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假设 " 我 " 就是这只想过路的中国林蛙，会遇到什么样的艰难险阻呢？

王云 ·  交通运输部科学研究院研究员

格致论道 · 湾区第 18 期 | 2022 年 8 月 27 日 广州

大家好，我是王云，来自交通运输部科学研究院。今天想跟大家交流下道路交通中对野生动物的保护。我做这项研究大概 15 年了，当初会选择这样一个相对小众的领域，主要有两个原因。第一是因为，我比较喜欢走进大自然，观察野生动物。更重要的原因是，在我接触这个领域的时候得到了一些老师的鼓励和指导，包括道路生态学之父——美国哈佛大学著名教授理查德 · 福尔曼先生。当年他来中国访问，在临走的时候对我说：" 你们的研究还是很重要的，从某种程度上来说，中国的发展会影响这个学科未来的发展 "。就是这些鼓励，驱使我一直从事这项研究。

危险的过路之旅

大家可能会好奇，一个是野生动物，一个是道路交通，看似没有关系的两者，会发生什么样的联系呢？请看下面的一些案例。2021 年 8 月，著名演员 " 谢大脚 " 的扮演者于月仙驾车行驶在内蒙古西部阿拉善的一条道路上，不幸与横穿道路的两只骆驼发生了碰撞，最终导致车毁人亡的惨剧发生。

左图是损毁的车辆，右图是被撞死的骆驼。这是道路交通对野生动物产生影响的一个极端案例，既导致了人员财产损失，动物也因此死亡。下面两个案例，虽然人和车辆安然无恙，但是动物却受到了很大的伤害。

左图是去年 12 月发生在山西省吕梁地区的事故，一只国家一级保护动物华北豹过路时，不幸被车辆碰撞致死。

右图是前两年在西藏，一头国家一级保护动物藏野驴过路时被车辆撞死，当时交警开的一个罚单。大家可以猜一下，罚单上写的撞死野驴要赔多少？居然高达 3.5 万元，当然真实性还有待考证。

左：道路生态学，2003

右：Ament，2012

以上案例至少说明，道路交通对野生动物的伤害很大。但是从国际上来看，道路交通对野生动物的影响远远不止于此，通过右图可以看出，至少有 5 种影响。

举个简单的例子，假如有一群野生动物生活在森林里，我们突然在这里修一条道路，将森林一分为二。首先，这群动物的活动空间会受到挤压，有一些动物可能就再也过不了公路了，这就是第一种影响——移动路线受阻隔。

也有一些动物比较敢于尝试新鲜事物，它非要过到公路的另外一侧，就不可避免会与我们行驶的车辆碰撞。对这些动物来说，既没有红绿灯，也没有斑马线，更没有交警维持交通秩序。所以第二种影响就是，它们可能会长眠在道路上。

第三种影响是动物栖息地损失。本来动物家园是一个整体，由于我们修路，就不可避免破坏一部分生态。

第四种影响是动物栖息地质量下降，这是一种看不见、摸不着的影响。我们在修完路以后，道路两边的森林、草地似乎没有变化，我们也没有去干扰它，但是动物会越来越少，甚至不会再来这边活动了。因为车辆噪声、尾气排放，造成道路两侧的环境不适合动物生存。

只有最后一种影响是正面的影响。我们在修完路以后，交通部门都会在被干扰过的地方种植植被，这些植被有时甚至长得比受干扰之前更好，反而会吸引一些动物前来。

下面是与这五种影响相关的案例。

Ito et al，2013

先来看一个蒙古国研究的案例。在 10 年前，研究人员为 24 只蒙古原羚分别佩戴了 GPS 项圈，跟踪其移动路线。发现在 10 年间，没有一只蒙古原羚能成功穿越乌兰巴托—北京铁路，说明这条铁路对蒙古原羚造成了比较严重的阻碍。

左：H. Corneliussen

右：Conover et al.，1995；Cook & Daggett，1995；

Groot Bruinderink & Hazebroek, 1996；

L-P Tardiff & Associates Inc. 2003；Huijser et al. 2008

再来看道路致死，即 " 路杀 " 的案例。关于 " 路杀 " 的研究在国际上，尤其是西方发达国家已经有非常多了。以美国为例，每年道路交通造成的鹿的死亡数量大概在 100 万 -200 万头，而且还造成了 2.9 万多人受伤，200 多人死亡，直接经济损失超过 10 亿美元。

