铁路噪声对野生动物影响机制及其评价方法研究初探

吴杨

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043)

铁路噪声对野生动物影响机制及其评价方法研究初探

吴杨

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043)

以西藏“一江两河”国家一级保护动物黑颈鹤为研究对象。通过铁路噪声源强模拟，研究铁路噪声对野生动物影响机制。研究结果表明黑颈鹤在环境噪声提高时，首先会因警惕行为而驻足倾听，而后随环境噪声增至60 dB时出现避让奔逃的现象，至距离噪声源60 m以上时停止奔逃，但群体仍处于躁动状态直至平静。采用铁路噪声源强模拟的方法，对于完善铁路工程的环境影响评价工作，尤其是对于建立科学的野生动物影响评价技术与保护措施具有重要的指导意义与现实意义。

铁路噪声;声环境;影响机制;评价方法;

1 概述

随着人类活动强度的不断提高，野生动物生物多样性及种群数量的不断减少，野生动物保护越来越受到国内外专家、学者以及政府部门的关注。对于铁路工程而言，因线路跨越范围广、工艺复杂、工程量巨大等因素，其对野生动物的影响较其他建设工程有着截然不同的特点。目前国内外道路(公路、铁路)工程项目对野生动物的影响研究多集中在对野生动物生境、道路阻隔、车辆运行碰撞致死等方面，且受观测条件便利性影响，该方面研究更多侧重于公路，而铁路交通对野生动物的影响研究则较为匮乏，目前已有的研究成果主要集中在青藏铁路工程［1～5］。

铁路噪声因其影响表征不具直接致死性而往往被人们所忽视。但在实际情况下，相对列车碰撞、线路阻隔而言，其所影响的野生动物数量是以种群数量为计量单位的，影响范围远高于其他影响要素。铁路噪声对野生动物的影响还表现在迫使动物趋避而间接压缩野生动物栖息、觅食地，同时瞬时噪声的惊吓还可能造成野生动物繁殖能力下降。目前国内并无较为完善的铁路噪声对野生动物影响评价技术体系与评价标准，这也给铁路工程设计、建设过程的野生动物保护工作带来不便。鉴于此，本文以西藏“一江两河”地区国家一级保护动物黑颈鹤为研究对象，研究铁路噪声影响下的黑颈鹤生态行为反应机制。并以此为基础，探讨铁路工程对野生动物环境影响评价技术标准与方法，旨在为今后的铁路工程环境影响评价工作起到一定的参考作用。

2 材料与方法

本文选择西藏“一江两河”地区拉萨至日喀则铁路沿线国家一级保护动物黑颈鹤作为研究对象，在充分分析研究区域自然生态环境特征及黑颈鹤生态习性的基础上，结合区域现有工程技术特点，采用三种方法对黑颈鹤噪声反应机制及行为进行观测。

(1)噪声源模拟。首先利用带音频记录且具有遥控播放功能的扬声器放置于既有线(青藏铁路)外轨中心线外侧1 m处，采集点位高1.5 m。记录以采集点位中心前后各1 000 m列车噪声(列车时速100 km/h)，记录时间72 s，以此作为列车模拟源强。同时为了提高模拟声源的真实性，采用AWA6228型声级计对模拟声源进行校准。

(2)试验地选择。鉴于黑颈鹤对未翻秋耕地和春小麦的正选择性［6］，本文选择拉萨河河谷(DK56+400)、年楚河河谷(DK243+350)处两块春小麦地(10 m×10 m)作为试验场所，场地边缘分布距离拟建线路25 m、30 m，试验地背景噪声均为47～49 dB。

(3)观测方法［7］。采用自动录像观测与定点观测相结合的方法记录噪声源影响下的黑颈鹤反应行为及反应个体数量，观测时间为2009年10月，观测频次为3次。

(4)测量方法。将 AWA6228声级计置于观测点中心，记录中心点声压值;利用米尺(0～100 m)进行距离标定，利用秒表记录半数黑颈鹤生态行为发生改变的相关数值。

