有国家 I 级保护动物3种(藏野驴、黑颈鹤、猎隼);国家 Ⅱ 级保护动物6种(藏原羚、藏狐、狼、赤狐、大鵟、高山兀鹫);青海省重点保护动物9种(赤麻鸭、灰雁、斑头雁、普通鸬鹚、棕头鸥、苍鹭、戴胜、长嘴百灵、角百灵)。
2.2 S308省道沿线野生动物物种监测
根据样线调查、红外相机监测结果(表2),S308沿线主要分布的野生动物有兽类12种,鸟类8种;分布数量较多的兽类为高原鼠兔、藏羚、藏原羚、藏狐、藏野驴;赤狐、野牦牛分布数量较少。鸟类方面,白腰雪雀、斑头雁、棕颈雪雀、大鵟分布数量较多。
根据红外相机监测结果,物种相对多度指数(RAI)较高的为藏狐(5.81)、藏原羚(4.24)、大鵟(3.58)、藏野驴(1.74)、藏羚(1.62)、猎隼(1.25),其余物种RAI在1.00以下。
S308沿线分布有国家 Ⅰ级保护动物4种(藏羚、藏野驴、野牦牛、猎隼);国家 Ⅱ 级保护动物7种(藏狐、藏原羚、赤狐、狼、大鵟、猞猁、高山兀鹫);青海省重点保护动物2种(斑头雁、戴胜)。
2.3 桥涵通道野生动物利用情况统计