上：鬃狼（巴西）、棕鬣狗（南非）

下：小斑虎猫（巴西）、豹（印度）

不仅如此，放眼全球，124 种野生动物种群因此将面临严峻的生存挑战。研究表明，如果 " 路杀 " 状况得不到缓解，巴西鬃狼、小斑虎猫、南非棕鬣狗和印度豹将在 50 年之内灭绝。

以下是栖息地损失的案例。左图是巴基斯坦红其拉甫国家公园中巴公路的栖息地损失的现象图，公路在巴基斯坦山区峡谷底部布线。这个区域非常干旱，食草动物的重要食物来源就是峡谷底部的乔灌木，但山间的道路会侵占一部分植物空间。右图是栖息地质量下降的案例，这是东北长白山的研究数据，是我们在长白山山区环长白山旅游公路进行调研后得到的结果。横坐标是垂直于公路的距离，纵坐标是栖息地组成要素。可以看到，虽然道路对植被宽度的影响可能只有 20 米，但是车辆产生的噪声干扰距离可能会放大到 100 米远。可见，道路虽然占据地表面积很小，但是它对野生动物栖息地的影响可能会很大。当然，道路对野生动物的正面影响案例也有。

以中国三江源国家公园的这条公路为例，这条公路修完以后，由于植被恢复的效果很好，植被的高度、盖度，甚至比路远侧的自然植被更好，进而吸引了很多家养动物、野生动物前来吃草，起到一种正面的吸引作用。可见，道路交通对野生动物的影响还是比较复杂的。那么在我们国家，道路交通对野生动物的影响程度到底是什么样呢？下面，我想介绍我们团队的两个研究案例。

假如 " 我 " 是中国林蛙

第一个是东北长白山山区的案例。

长白山保护区：2007-2019，13 条公路

根据过去 13 年来对长白山已经通车的 13 条公路的持续监测，我们发现道路交通致死的野生动物种类至少达 91 种，数量有 1.3 万多个，其中约 80% 是一些小型动物，也就是两栖类动物。我们还预测，如果没有有效的缓解措施，到 2030 年，可能会超过 3 万多只野生动物被 " 路杀 " 致死。

上：极北鲵、长尾林鸮

下：中国林蛙、极北蝰

上图是一些现场照片，中国林蛙是致死数量最多的两栖类动物。其实 " 路杀 " 致死的动物里也包括一些国家级保护物种。我们不希望再看到道路上发生更多惨案，所以采取了一些措施加以改进。

当时我们正好要新建一条公路——鹤大高速公路，就是图中蓝色的线。首先，我们沿着这条线对道路两侧的栖息地做了评估，颜色越深表示两栖类栖息地质量越好。总体上来说，鹤大高速公路两栖类的栖息地质量还是比较高的，也得到了现场的调查验证。

左：中华蟾蜍卵带

右：中国林蛙卵团

我们在当地发现了大量的两栖类动物的卵团、卵带，说明该区域有大量的两栖类动物在繁殖，所以加以保护很有必要。我们该怎么保护它们呢？因为这里受影响最大的是中国林蛙，所以我们选择它做实验主角。假设 " 我 " 就是这只想过路的中国林蛙，" 我 " 会遇到什么样的艰难险阻呢？

第一个阻隔就是，" 我 " 必须穿越道路两侧的隔离栅，好在现在的隔离栅孔径是比较大的，一般都有 10 — 20 厘米，所以对 " 我 " 来说，钻过去难度不大。过去以后，" 我 " 会遇到第二重阻隔——公路两侧的排水沟。有时设计人员会把排水沟设计成矩型沟，它的侧壁跟坡底是 90 度垂直的。" 我 " 特别害怕，因为一旦掉下去以后，" 我 " 是上不来的。如果 " 我 " 能幸运地爬过这些排水沟，在公路路面上还会遇到第三重障碍。因为 " 我 " 的体表是湿润的，身体是柔软的，而公路路面是比较干燥、坚硬的，所以 " 我 " 在路面上爬得非常缓慢。这时如果车辆恰巧经过，很容易把 " 我 " 碾压致死。但如果够聪明，" 我 " 会发现道路两侧有很多小的涵洞能钻，就不用经过路面了，面临的风险会小一些。可是，到了涵洞洞口，" 我 " 发现这些涵洞洞口的坡度非常陡，一旦掉下去就爬不上来了，而且这些涵洞又黑又小，不方便移动。通过简单分析可知，中国林蛙过路时至少面临 7 种阻隔。我们团队思考后，准备举行一场两栖类的运动会，邀请的选手就是受影响最大的两类物种——中国林蛙和中华蟾蜍。我们有三个运动项目，" 跳高比赛 "" 爬坡比赛 " 和 " 钻洞比赛 "。