(5)走访调查。对拟建铁路沿线有关人员(如保护区工作人员、当地居民等)进行访问，以对观测内容进行补充、完善。

3 研究区概况

“一江两河”是指西藏雅鲁藏布江及其支流拉萨河和年楚河，其中部流域，东起山南桑日县，西到拉孜县，南抵藏南河谷区，北达冈底斯——念青唐古拉山脉南麓，流域面积6.6×104km2，该区为国家一级保护动物黑颈鹤主要越冬地(11月至次年2月)。

黑颈鹤主要集群在西藏雅鲁藏布江中游河谷黑颈鹤国家级自然保护区内，但越冬期仍会有少数个体选择保护区外围的河谷地带栖息(图1)。黑颈鹤越冬栖息地由拉萨河河谷、年楚河河谷、乃东雅鲁藏布江河谷、羊卓雍错四部分区域组成。

拟建拉萨至日喀则铁路全长253.063 km，对黑颈鹤国家级自然保护区采取最近点2 km绕避措施。但对于河谷区黑颈鹤栖息地无法进行避让，线路穿越黑颈鹤越冬栖息地拉萨河谷75 km (种群分布比率67%)，年楚河河谷57 km(种群分布比率为26%)。境内国道G318与拟建拉日线并行紧邻，二者平均距离30～50 m。受“一江两河”地形地貌、土地利用类型影响，黑颈鹤夜宿点与觅食点相对稳定［8］，主要集中在区块内开阔地、地势较平坦、食物较充足的地区［9～11］。

图1 拉日铁路与黑颈鹤栖息地区位关系图

4 研究结果

于2009年10月先后于两河黑颈鹤栖息地进行试验，受试黑颈鹤个体数量如表1。

表1 黑颈鹤受试种群个体数量及研究点位

本文以单个种群中半数以上黑颈鹤个体生态行为发生变化作为记录点，这里记为 W50。主要统计黑颈鹤对不同声压级所表现的生态行为相应的反应时间(见表2)。其中黑颈鹤奔逃方向为远离噪声源一侧，奔逃距离噪声源约60～80 m且主要集中在60～70 m范围。

将黑颈鹤生态反应行为及反应时间叠加各时间点声压值制图得到模拟声源下黑颈鹤W50反应行为特征图谱(见图2)。

图2 模拟声源扰动下黑颈鹤W50反应行为特征

表2 黑颈鹤W50对模拟声源生态行为响应时间统计(t/s)

5 讨论

研究结果表明，黑颈鹤对于外界声环境质量的改变所作出的生态行为可分为觅食－抬头－驻足倾听－慌乱－奔逃－躁动并鸣叫－安静等7个步骤。在背景声环境质量下进行常规的觅食、游荡、追逐等行为;外界声源达到约55 dB前黑颈鹤警惕性提高，停止其一般性行为活动，驻足观察倾听;当外界噪声值达到约58 dB时群体多数个体表现出慌乱，并很快波及到整个群体;随着噪声值的进一步增加，群体中恐惧气氛达到极点，开始出现个体奔逃现象;群体奔逃过程因翅膀拍打、鸣叫等因素导致声级计在此过程所记录的噪声值略有提高。当多数个体到达相对“安全”地带后躁动和鸣叫个体数量逐渐降低，在进行驻足观察后开始进入正常的觅食、游荡活动。

噪声值约60 dB为黑颈鹤耐受声压值。在实验过程中，当环境噪声达到约60 dB时，黑颈鹤群体慌乱程度达到最高水平，并开始逐步向远离噪声源一侧奔逃，奔逃距离约距噪声源60～80 m，且多数个体集中在距声源60～70 m范围内，这也与既有黑颈鹤于研究区G318两侧分布距离不小于50 m的研究成果［11］具有一定的相似性。经对G318两侧实地测量，G318在其现有的交通运输流量的条件下，线路两侧50 m范围内平均噪声值均在55～60 dB之间。

