西安至成都客运专线建设对沿线大熊猫栖息地植被的影响

张洪峰 张 威 胡 罕 苏丽娜 万 慧 张希明吴永朋 巩匆然 杨东东 刘 艳 吴晓民*

(1.陕西省动物研究所，西安，710032；2.陕西省科学院，西安，710043；3.世界自然基金会(WWF)西安项目办公室，西安，710075；4.陕西省西安市植物园，西安，710061)

栖息地在动物生活史中发挥着重要的作用，是开展野生动物栖息地的研究与保护已被公认为濒危物种保护的一条有效途径[1-4]。关于野外动物栖息地评估已有大量研究，特别是“3S”技术的普及与应用使得从景观尺度研究野生动物栖息地质量成为可能[5-17]。

新建铁路西安至成都客运专线简称“西成客专”，位于陕西省中南部和四川省中北部地区，北至西安，向南经汉中进入四川省境内，经广元至江油与绵阳专线相接抵成都，其中陕西省境内建筑长度339.66 km，线路穿越陕西天华山国家级自然保护区实验区及菜子坪大熊猫走廊带，沿线分布有大熊猫等野生动物。2012年12月9日，西成客专正式开工建设，为了及时掌握工程建设对沿线大熊猫栖息地植被的影响，作者选取施工前期与施工期的卫星遥感影像进行对比，分析了工程建设对陕西天华山国家级自然保护区及菜子坪走廊带自然植被与大熊猫栖息地的影响程度，以期为今后大熊猫及栖息地的保护提供依据。

1 研究区域概况

陕西天华山国家级自然保护区位于陕西秦岭中段南坡，北邻陕西周至国家级自然保护区，西与陕西观音山国家级自然保护区相邻，东靠陕西皇冠山省级自然保护区，地理坐标介于108°02′—108°14′E，33°30′—33°44′N。东西宽17.3 km，南北长24.5 km，总面积25 485 hm2，保护区最高海拔为2 760 m，最低海拔为800 m，区内相对高差达1 960 m。属于北亚热带山地湿润气候，年均气温23.3℃，年均降水量921.2 mm，年日照时数1 638.3 h，植被类型有常绿落叶阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林、灌丛和草甸。

菜子坪走廊带位于秦岭南坡中段宁陕县境内宁西林业局板房子、新场、菜子坪、朝阳、正河、皇冠、八宝林场国有林区，地理坐标介于108°11′—108°26′E，32°31′—33°48′N，北、西、东南分别环绕陕西周至国家级自然保护区、陕西天华山国家级自然保护区、陕西皇冠山省级自然保护区，是连接这些自然保护区的纽带，海拔732—2 964 m，总面积35 332 hm2。属于北亚热带山地湿润气候，年平均气温8.0℃，年平均降水量1 027 mm，多集中在7、8、9月，年无霜期80—300 d 。植被类型以落叶阔叶林、针阔混交林为主。

2 研究方法

选取2010、2014年两年的卫星遥感数据，采用最邻近分类法实施遥感影像分类，分为针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌丛、草地、水体、农田、裸地及建设用地8个类型，提取2010—2014年新增裸地，分析西成客专建设期陕西天华山国家级自然保护区及菜子坪大熊猫走廊带植被类型、面积、空间分布变化情况，结合第四次大熊猫调查数据评估西成客运专线对沿线大熊猫栖息地的影响。

3 研究结果

3.1 陕西天华山国家级自然保护区大熊猫栖息地评估

西成客专建设期，由于施工便道、施工场地、临时工棚的建设，陕西天华山国家级自然保护区植被总损毁面积为42.12 hm2，其中，大熊猫栖息地植被损毁面积为26.04 hm2，类型为灌丛、阔叶林、针叶林，占保护区总面积的0.10%(表1)。从空间分布来看，约80%的损毁植被分布于木河坪至麻房子、火地子至林口子巡护公路两侧100 m范围内(图1)。

表1 陕西天华山国家级自然保护区植被损毁统计Tab.1 Statistics of vegetation damage in TianhuashanNational Nature Reserve，Shaanxi Province

根据项目可行性研究线路方案，工程以桥隧相连形式断续穿越保护区实验区16.8 km，其中，新场街隧道(14 660 m)在实验区内长度7 090 m，埋深在85—1 190 m；马面坡隧道(1 250 m)位于实验区内，埋深在20—166 m；罗卜峪隧道(2 110 m)位于实验区内，埋深在45—370 m；老安山隧道(15 180 m)实验区内长度6 020 m，埋深在187—950 m；麻河大桥(130 m)、木河大桥(110 m)、罗卜峪大桥(110 m)位于实验区边缘。

