秦岭不同等级公路周边有蹄类动物分布规律及影响因素研究

封 托，吴晓民，张洪峰

(陕西省动物研究所,陕西 西安 710032)

公路交通是社会经济发展和人口流动不可或缺的保障和基础设施，但它已成为威胁野生动物生存安全最重要和紧迫的因素[1]。近年来我国公路呈现出快速发展的趋势，与此同时，公路等级的不断提高对生态系统造成的压力逐渐凸显，尤其表现在破坏自然生态景观的完整性，造成珍稀濒危野生动物栖息地碎片化、片段化，如何应用适宜的生态原则减轻公路交通对其的影响，已成为我国野生动物保护工作中亟待解决的重要问题。

在国际上，有关公路对野生动物和生态系统的影响已经得到广泛的关注并取得了相关的研究成果[2-4]，但我国这方面的研究还处于起步阶段。总体来看，我国公路对动物影响的基础数据仍然十分缺乏，关于公路网络对野生动物的影响程度和范围不清，影响机理不明确，这在一定程度上限制了交通运输部门基于野生动物保护的有效措施的制定。因此，有必要以典型区域、典型公路、典型物种为研究对象，开展交通建设对野生动物影响的相关研究[5]，尤其应首先关注生态敏感区域的公路建设，初步探索野生动物影响的空间范围、动态变化、形成机制、影响因素等相关研究，奠定公路建设与野生动物保护相关研究，提升我国公路生态学研究水平和有效保护策略。

本研究以秦岭地区代表性的有蹄类动物为研究对象，结合公路网对动物种群的干扰程度，以物种迁移为研究内容，分析公路对偶蹄类动物种群的影响机理及解决对策，以期最大程度降低公路对野生动物栖息地片断化带来的负面影响，为今后秦岭有蹄类保护、公路网规划中生物廊道设计及景观连联通性分析提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

实验区位于秦岭南坡，陕西观音山国家级自然保护区境界，地理坐标介于东经107°89′～107°96′，北纬33°68′～33°72′，最低海拔1 000 m，最高海拔2 117 m。

研究区内主要分布有国道(G108国道佛坪段)、村道(东河台至凉风垭乡村公路，以下简称东凉公路)、废弃公路(G108国道秦岭隧道上方废弃公路，以下简称废弃公路)三条主要公路。

图1 研究区域位置示意图

1.2 研究方法

选择该区域具有代表性的羚牛、鬣羚、小麂、野猪等4种有蹄类动物为指示物种，四种有蹄类动物主要痕迹识别方法见表1。

表1 四种有蹄类动物痕迹类型及鉴别特征

选择三处不同等级公路，分别为国道、村道、废弃公路，公路两侧0～500 m为实验区，公路两侧500～1 000 m为对照区，长度均为5km，并将实验区和对照区平均分为10个研究小区，每个实验小区面积大小为1 km×0.5 km。

红外相机监测：2014年1月—2015年12月使用型号Ltl-6210红外相机对三种类型公路两侧实验区与对照区野生动物活动情况进行监测(图2)。在公路两侧分别布设红外相机，实验区、对照区各安装3台，每处研究区域共设置6台红外相机，每隔3个月收取1次数据并更换相机位置。

图2 红外相机设置位置示意图

样方调查：2014年1月至2015年12月对公路两侧500 m内的路域环境进行调查，调查时间与红外相机安装时间同步，当发现有蹄类动物活动痕迹时，以有蹄类痕迹点为中心，设置10 m×10 m样方，记录海拔、植被类型、郁闭度、盖度、水源距离、隐蔽条件，基底特征、干扰距离等因子信息(表2)。

表2 研究区路域生境变量定义和描述

雪障法：2013-2015年冬季，待降雪将路面覆盖后，对东凉公路路面及7处动物通道有蹄类动物足迹链进行观察记录，之后对足迹进行清理，连续观察3 d，之后等到下次降雪按照同样方法进行观察与记录。

1.3 数据分析

利用EXCEL和SPSS19.0 for Windows软件进行数据分析。利用单因素方差分析有蹄类动物对8种影响因子选择程度，x2检验分析有蹄类动物出现频次差异。