相关研究表明，鸟类对声音的感受范围基本上与人相似，但通常条件下，鸟类不象人类那样能听到低频声，其最佳听阈范围为1～5 Hz［12］，与人们一般的认识相反，鸟类对噪声具有极大的忍耐力，并且很快适应噪声，例如鸟类经常性的出现在机场区［12］。

目前国内外尚无统一的针对鸟类的噪声影响评价方法。国外研究表明，鸟类栖息地以外的周围背景噪声平均为45 dB(A)，而鸟巢域内的本底噪声一般为56～64 dB(A)，当噪声值为60 dB (A)时巢内鸟类将感受不到噪声影响［12，13］;国内也有研究根据铁路运行噪声具有间歇性、相对稳定性的特点，采用等效连续 A声级按 LAeq，24h=50 dB作为黑颈鹤噪声耐受限值，当等效连续A声级超过上述数值时将对黑颈鹤产生影响［14］。

6 启示与思考

铁路噪声对野生动物的影响具有范围广、间接性与差异性的特点，主要体现在影响数量、影响程度及因动物个体差异而不同等方面。噪声还会引起野生动物情绪不稳定，产生不育、烦躁等性状;不同的野生动物对铁路噪声的耐受程度也不同。

随着我国铁路运行速度的不断提升及运营里程的延伸，铁路噪声作为一种隐性影响要素必然会成为野生动物主要影响因素之一。但现阶段铁路对野生动物影响的评价标准与技术方法尚不完善。国内采用的铁路对野生动物影响评价方法多采用种群密度法与区位关系法，虽在很大程度上能说明工程建设对野生动物的影响水平，但缺乏一定的针对性与实践性。特别是噪声环境影响，不同的野生动物其耐受性不同，加之铁路噪声源强也不尽相同，因而采用较为单一的评价方法在实际的野生动物保护过程中略显其科学性不足。

铁路噪声模拟在一定程度上能弥补现阶段铁路对野生动物影响评价技术方法欠缺方面的不足。噪声模拟研究方法具有一定的科学性和可操作性，首先可根据拟建铁路的设计时速对比既有铁路获取噪声源强，其次可根据拟建铁路即将影响扰动的野生动物个体进行具体实验研究，以此确定受体的耐受声压值，进而作为评价的声学标准。该方法还具有简便、操作方便的特点，适用于铁路工程环境影响评价工作周期的需求。

［1］ 答治华.青藏铁路建设中的野生动物保护［J］.铁道知识，2006(1):6－7.

［2］ 殷宝法，淮虎银，张镱锂，等.青藏铁路、公路对野生动物活动的影响［J］.生态学报，2006，26(12):3917－3923.

［3］ 铁道部野生动物保护考察团.铁路野生动物通道及生态保护［J］.铁道劳动安全卫生与环保，2003，30(1):8－11.

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［6］ 王建林.西藏珍稀野生动物资源与分布的研究［J］.生物多样性，1997，5(4):271－276.

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An Initial Survey of Impact Mechanism of Railway Noise on Wildlife and its Evaluation Method

WU Yang
(China Railway First Survey＆Design Institute Group，Xi’an 710043，China)

In Tibet，this paper studied the impact of railway noise on Grus nigricollis，the first class national protected animals.By the simulation of railway noise source，the research also studied the impact mechanism of it on wildlife.This research showed that with the increase of environmental noise，first，the wildlife will stop and listen because of alert behavior;second，it will run away with the environmental noise up to 60dB;third，it will run to a distance of more than 60m away from the noise source，and the group still in the restless state until calm.This simulation method not only could improve the environmental impact evaluation of railway project，but also could establish a scientific method of evaluation techniques and protective measures.

railway noise; acoustic environment; impact mechanism; evaluation method; wildlife

X827

B

2095－1671(2011)01－0029－05

2010-11-17;

2010-12-31

支撑课题:中铁第一勘察设计院集团有限公司“西成铁路野生动物保护设计研究”。

吴杨(1981－)，男，辽宁锦州人，博士，工程师，研究方向:生态工程。

野生动物