根据全国第四次大熊猫调查结果，陕西天华山国家级自然保护区内有3只大熊猫，主要分布在保护区北部的东、西木河中上部、烂泥糊以及靠近秦岭主脊一带，周边区域分布2只大熊猫，均位于线路的北侧。西成客专以4座隧道穿越保护区实验区，明线地段仅有3座桥梁工程，最大程度减少了工程建设对天华山锦鸡梁大熊猫天局域种群栖息地的切割及地表植被的破坏。工程线路海拔在830—1 590 m，沿线植被类型主要以灌丛和阔叶林为主，竹林面积较少，而大熊猫主要分布于保护区海拔1 500 m以上的区域，线路经过区域不是大熊猫的主要活动区域和觅食区，近年来的监测中未见有大熊猫活动痕迹，对大熊猫活动和觅食影响较小。西成客专除罗卜峪大桥以外，其他工程周边均有居民及道路分布，人为活动频繁，工程距离大熊猫活动位置最近直线距离为5 km，考虑到大熊猫迁移习性，工程为大熊猫预留了3处桥梁下方动物通道和4处隧道上方动物通道，按照大熊猫巢域面积(雄性7.6—28.9 km2，雌性3.3—20.2 km2)[18]推算大熊猫迁移穿越(翻越)西成客专向南扩散几率非常小，工程建设对大熊猫迁移活动影响较少。

3.2 菜子坪走廊带大熊猫栖息地评估

西成客专建设期，由于施工便道、施工场地、临时工棚建设，菜子坪走廊带植被总损毁面积为57.08 hm2(表2)，其中，大熊猫栖息地植被损毁面积为43.25 hm2，类型为阔叶林、针叶林、灌丛和针阔混交林，占菜子坪走廊带总面积的0.12%。从空间分布来看约80%的损毁植被分布于菜子坪至花石村、新场镇至石家坪公路两侧100 m范围内(图2)。

表2 菜子坪大熊猫走廊带植被损毁统计Tab.2 Statistics of vegetation damage in Caiziping Corridor

根据项目可行性研究线路方案，线路以桥隧相连及少量路基形式断续穿越菜子坪大熊猫走廊带共计17.3 km，其中，东梁越岭隧道(16 640 m)在走廊带内长度5 180 m，埋深在318—1 150 m；菜子坪隧道(4 310 m)位于走廊带内，埋深在18—830 m；花石隧道(4 470 m)，在走廊带内长度610 m，埋深在63—980 m；新场街隧道(14 660 m)，走廊带内长度6 500 m，埋深在278—1 150 m；另有菜子坪东沟大桥(272 m)、西河大桥(19 m)及一处238 m的路基工程位于走廊带内。

根据全国第四次大熊猫调查结果，菜子坪走廊带内有5只大熊猫(4只在线路西侧，1只在线路东侧)，主要分布于走廊带北部，周边区域分布8只大熊猫(均位于线路东侧)。西成客专以4座隧道、2座桥梁和1处路基工程穿越走廊带，线路海拔在830—1 590 m，最大限度减小对走廊带结构、功能和生态系统完整性的影响，最大程度上减少了对天华山锦鸡梁大熊猫局域种群栖息地植被的破坏。菜子坪走廊带北高南低，北部靠近秦岭主脊海拔多在2 000 m以上，人为活动少。南部海拔多在1 500 m左右，分布有菜子坪、花石村、新场镇，人为活动频繁。走廊带北部的锦鸡梁与秦岭主梁交汇地带是大熊猫主要活动和觅食区，西成客专从北向南贯穿菜子坪走廊带，走廊带西侧分布有4只大熊猫，东侧分布有9只大熊猫，工程为大熊猫预留了2处桥梁下方和4处隧道上方动物通道，其中花石隧道上方动物通道、菜子坪隧道上方动物通道、西河大桥桥梁下方动物通道、菜子坪东沟大桥桥梁下方动物通道是大熊猫迁移的主要通道，可满足大熊猫的迁移需求。工程线路距离大熊猫活动位置最近距离为1 km，施工期间灯光、噪声、振动以及人为活动对大熊猫活动觅食会产生一定程度的干扰，施工期应制定科学合理的缓解或保护措施。