首先来看 " 跳高比赛 "。参照国际经验，两栖类的隔离栅高度一般是 30 厘米— 40 厘米。所以我们设计了 4 个不同高度的竞技场，邀请 10 只中国林蛙，记录 15 分钟内跳出隔离栅的数量。

用混凝土砖构建方形跳高竞技场

这是比赛现场的照片，中国林蛙还是非常卖力的，都跃跃欲试想要取得好成绩。

成绩如图所示，横坐标是隔离栅的高度，纵坐标是隔离栅对它阻隔的效果。当隔离栅高度超过 37 厘米的时候，阻隔效果比较理想，超过 90% 的中国林蛙跳不出去。保守估计，高于 40 厘米的隔离栅可以阻隔绝大多数两栖类动物上路，从而避免被车辆压死。再来看 " 爬坡比赛 "。根据现有的公路设计规范，大部分公路排水沟的坡度，一般是 45 度或 90 度。相对来说，45 度比较缓，而 90 度坡度是不适合两栖类动物逃生的。

所以我们设计了 3 种角度—— 45 度、60 度和 75 度，同样我们邀请 10 只中国林蛙和 10 只中华蟾蜍参加实验，限时 15 分钟。

这是我们现场比赛的照片。可以看到，中华蟾蜍一个个都奋勇争先，非常卖力，都想取得好成绩。

比赛结果如图所示，横坐标是排水沟的坡度，纵坐标是逃生率。可以看到，当坡度在 45 度时，这两种两栖类动物有 90% 左右的几率可以成功逃脱。而当坡度增加到 60 度或 75 度时，只有不到 50% 的两栖类动物可以逃生。所以，排水沟坡度不超过 45 度，是最有利于两栖类动物逃生的。

最后一个比赛项目是 " 钻洞比赛 "。长白山山区绝大多数真实涵洞的长度是 10 米长，所以我们 1：1 制作了 6 个涵洞模型。我们主要考虑三种变量——涵洞的形状、尺寸和材料。形状有方形和圆形的，尺寸最小为 0.5 米 -1 米，最大是 1.5 米，材料有金属、混凝土和土质的。

这是现场的照片。上面三个分别是金属、土质、混凝土三种材质的涵洞，下图是 6 个涵洞模型的布设远景图。

比赛结果如图。左图是穿越不同尺寸涵洞的两栖类动物的数量，可以看出，中等以上尺寸涵洞的效果更佳。右图是穿越不同基底材料涵洞的两栖类动物的数量，可以看到土质材料的效果明显优于另外两者。

所以，" 方形 "" 土质基底 "" 尺寸大于 1 米 " 的涵洞最有利于两栖类动物穿越。

我们将这个结论也用到鹤大高速公路两栖类动物通道的设计中。左图是设计并实施完成的两栖类动物的隔离栅、排水沟和标志牌，右图是涵洞的出入口。涵洞具体效果如何，我们也在持续监测当中。

大型动物的生命通道

第二个案例是关于大型动物过路的。去过青藏高原的人都知道，我们在路上开车的时候经常能看到野生动物，其中藏羚羊是一种有季节性大规模迁徙习性的野生动物。

左：关磊 摄

右：陈学平 摄

目前我国交通部门以及自然保护区部门，对于藏羚羊过公路采取了一种最原始的 " 人工拦车 " 的办法。如左图所示，藏羚羊似乎也挺适应这样的方式。但这种办法会阻碍我们正常的交通流量，开车途经时会随时被阻拦。同时，不是所有动物都有藏羚羊的待遇。像右图显示，国家一级保护动物藏野驴过公路时是没有人去照顾它的，这就将面临与车辆相撞的风险。因此我们团队就提出一些保护它们安全过路的办法。