2 结果与分析

2.1 三种不同等级公路两侧有蹄类动物分布规律

由图3、图4及分析得知，在公路等级方面，国道与村道两侧羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次之间差异显著(χ2=16.794，df=3，P<0.05)，国道与废弃公路两侧羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次之间差异显著(χ2=12.111，df=3，P<0.05)，村道与废弃公路两侧羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次之间差异显著(χ2=20.819，df=3，P<0.05)。

在公路距离方面，国道两侧0～500 m区域和500～1 000 m区域羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次之间差异显著(χ2=10.315，df=3，P<0.05)，村道两侧0～500 m区域和500～1 000 m区域羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次之间差异不显著(χ2=4.238，df=3，P>0.05)，废弃公路两侧0～500 m区域和500～1 000 m区域羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次之间差异不显著(χ2=1.411，df=3，P>0.05)(图3、图4)。

图3 不同等级公路两侧0～500 m区域有蹄类动物出现频次

图4 不同等级公路两侧500～1 000 m区域有蹄类动物出现频次

图5、图6显示在不同季节，国道两侧冬季和夏季羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次之间差异不显著(χ2=5.039，df=3，P>0.05)；村道两侧冬季和夏季羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次之间差异显著(χ2=16.915，df=3，P<0.05)；废弃公路两侧冬季和夏季羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次差异不显著(χ2=0.059，df=3，P>0.05)。

图5 夏季不同等级公路两侧有蹄类动物出现频次

图6 冬季不同等级公路两侧有蹄类动物出现频次

2.2 不同等级公路路域环境与有蹄类动物分布规律的关系

通常有蹄类动物对路域环境的选择与多种因素有关，但不同动物对公路路域环境海拔、植被类型、郁闭度、盖度、水源距离、隐蔽条件，基底特征、干扰距离等8个生态因子的选择倾向不同(表3)。羚牛偏好选择植被郁闭度为中等(χ2=19.28，df=2，p<0.05)、隐蔽条件为好(χ2=202.78，df=2，p<0.05)、干扰距离为远(χ2=107.82，df=2，p<0.05)的区域，而对海拔(χ2=5.19，df=2，p>0.05)、植被类型(χ2=2.30，df=2，p>0.05)、盖度(χ2=2.56，df=2，p>0.05)，水源距离(χ2=4.02，df=2，p>0.05)、基底特征(χ2=5.06，df=3，p>0.05)无明显选择性。

鬣羚偏好选择隐蔽条件为好(χ2=47.40，df=2，p<0.05)、干扰距离为远(χ2=44.07，df=2，p<0.05)的区域，而对海拔(χ2=4.87，df=2，p>0.05)、植被类型(χ2=1.27，df=2，p>0.05、郁闭度(χ2=2.07，df=2，p>0.05)、盖度(χ2=1.87，df=2，p>0.05)，水源距离(χ2=4.87，df=2，p>0.05)、基底特征(χ2=6.98，df=3，p>0.05)无明显选择性。

小麂偏好选择海拔小于1 700 m(χ2=76.62，df=2，p<0.05)、隐蔽条件为好(χ2=78.62，df=2，p<0.05)、干扰距离为远(χ2=52.43，df=2，p<0.05)的区域，而对植被类型(χ2=1.48，df=2，p>0.05)、郁闭度(χ2=1.71，df=2，p>0.05)、盖度(χ2=2.33，df=2，p>0.05)，水源距离(χ2=5.76，df=2，p>0.05)、基底特征(χ2=7.65，df=3，p>0.05)无明显选择性。

野猪偏好选择水源距离100～200 m(χ2=9.04，df=2，p<0.05)、基底特征为偏土质类型(χ2=63.14，df=3，p<0.05)、干扰距离为远(χ2=9.59，df=2，p<0.05)的区域，而对海拔(χ2=3.40，df=2，p>0.05)、植被类型(χ2=5.56，df=2，p>0.05)、郁闭度(χ2=1.16，df=2，p>0.05)、盖度(χ2=4.82，df=2，p>0.05)、隐蔽条件(χ2=1.85，df=2，p>0.05)无明显选择性。