4 讨论

道路建设对野生动物的影响可分为直接影响和间接影响，直接影响主要表现为动物伤亡、屏障效应、栖息地破碎化和栖息地丧失[19-21]，间接影响表现为阻隔其繁殖、迁移、扩散、栖息地的连通性，从而阻断种群间基因交流，增加小种群出现和物种灭绝的几率[22-23]，相关研究表明：道路及其附属设施对于野生动物、植被、土壤和水等有一个明显的影响范围，它是远大于道路本身宽度数倍且边界呈不规则的条带状区域[21]，有蹄类的道路影响域平均范围为(381±40)m[24]，道路对骡鹿(Odocoileushemionus)和麋鹿(Elaphurusdavidianus)影响距离为200 m，200 m以内区域驼鹿和麋鹿的数量远少于200 m以外区域的数量[25]，棕熊(Ursusarctos)很少利用离道路100 m范围内的栖息地[26]，青藏公路的道路影响域约为500 m，道路500 m以内藏羚(Pantholopshodgsoni)表现出明显的回避效应[27]。

大熊猫主要分布于落叶阔叶林、针阔混交林和针叶林中，在灌丛、常绿阔叶林和草甸分布数量极其稀少。灌丛盖度一般较大，难以穿行，竹子分布也相对较少，大熊猫利用较少。草甸内由于无竹子分布，通常作为大熊猫迁移通道，而耕地、建设用地等类型不会被大熊猫利用[28]。

西成客专建设期的影响主要包括修建施工便道、施工场地、临时工棚建设等建设对植被造成的直接影响，以及施工干扰等对大熊猫迁移、觅食等造成的间接影响。从直接影响来看，工程主要采用隧道形式穿越保护区实验区和走廊带，最大程度减少了工程建设对天华山锦鸡梁大熊猫天华山局域种群栖息地的切割及地表植被的破坏。工程线路海拔在830—1 590 m，沿线植被类型主要以灌丛和阔叶林为主，竹林面积较少，而大熊猫主要分布于保护区海拔1 500 m以上的区域，线路避绕了大熊猫的主要活动区域和觅食区。天华山保护区大熊猫栖息地损毁面积为26.04 hm2，占保护区总面积的0.10%，菜子坪走廊带大熊猫栖息地损毁面积为43.25 hm2，占走廊带总面积的0.12%，损毁植被类型分别以灌丛15.99 hm2(38.0%)和阔叶林27.42 hm2(48.0%)为主。从空间分布来看，80%的损毁植被位于连接隧道出入口和桥梁的既有公路或废弃公路100 m范围内，西成铁路建设期对大熊猫栖息地植被直接影响程度较小。从间接影响来看，陕西天华山国家级自然保护区及周边区域共分布5只大熊猫，均位于线路的北侧。菜子坪走廊带及周边区域共分布13只大熊猫，4只在线路西侧，9只位于线路东侧。考虑到大熊猫迁移习性，工程为大熊猫共设计5处桥梁下方动物通道和8处隧道上方动物通道，可满足大熊猫正常迁移的需求。西成客专天华山保护区段工程距离大熊猫活动位置的最近距离约5 km，菜子坪走廊带段工程距离大熊猫活动位置的最近距离约1 km，施工期间灯光、噪声、振动以及人为活动会对大熊猫产生一定程度的干扰，间接影响不容忽视，建议在施工期采取如下的缓解或保护措施。

(1)严格控制施工范围与强度。严格控制项目临时用地区域，不得随意新增施工便道、施工场地、弃渣场等临时用地。严格控制施工作业范围，减小地表扰动，保水保土，尽量避免对大熊猫等栖息地的占用与破坏。

(2)优化施工时段。避免晨昏施工作业，禁止夜间施工；隧道爆破和高噪声设备作业时间段尽量集中，尤其应减少隧道爆破作业频次，通过工程措施降低山体爆破和施工的噪音。

(3)开展施工期大熊猫栖息地生态与野生动物活动规律研究。在工程沿线设置视频监控、红外相机等进行长期监测，掌握西成客专建设期大熊猫栖息地与野生动物活动规律，为大熊猫的保护管理提供科学依据。

(4)加强栖息地恢复。施工结束后对已经损毁大熊猫栖息地植被进行恢复，采取自然与人工恢复相结合的方式，促进大熊猫等野生动物适应与利用。

致谢：本项研究得到了陕西省科学院和世界自然基金会(WWF)西安项目办资助与支持，中国科学院生态环境研究中心徐卫华研究员为本项研究提供了技术帮助，陕西天华山国家级自然保护区管理局的徐振江、罗俊在野外调查期间给予了大力帮助，在此一并表示感谢！