一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法与流程

本发明涉及动物保护领域的公路哺乳动物通道，特别是涉及一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法

背景技术：

公路建设和运营对大中型哺乳动物产生了许多影响。主要包括：车辆致死大中型哺乳动物、车辆噪声和尾气等干扰大中型哺乳动物活动导致其回避交通线路、公路和车辆泄露的污染物退化栖息地、公路成网后导致大中型哺乳动物种群割裂和破碎化进而威胁种群稳定性。针对这些影响，国内外交通部门一般在公路沿线结合地形设置不同类型的大中型哺乳动物通道，包括上跨式通道和下穿式通道，上跨式通道类似于我国山区公路和铁路隧道，下穿式通道类似于我国桥梁、涵洞。

但是，在公路大中型哺乳动物通道设置方面还没有系统方法来指导。

第一、在通道位置选择方面。发明专利“基于生境因子的动物通行热区的评判方法”(专利号zl201110422949.7)提出了一种基于生境因子的动物通行热区的评判方法，然而该方法是在山区公路勘察设计中缺乏动物基础资料时采用的，因此并没有进行现场核实和没有实际监测数据来验证。国内多数交通动物通道设置位置是基于林业部门、环境保护部门的经验而直接提供的，缺乏现场数据的核实和动物移动路线的确认，缺乏大中型哺乳动物穿越公路的事故率的调查和分析，因此目前国内公路大中型哺乳动物通道的位置选择方法不够科学完整。

第二、在通道类型选择方面。目前国内大中型哺乳动物通道类型非常单一，基本都是结合桥涵设计，缺少专用通道的设置，更没有上跨式通道的成功案例，因此缺乏动物通道类型的选择方法，如考虑生境、地形、物种习性等因素的设计方法。

第三、在通道设计参数方面。国内研究极少，在通道数量、间距、尺寸方面设置的随意性较大，缺乏科学的方法来指导。

第四、在动物通道的诱导生境方面。在植被设计、水系设计、地形设计、微生境营造方面几乎是空白。

第五、在动物通道的保护设施方面。在隔离栅设计、降低噪声与视觉干扰方面也几乎是空白，已有降噪措施都是针对人群和建筑，缺乏对大中型哺乳动物栖息地的考虑。

鉴于上述现有的公路大中型哺乳动物通道设置技术与实际的需求不能完全匹配，经过不断的研究，以期创设一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法，能够指导现有的公路大中型哺乳动物通道的设置。

技术实现要素：

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法，包括如下步骤：

步骤1:选择拟设通道的位置

步骤11：对于新建公路工程，通过走廊带栖息地评价、大中型哺乳动物活动区域的核实、移动路线的识别，综合判断拟设动物通道的位置；

步骤12：对于改扩建公路工程，通过走廊带栖息地评价、大中型哺乳动物活动区域的核实、移动路线的识别、大中型哺乳动物道路致死调查，综合判断拟设动物通道的位置；再结合现有公路路线设计方案指标进一步筛选，确定拟设动物通道的位置。

步骤2：确定拟设通道的类型

通过拟设通道位置的栖息地、地形和目标穿越物种习性的综合分析，确定拟设通道的类型；

步骤3：确定拟设通道的规模

在拟设通道位置处开展目标穿越物种的分布密度调查，将结果与该区该物种平均分布密度相比较，如果高于平均分布密度，则应多设置通道；如果低于平均分布密度，则可少设置通道。具体设置数量及通道间距还需结合工程可行性、投资能力经咨询专家综合确定。

步骤4：确定拟设通道的尺寸

通过对类似环境中目标物种穿越交通动物通道的监测、国内外类似习性物种的经验总结、专家咨询综合确定拟设通道的尺寸。

步骤5：设置诱导生境

由于公路干扰区域主要在征地范围内，诱导生境设置主要在该区域内布置，遵循以下步骤：

步骤51：植被设计

采用当地物种进行植被恢复，将通道两侧原生植被在通道内进行复制，尽量将通道周边区域植被恢复到干扰前的状态；针对目标物种的习性，可种植其喜食植物，引诱目标物种靠近通道从而穿越；采用倒木和树根作为引导物和隐蔽物，并设置成线形连通通道两侧，引导两侧哺乳动物沿线形构造物穿越通道；