前些年，我们和当地的交通部门合作，在藏羚羊迁徙的廊道上设了一个藏羚羊通道桥。这个桥参考了青藏铁路的藏羚羊通道，长度达 300 米，高度最高达到了 6 米，超过了国际标准规定的 4 米。

桥建好以后，我们利用红外相机技术，对 25 座铁路的中小桥，以及 1 座公路的藏羚羊通道都开展了监测。

这是现场安装红外相机的照片，为了避免人为破坏，我们每次都会带着梯子尽量把相机架高一点。在野外，设备的安全是最重要的。

上：藏野驴、藏原羚

下：野牦牛、狼

拍摄的效果非常好，我们拍到很多过路动物，包括国家一级保护动物藏野驴、野牦牛，国家二级保护动物藏原羚、狼、狐狸等。

更让我们高兴的是，藏羚羊迁徙时也会利用动物通道，成群结对，来去自如。还有一个有趣的现象，藏羚羊群喜欢钻公路桥梁通道最中间的桥孔。原因可能是中间的桥孔最高，方便通过，而且视野是最开阔的。

数据分析也证实了我们的猜想。如左图显示，当桥孔的高度超过 5 米以后，通道利用率显著高于矮桥孔的利用率。右图是开阔率的示意图。藏羚羊迁徙只在固定路段、固定时间才发生。那对于不在这个区域的、不迁徙的藏羚羊来说，通道设计的尺寸又有什么要求呢？

如左图显示，通道的开阔率和藏羚羊对通道的利用率呈显著的正相关关系。右图也可佐证左图，桥涵通道的开阔率比涵洞更高，因此它的利用率也更高。我们进一步分析了藏羚羊穿越现有的 14 座中小桥的数据，我们发现其中有 4 座桥梁是被频繁穿越的，占到总体穿越率的 80%。

它们的共性在于开阔率不低于 4.2、宽度不小于 6 米、高度都在 3.5 米以上，这个指标很可能就是满足藏羚羊零散穿越需求的通道尺寸。

基于此，我们对常见的野生动物做了同样的分析，形成了 " 高寒高海拔地区常见野生动物通道规格推荐值 " 表，这个结论也被纳入交通运输部推荐性行业标准当中。

以上所有的通道都是让野生动物从公路下方穿越的，那么有没有能让野生动物从公路上面穿越的通道类型？

左：Leonard E. Sielecki

右：J Sartore

答案是有的。其实国际上动物通道的类型非常多，图示就是加拿大班夫国家公园的上跨式动物通道，这些通道表面覆盖厚厚的土壤，种植当地的自然植被，已经成为国家公园里的一道景观了。此外还有林冠、树冠通道，能将道路两侧的树冠层连通，让生活在树上的动物不用下地就能飞跃公路。

图片来源：神农架国家公园管理局

这是神农架国家公园管理局为川金丝猴过路设置的林冠通道，效果还是挺好的，我们也希望类似做法能够在国内推广。

路遇动物 " 随手拍 "

以上这些措施，都是从交通建设的角度对公路进行优化设计。比起这些，提高大众对交通沿线野生动物的保护意识更为重要。

今年（2022 年）我们和光明日报客户端合作，一起制作和发布了一系列科普小视频，主题就是" 路遇动物观察 "，希望能激发网友对交通道路上野生动物的兴趣。至今视频已经有 100 多万的点击量和评论量，效果还是不错的。

左：安卓版

右：苹果版

但是这些还远远不够，于是我们又开发了一个专业的 " 路遇动物 "APP，希望感兴趣的人能够下载使用。

我们开发这个软件的目的非常明确：因为中国疆土广阔，野生动物种类多、数量大，路网又密。关于现场的一手资料，我们肯定掌握不全。当大家在野外看到野生动物，不管它们是在路上被车辆碰撞，还是在路边活动，都能通过这个软件拍照上传给我们。因为一手的数据能让我们知道，如果再在这地方修路，动物通道该修在什么地方、为谁修、修成什么样。

我们同时开发了一个叫 " 交通动物观察 " 的网站，这个网站有更多的团队科研成果介绍，也欢迎大家浏览。

最后也希望有更多的动物爱好者、志愿者能够加入我们，能够更多关注交通设施沿线的野生动物保护，因为保护好这些动物，就是保护我们人类自身的安全。

我的演讲到此结束，谢谢大家！

本文经授权转载自格致论道讲坛（ID：SELFtalks）

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