3 讨论

迁移是有蹄类动物季节性往返于不同栖息地之间的行为，一般与其繁殖、觅食以及气候变化等有关。由于现代化交通网络的快速发展，公路将有蹄类动物栖息地分割成多个斑块，有蹄类动物要在不同斑块之间迁移，就必须穿越公路。许多研究表明，公路对野生动物迁移有明显阻隔作用[6-10]，本研究比较了三种不同等级公路(国道、村道和废弃公路)阻隔作用的大小，发现阻隔作用大小与公路等级有关，公路等级越高，阻隔效应越大。本研究中仅观察到小麂1种有蹄类动物成功穿越了国道，而羚牛、鬣羚、小麂、野猪等4种有蹄类动物均成功穿越了村道和废弃公路。有蹄类动物穿越不同等级公路的频次差异较大，穿越废弃公路的次数最多，为77次；村道次之，46次；国道最少，仅有2次。公路阻隔效应大小与公路周边地形环境、公路宽度、交通量以及人为干扰有关， G108国道装有高度为1 m护栏，这对有蹄类动物迁移影响很大，同时研究区内G108国道与椒溪河并行，路基高度1.5～2.5 m，高耸的路基也是有蹄类动物迁移过程中难以逾越一道障碍。东凉公路是一条开放式低等级公路，路基高度0.5～1.5 m，对有蹄类动物迁移影响较小，而废弃公路无车流量及人为活动干扰，对有蹄类动物迁移影响最小。

Forman将公路路域范围内动物、土壤和水等受到公路及其附属设施明显影响的范围定义为公路影响域，它是远大于公路本身宽度数倍且边界呈不规则的条带状区域[11]。Gagnon 等研究表明公路对有蹄类的影响域平均范围为(381±40) m[12]。Rost & Bailey研究发现公路对骡鹿(Odocoileushemionus) 和麋鹿(Elaphurusdavidianus)影响距离为200 m，公路200 m以内区域驼鹿和麋鹿的数量远少于200 m以外区域数量[13]。殷宝法等认为青藏公路的公路影响域约为500 m，公路500 m以内藏羚羊(Pantholopshodgsoni)表现出明显的回避效应[9]。本研究发现国道两侧0～500 m区域和500～1 000 m区域羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次之间差异显著，公路两侧500 m以内的区域有蹄类动物数量明显少于500 m以外的区域，4种有蹄类动物对国道均表现出回避行为；而村道和废弃公路两侧0～500 m区域和500～1 000 m区域羚牛、鬣羚、小麂、野猪出现频次之间差异不显著，4种有蹄类动物未表现出明显回避行为。

表3 公路路域环境有蹄类动物生境因子特征及分布频次

注：T代表频次，P代表百分率。

在季节上，4种有蹄类动物对不同等级公路回避现象差异较大，国道两侧冬季和夏季4种有蹄类动物出现频次差异不显著，这是由于G108国道上适合有蹄类动物迁移的“过境点”较少，有蹄类动物对该公路已经产生回避行为，因而导致季节上差异不明显。而村道两侧有蹄类动物冬季和夏季出现频次差异显著，其原因在于该条公路恰好处于有蹄类动物迁移路径上，冬季有蹄类动物从高海拔区域迁移低海拔区域活动觅食，夏季则由低海拔区域迁移到高海拔区域，该条公路是有蹄类动物迁移的必经之路且处于低海拔区，从而导致冬季和夏季出现频次的差异。而废弃公路上无车辆和人为活动等干扰，对有蹄类动物的影响已降到最低，路域两侧环境几乎与其生境环境一致，有蹄类动物对其无明显的回避行为，因而导致季节差异不明显。

通过研究可以明晰秦岭不同等级公路对有蹄类动物迁移影响的2个问题，首先，无论高等级还是低等级公路对有蹄类动物迁移都有影响，主要表现为对其迁移的阻隔以及有蹄类动物的回避效应，公路对有蹄类动物迁移影响大小与公路等级有关，等级越高，影响越大，反之越小；第二，有蹄类动物对路域环境的选择与海拔、植被类型、郁闭度、盖度、水源距离、隐蔽条件，基底特征、干扰距离等因子有关，而路域两侧人为干扰程度为强、隐蔽条件为差的区域，羚牛、鬣羚、小麂、野猪4种有蹄类动物几乎不利用，说明人为干扰和隐蔽条件两个因子对有蹄类动物迁移影响较大，这4种有蹄动物对植被、地貌、水源等不同因子的选择程度以及偏好，一定程度上反映出它们在生态位上存在重叠和分化。