步骤52：水体设计

在通道周边和内部设计小型水体，贯穿通道内部直到通道两侧，诱导大中型哺乳动物活动和穿越通道；水体规模不应完全淹没通道，应保留通道内有高于雨季高水位的平台小道；

步骤53：地形设计

在通道周边及内部设计微地形起伏，可供部分大中型哺乳动物隐蔽休息，有利于其穿越通道；

步骤54：微生境设计

在通道周边及内部采用倒木、树根、石块结合地形设计微生境，提高通道上的生境复杂性，可吸引部分大中型哺乳动物隐蔽休息；微生境每隔一定距离设计，贯穿通道内部连接两侧栖息地，起到“脚踏石”的作用；

步骤6：设置保护设施

保护设施的作用是防止大中型哺乳动物进入路面发生车祸事件，降低车辆与公路对通道内部的干扰，提高大中型哺乳动物利用通道的效率，遵循以下步骤：

步骤61：设置隔离栅

根据施工现场条件，可选择混凝土、金属、土堆等作为隔离栅材料；根据大中型哺乳动物沿公路的移动能力、地形、栖息地等综合确定隔离栅长度；根据大中型哺乳动物体型大小、攀爬能力综合确定隔离栅高度；根据目标物种活动习性确定隔离栅顶端设计和下部设计；对于金属隔离栅，根据目标物种体型大小，确定隔离栅孔径，防止目标物种穿越隔离栅进入公路或铁路路面，与车辆发生碰撞，目标物种如有多种，则将多种不同孔径的隔离栅相互叠加，构成复合型隔离栅；

步骤62：降低噪声和视觉干扰的设施

在通道与公路线路之间，采用各种物理工程和生态工程措施避免和减小噪声和车辆灯光对通道内部的影响，包括物理噪声墙、土堆、植被带等；将通道周边路面设置为静音路面，或设置强制减速带迫使车辆减速从而减小车辆噪声；

步骤63：降低人为影响的措施

在通道周边设置提示警示标志，限制该处人为活动从而减小对通道的干扰。

前述的一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法，对于新建公路工程，走廊带宽度依据地形、公路等级、大中型哺乳动物分布特征并结合专家咨询综合确定，栖息地评价和分级可通过gis或现场调查进行，将栖息地质量分为适宜、一般、不适宜三个级别(从地形、水源、植被、人为干扰四个方面来判断，适宜栖息地应是目标物种经常利用的栖息地，一般栖息地是目标物种偶尔利用的栖息地，不适宜栖息地是目标物种几乎不会利用的栖息地)，分别在“适宜”与“一般”级别内设置样线进行现场调查，调查大中型哺乳动物活动(实体、足迹、粪便、毛发等)情况，辨识大中型哺乳动物活动种类及数量，选择保护级别最高或者数量最多或者旗舰物种，通过gps项圈、痕迹跟踪、专家咨询来识别目标物种的移动路线，将移动路线与拟建公路线位进行叠加，交叉点位即为拟设动物通道的位置。

对于改扩建公路工程，通过走廊带大中型哺乳动物道路致死调查，来综合判断拟设动物通道的位置。道路致死调查应持续至少1年时间，记录大中型哺乳动物致死种类、保护级别、数量、位置、时间、环境特征等因素，辨识道路致死大中型哺乳动物种类多、保护级别高、数量大的路段，为高位路段，设置动物通道。

对动物通道位置识别出来后，再结合现有公路设计方案指标进一步筛选，即结合桥梁/涵洞等利于动物通行的设施的位置进一步筛选公路大中型哺乳动物通道的精确位置，现有桥梁/涵洞与大中型哺乳动物通道位置重合即需要加以整改，完善配套设计；在公路大中型哺乳动物通道位置没有桥梁和涵洞方案的，应建议增加动物通道补充设计，从而适用于现有交通改善工程。

通过拟设通道位置的栖息地、地形和目标穿越物种习性的综合分析，来确定拟设通道的类型：栖息地质量分为适宜、一般、不适宜三个等级(从地形、水源、植被、人为干扰四个方面来判断，适宜栖息地应是目标物种经常利用的栖息地，一般栖息地是目标物种偶尔利用的栖息地，不适宜栖息地是目标物种几乎不会利用的栖息地)，地形分为平坦、隆丘和洼地三个类别，大中型哺乳动物习性可分为偏好开阔环境活动、偏好郁闭环境活动和无明显偏好三类；栖息地质量一般以上、地形平坦或洼地、哺乳动物偏好开阔环境或无明显偏好，推荐上跨式通道；栖息地质量一般以上、地形平坦或隆丘、哺乳动物偏好郁闭环境或无明显偏好，推荐下穿式通道。

