这是廊道的一种打开方式。
(Kendar Hoff)
在生态保护与管理中,廊道作为保护地的补充和保护网络的组成部分,在过去一二十年越来越得到重视。在全世界范围内,从非洲的草原峡谷到北美广袤的国家公园,再到道路网络密集的欧洲……科学家和管理者不断研究和实践不同尺度、不同保护目标的廊道。在中国,包括大熊猫、东北虎、亚洲象、藏羚羊等在内的旗舰物种保护引领着野生动物保护领域廊道的发展。
瑞士,阿尔卑斯山系莱文蒂纳河谷,河谷内铁路、高速公路、其它等级公路组成的道路网络以及伸展开的服务设施,造成了明显的隔离效应(V.Keller)
中国三省大熊猫栖息地分布的山系及周边区域的道路网络,33个相互隔离的种群中有24个的个体数量小于18只。
迅速扩张的道路网络以及由此带来的人为活动可达性,在全世界范围内尤其是近四十年来经济高速发展的中国,是造成栖息地加速破碎化的首要威胁。栖息地被切割成更多数量、更小面积、彼此隔离的斑块,对于维持物种的稳定数量、保障个体的正常流动带来巨大的风险。
联通性的维持与修复便成为硬币的另一面。
连通性的概念模型(改编自澳大利亚国家野生动物廊道计划,2012)
通过廊道恢复或维持联通性,要从结构联通性和功能联通性两个方面考虑。结构联通性反映了廊道能够满足物种个体活动与迁徙的自然条件特征,包括地形地貌、植被、水系、土地利用模式等。功能联通性反映了廊道对于物种种群、个体、基因流动的实际效果,取决于个体对栖息地选择的倾向、扩散能力等生态特征,也与结构联通性密切相关。GIS和遥感等技术已经广泛用于评估结构联通性,而针对功能连通性的评估由于监测数据获取的难度则要复杂得多。
廊道构建的理论模型在其发展过程中综合考虑结构联通性和功能联通性需求,为廊道的规划提供决策支撑。使用较为广泛的包括最小成本距离分析、电流理论、图论等。
以最小成本距离分析为例,该方法基于阻力模型的思想,假设物种在迁徙和扩散过程中需要克服一定的“阻力”或消耗一定的“成本”,累积阻力最小或累计成本最低的通道即为最优通道。在实际应用中,物种相对适宜的栖息地被赋予低成本值,反之被赋予高成本值。最小成本距离分析在数据获取与准备、与GIS系统结合分析物种迁移和廊道模拟方面具有很大优势。
基于单一“源”和“目标”的最小成本分析法理论模型(Rudnicket al. 2012)
基于多“源”和“目标”的最小成本路径网络:红色--蓝色代表“成本”由高到低(Rudnicket al. 2012)
过去十多年里,基于这些理论模型全世界不同团队已经开发出多种工具,以独立软件或基于大型GIS平台运行的方式用于廊道的构建和规划。
部分廊道构建工具示例(改编自单楠等,2019)
相比于具有明确地位的保护地,廊道的管理在土地权属、管理主体、利益相关方、人为影响因素等方面都更为复杂,因此制定廊道管理计划并有序实施非常关键。
廊道管理计划概念示意
A. 没有廊道时,物种无法在相互隔离的栖息地间移动。
B. 在相互隔离的栖息地间建立一系列小片间断的适宜栖息环境形成不连续的廊道区域,可以形成“跳板”作用促进整个栖息地的联通。
C. 廊道区域会吸引物种朝另外一个方向移动,该区域若有道路则很可能会造成物种穿越道路导致的个体伤亡。
D. 通过在道路上建立动物通道等工程措施,可以促进物种的正常迁移活动,修复廊道的联通性。
(Iuelet al, 2003)
道路上的野生动物通道通常包括上跨式通道和下行通道,在具体的工程设计中,保护对象和工程成本是最关键的两个因素。相应的植被改善措施、辅助引导、标识和监测设施也应一并考虑。
动物通道工程措施的组成示意
不同类型和尺寸的动物通道结构示意(Iuelet al, 2003)
不同国家、不同类型的野生动物通道建设示例(Iuelet al, 2003)
而对于一定范围内栖息地的修复,首先需要对栖息地的质量进行评价,在此基础上采取分类措施。
栖息地质量评价的结果与“尺度”密切相关。越微观尺度的评价越有利于科学和针对性的措施在实地见到效果。
不同尺度下“看”植被(澳大利亚国家野生动物廊道计划,2012)
世界自然保护联盟(IUCN)在2020年8月出版了《廊道与保护网络建设指南》,其中汇集了30个国家的保护管理实践,列举了25个廊道案例,包括18个陆地生态系统、5个淡水生态系统和2个海洋生态系统的廊道案例,覆盖非洲、美洲、大洋洲、欧洲和亚洲。非洲主要以维持大型物种正常迁徙为首要目的建立了多个跨区域廊道;欧洲主要为应对城市化和道路切割导致的景观与生境破碎而建立的通道型廊道;北美的廊道保护行动主要涉及大尺度山系和大型物种迁徙;亚洲有两个案例入选,包括泰国的廊道建设——作为保护地的补充、构成保护网络重要组成的廊道规划,和中国大熊猫分布区的108国道秦岭隧道大熊猫走廊带。
《廊道与保护网络建设指南》(IUCN,2020)
在中国,大熊猫、东北虎、亚洲象、藏羚羊等旗舰物种的廊道建设除了从宏观尺度进行规划外,微观尺度的工程措施也以围绕减缓道路对栖息地的切割展开。这些措施对于联通性的维持和修复需要较长时间尺度的有效管理、持续监测来评估效果,总结经验,扩展到中国更广泛的地区。
(李云生)
思(茅)-小(勐养)高速公路为在野象出没频繁的“野象谷”等地顺山势修建了野象专用通道,以利于野象通过。交通部门还在高速公路野象通道旁竖起写有“大象通道,请勿鸣笛”的温馨提示牌。但是依然有大象横穿高速公路,往返于公路两侧觅食的情况发生。
青藏铁路建设中为藏羚羊等野生动物迁徙活动预留的大型桥梁通道(青藏铁路可可西里通道,沈均梁)
在108国道陕西佛坪县-周至县交界处,利用2000年建成通车的1.7公里长的秦岭隧道作为廊道建设的主要区域,用于道路两侧秦岭大熊猫隔离种群的联通。
野生动物需要联通,
烟火气里生活的人也在打破“孤岛”。
新的春天,因连接而美好。
参考文献:
IuellB, Bekker G.J, Cuperus R, Dufke J, Fry,G, Hick C, t al. Wildlife and Traffic: a European Handbook for Identifying Conflicts and Designing Solutions. 2003
Guidelinesfor conserving connectivity through ecological networks and corridors. IUCN. 2020
Rudnicket al. The role of Landscape Connectivity in Planning and Implementing Conservation and Restoration Priorities. Issues in Ecology. 2012
单楠,周可新,潘扬,唐夫凯,生物多样性保护廊道构建方法研究进展,生态学报,2019.
National Wildlife Corridors Plan: A framework for landscape-scale conservation. 2012