通过对类似环境中目标物种穿越公路动物通道的监测来确定拟设通道的尺寸。采用现场调查法、痕迹追踪法、红外相机监测法监测类似环境中目标物种穿越动物通道的效率，构建穿越效率与动物通道尺寸的相关关系，构建回归模型，y＝b0+b1x1+b2x2+……+bnxn，y为某物种对于某动物通道的穿越效率，b0为常数项，b1b2……bn为偏回归系数，x1x2……xn为动物通道尺寸指标，找出关键性指标和阈值，从而确定适应该大中型哺乳动物的通道尺寸。

在通道周边和内部设置小型水体，贯穿通道内部直到通道两侧，诱导大中型哺乳动物活动和穿越通道。水体大小是根据汇水面积而定，汇水面积大、路域有较大空间的区域水体面积大，采取人工挖掘面积不等的小型水塘群。

在通道周边和内部设置小型水体，贯穿通道内部直到通道两侧，水体规模不应完全淹没通道，应保留通道内有高于雨季高水位的平台小道。可采用土壤、碎石、木板、铁皮等铺设于地面使之高于雨季高水位，供大中型哺乳动物穿行利用。

根据目标大中型哺乳动物沿公路线路移动能力、地形、栖息地等综合确定隔离栅长度。大中型哺乳动物沿公路移动能力强，则隔离栅长度相应加长。隔离栅应在地形突变处结束，如悬崖、陡坡。隔离栅长度应完全贯穿于栖息地质量好和中级区域。

根据目标物种活动习性确定隔离栅顶端设计和下部设计。对于喜欢攀爬的物种(如熊)，隔离栅顶部端头向垂直于公路方向外侧弯曲约45度，防止动物攀爬；对于喜欢挖洞而居的动物(如獾)，将隔离栅埋入地面以下并加固(如采用混凝土)，防止动物挖掘洞穴穿越隔离栅。

对于金属隔离栅，根据目标物种体型大小，确定隔离栅孔径，防止目标物种穿越隔离栅进入公路或铁路路面，发生交通事故。目标物种如有多种，则可将多种不同孔径的隔离栅相互叠加，构成复合型隔离栅。

降低人为影响的措施，在大中型哺乳动物通道前后路段设置提示警示标志牌，设置距离根据公路等级而定，标志牌上标注：禁鸣，禁止随意扔垃圾，减速等。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明的一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法具有下列优点：

本发明提出的一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法，通过走廊带栖息地评价、大中型哺乳动物活动现场核实、移动路线识别、道路致死数据搜集，实现宏观与微观、理论分析与现场监测的完美结合，不仅适用于新建公路工程，而且适用于改扩建工程，较传统的依赖经验或单纯依靠生境评价，更加科学完整。

本发明提出的一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法，在通道类型选择上，通过走廊带栖息地评价、地形分级、物种习性偏好综合判断筛选通道适宜类型，较传统的依靠专家判断和结合桥涵设置，更具科学性和针对性，且可操作性强。

本发明提出的一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法，提出了生境诱导的主要内容，包括植被设计、地形设计、水系设计和微生境设计，填补了国内在大中型哺乳动物通道生境诱导设计的空白，工程上简单易行，可操作性强，利于推广。

本发明提出的一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法，在通道保护设施方面提出了隔离栅设计方法，降低噪声和视觉干扰的工程与生态设计方面，填补了国内空白。实现分流大中型哺乳动物移动和车辆移动的作用，有助于提高大中型哺乳动物通道的通行效率。

本发明提出的一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法，在通道周边及内部设置人工小型水体，贯穿通道内部连通通道两侧，不仅诱导大中型哺乳动物前来活动穿越通道，且有利于小型哺乳动物、两栖类、爬行类和鸟类利用通道穿越公路。

综上所述，本发明提出的一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法，生态效益好、经济效益显著。具有上述诸多优点及实用价值。

附图说明

图1所示为新建公路工程大中型哺乳动物通道位置选择流程图。

图2所示为改扩建公路工程大中型哺乳动物通道位置选择流程图。

图3所示为公路大中型哺乳动物通道类型的选择流程图。

图4a所示为公路大中型哺乳动物下穿式通道诱导生境与保护设施设计示意图。

图4b所示为公路大中型哺乳动物上跨式通道诱导生境与保护设施设计示意图。

图5所示为公路大中型哺乳动物下穿式通道内设置高于常水位的平台小道示意图。

图6所示为公路大中型哺乳动物通道隔离栅顶端设计示意图。

图7所示为公路大中型哺乳动物通道隔离栅组合设计示意图。

其中：

1：公路2：隔离栅

3：降低噪声与视觉干扰的措施4：倒木与树根

5：↓植被6：小型水体

7：▲脚踏石8：雨季高水位

9：公路大中型哺乳动物下穿式通道内平台小道10：隔离栅顶部凸起

11：隔离栅顶部凸起与隔离栅夹角呈45度12：中型哺乳动物隔离栅

13：大型哺乳动物隔离栅

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1基于新建公路工程的一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法

步骤1:选择拟设通道的位置

通过公路走廊带内栖息地评价和分级、大中型哺乳动物活动区域的识别、大中型哺乳动物移动路线的确定，综合判断拟设动物通道的位置(图1)。走廊带宽度依据地形、公路等级、大中型哺乳动物分布特征结合专家咨询等综合确定，先通过gis结合现场调查，将走廊带内栖息地质量分为适宜、一般、不适宜三个级别，分别在“适宜”与“一般”级别内设置样线进行现场调查，摸清大中型哺乳动物活动(实体、足迹、粪便、毛发等)本底特征，辨识大中型哺乳动物活动种类、保护级别及数量，选择保护级别最高或者数量最多或者旗舰物种(通过对其保护能保护绝大多数哺乳动物的物种)作为目标物种，再通过gps项圈、痕迹跟踪、专家咨询等来识别目标物种的移动路线。将移动路线与拟建公路线路进行叠加，交叉点位即为拟设动物通道的位置。

步骤2：确定拟设通道的类型

通过拟设通道位置的栖息地、地形和目标穿越物种习性的综合分析，来确定拟设通道的类型(图3)。分别将栖息地质量分为适宜、一般、不适宜三个等级，地形分为平坦、隆丘和洼地三个类别，大中型哺乳动物习性分为偏好开阔环境活动、偏好郁闭环境活动和无明显偏好三类，一般来说，栖息地质量一般以上、地形平坦或洼地、大中型哺乳动物偏好开阔环境或无明显偏好，推荐上跨式通道。栖息地质量一般以上、地形平坦或隆丘、大中型哺乳动物偏好郁闭环境或无明显偏好，推荐下穿式通道。

步骤3：确定拟设通道的规模

在拟设通道位置处开展目标穿越物种的分布密度调查，将结果与该区该物种平均分布密度相比较，如果高于平均分布密度，则应多设置通道；如果低于平均分布密度，则可少设置通道。具体设置数量及通道间距还需结合工程可行性、投资能力经咨询专家综合确定。

步骤4：确定拟设通道的尺寸

通过对类似环境中目标物种穿越公路动物通道的监测来确定拟设通道的尺寸。采用现场调查法、痕迹捕捉法、红外相机监测法等监测类似环境中目标物种穿越动物通道的效率，建立穿越效率与动物通道尺寸的相关关系，构建回归模型，y＝b0+b1x1+b2x2+……+bnxn，y为某物种对于某动物通道的穿越效率，b0为常数项，b1b2……bn为偏回归系数，x1x2……xn为动物通道尺寸指标，找出关键性指标和阈值，从而确定适应该大中型哺乳动物的通道尺寸。

步骤5：设置诱导生境

由于公路干扰区域主要在征地范围内，诱导生境设置主要在该区域内布置，遵循以下步骤：

步骤51：植被设计

采用当地物种进行植被恢复，将通道两侧原生植被在通道内进行复制，尽量将通道周边区域植被恢复到干扰前的状态(图4a,4b)；针对目标物种的习性，可种植其喜食植物，引诱目标物种靠近通道从而穿越；采用倒木和树根并设置成线形连通通道两侧，引导两侧大中型哺乳动物沿线形构造物穿越通道(图4a,4b)；

步骤52：水体设计

在通道周边和内部设计小型水体，贯穿通道内部直到通道两侧，诱导大中型哺乳动物活动和穿越通道(图4a,4b)，水体大小是根据汇水面积而定，汇水面积大、路域有较大空间的区域水体面积大，采取人工挖掘面积不等的小型水塘群。

水体规模不应完全淹没通道，应保留通道内有高于雨季高水位的平台小道。可采用土壤、碎石、木板、铁皮等铺设于地面使之高于雨季高水位，供大中型哺乳动物穿行利用。

步骤53：地形设计

在通道周边及内部设计微地形起伏，可供部分大中型哺乳动物隐蔽休息，有利于其穿越通道；

步骤54：微生境设计

在通道周边及内部采用倒木、树根、石块结合地形设计微生境，提高通道上的生境复杂性，可吸引部分大中型哺乳动物隐蔽休息；微生境每隔一定距离设计，贯穿通道内部连接两侧栖息地，起到“脚踏石”的作用(图4a,4b)；

步骤6：设置保护设施

保护设施的作用是防止大中型哺乳动物进入路面发生车祸事件，降低车辆与公路对通道内部的干扰，提高大中型哺乳动物利用通道的效率，遵循以下步骤：

步骤61：设置隔离栅

根据施工现场条件，可选择混凝土、金属、土堆等作为隔离栅材料；根据大中型哺乳动物沿公路移动能力、地形、栖息地等综合确定隔离栅长度(图4a,4b)，大中型哺乳动物沿公路线路移动能力强，则隔离栅长度相应加长，隔离栅应在地形突变处结束，如悬崖、陡坡，隔离栅长度应完全贯穿于栖息地质量好和中级区域；根据大中型哺乳动物体型大小、攀爬能力综合确定隔离栅高度；根据目标物种活动习性确定隔离栅顶端设计和下部设计(图6)，对于喜欢攀爬的物种(如熊)，隔离栅顶部端头向垂直于公路方向外侧弯曲约45度，防止动物攀爬；对于喜欢挖洞而居的动物(如獾)，将隔离栅埋入地面以下并加固(如采用混凝土)，防止动物挖掘洞穴穿越隔离栅；对于金属隔离栅，根据目标物种体型大小，确定隔离栅孔径，防止目标物种穿越隔离栅进入公路或铁路路面，发生交通事故(图7)，目标物种如有多种，则可将多种不同孔径的隔离栅相互叠加，构成复合型隔离栅。

步骤62：降低噪声和视觉干扰的设施

在通道与公路之间，采用各种物理工程和生态工程措施避免和减小噪声和车辆灯光对通道内部的影响，包括物理噪声墙、土堆、植被带等(图4a,4b)；将通道周边路面设置为静音路面，或设置强制减速带迫使车辆减速从而减小车辆噪声；

步骤63：降低人为影响的措施

在通道周边设置提示警示标志，设置距离根据公路等级而定，标志牌上标注：禁鸣，禁止随意扔垃圾，减速等。限制该处人为活动从而减小对通道的干扰。

实施例2基于改扩建公路工程的一种公路大中型哺乳动物通道设置的方法

步骤1:选择拟设通道的位置

通过走廊带栖息地评价、大中型哺乳动物活动区域的核实、大中型哺乳动物穿越公路位置的识别、大中型哺乳动物道路致死调查，综合判断拟设动物通道的位置(图2)；再结合现有公路路线设计方案指标进一步筛选，确定拟设动物通道的位置。

以改扩建公路为中心划定走廊带，走廊带宽度依据地形、公路等级、大中型哺乳动物分布特征结合专家咨询等综合确定，将走廊带内栖息地质量分为适宜、一般、不适宜三个级别，分别在“适宜”与“一般”级别内设置样线进行现场调查，摸清大中型哺乳动物活动(实体、足迹、粪便、毛发等)本底特征，辨识大中型哺乳动物活动种类、保护级别及数量，选择保护级别最高或者数量最多或者旗舰物种(通过对其保护能保护绝大多数哺乳动物的物种)作为目标物种；再通过gps项圈、痕迹跟踪、专家咨询等来识别目标物种的移动路线。将移动路线与现有公路线路进行叠加，交叉点位即为拟设动物通道的位置。

此外，沿现有公路进行道路致死调查，应持续至少1年时间，记录大中型哺乳动物致死种类、保护级别、数量、位置、时间、环境特征等因素，选择道路致死大中型哺乳动物种类多、保护级别高、数量大的路段，辨识为高危路段，设置动物通道。

对动物通道位置识别出来后，再结合现有公路路线设计方案指标进一步筛选，即结合桥梁/涵洞等利于动物通行的设施的位置进一步筛选公路大中型哺乳动物通道的精确位置，现有桥梁/涵洞与大中型哺乳动物通道位置重合即需要加以整改，完善配套设计；在公路大中型哺乳动物通道位置没有桥梁和涵洞方案的，应增加动物通道，从而适用于现有公路改善工程。

步骤2：确定拟设通道的类型：同实施例1；

步骤3：确定拟设通道的规模：同实施例1；

步骤4：确定拟设通道的尺寸：同实施例1；

步骤5：设置诱导生境：同实施例1；

步骤6：设置保护设施：同实施例1；

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。