程 馳，張潔瑜，吳劍華

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081）

1 概述

鐵路項(xiàng)目的大量建設(shè)與開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，在極大改善出行條件、提高我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施水平的同時(shí)，因線路無(wú)法繞避、不得不經(jīng)過(guò)部分鳥(niǎo)類保護(hù)區(qū)。線路本體對(duì)區(qū)域空間形成阻隔，列車運(yùn)營(yíng)有噪聲、燈光等，這些因素對(duì)鳥(niǎo)類及其棲息地會(huì)產(chǎn)生一定的不利影響，對(duì)在沿線棲息活動(dòng)、飛行的鳥(niǎo)類等可能會(huì)產(chǎn)生碰撞傷害。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于鐵路工程對(duì)鳥(niǎo)類影響的研究主要集中在交通噪聲、燈光影響、車輛碰撞等方面。

噪聲影響。例如，列車行駛過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲、列車?guó)Q笛等將對(duì)鳥(niǎo)類保護(hù)區(qū)內(nèi)的聲環(huán)境產(chǎn)生影響，但鳥(niǎo)類對(duì)交通噪聲有一定的適應(yīng)性，鐵路噪聲對(duì)鳥(niǎo)類的影響較小，其噪聲對(duì)鳥(niǎo)類的不利影響主要包括鳥(niǎo)類原有棲息地環(huán)境變化而被迫放棄、鳥(niǎo)類種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量變化、鳥(niǎo)類鳴聲干擾等。

燈光影響。燈光對(duì)鳥(niǎo)類的影響主要為對(duì)鳥(niǎo)類棲息的影響，列車運(yùn)行時(shí)的燈光可能對(duì)鳥(niǎo)類的棲息環(huán)境及其他生理和行為產(chǎn)生負(fù)面影響。

與列車相撞風(fēng)險(xiǎn)。鐵路工程以高架橋的形式通過(guò)鳥(niǎo)類自然保護(hù)區(qū)，可能會(huì)阻擋保護(hù)區(qū)內(nèi)鳥(niǎo)類遷徙的線路，若保護(hù)區(qū)內(nèi)主要保護(hù)鳥(niǎo)類為遷徙性候鳥(niǎo)，在遷徙季節(jié)到來(lái)時(shí)，來(lái)往鳥(niǎo)類較多，易發(fā)生鳥(niǎo)類與列車相撞的事故。

本文將從交通噪聲、燈光影響、車輛碰撞等方面，研究鐵路建設(shè)項(xiàng)目對(duì)鳥(niǎo)類生存繁殖、棲息活動(dòng)的影響。

2 鐵路建設(shè)項(xiàng)目對(duì)鳥(niǎo)類影響的研究

2.1 噪聲對(duì)鳥(niǎo)類的影響研究

噪聲對(duì)鳥(niǎo)類的影響主要包括對(duì)鳥(niǎo)類種群數(shù)量、棲息地環(huán)境、鳥(niǎo)類繁殖等方面。

辜小安[1]在鐵路噪聲對(duì)鳥(niǎo)類棲息繁殖影響研究中指出，噪聲對(duì)鳥(niǎo)類的影響主要包括對(duì)鳥(niǎo)類的棲息環(huán)境、鳥(niǎo)類繁殖、鳥(niǎo)類的遷徙路徑變化等。不同地區(qū)、不同鳥(niǎo)類種類對(duì)噪聲影響的反應(yīng)不同，吳楊[2]在鐵路噪聲對(duì)野生動(dòng)物影響機(jī)制及其評(píng)價(jià)方法研究中，以國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物黑頸鶴為對(duì)象，研究鐵路噪聲對(duì)野生動(dòng)物的影響機(jī)制，結(jié)果表明黑頸鶴在環(huán)境噪聲提高時(shí)，首先會(huì)因警惕行為而駐足傾聽(tīng)，而后隨環(huán)境噪聲增至60 dB時(shí)出現(xiàn)避讓奔逃的現(xiàn)象，至距離噪聲源60 m以上時(shí)停止奔逃，但群體仍處于躁動(dòng)狀態(tài)直至平靜。陳順良等[3]在鐵路噪聲對(duì)“小鳥(niǎo)天堂”鳥(niǎo)類影響的研究中分析了人類活動(dòng)噪聲對(duì)鳥(niǎo)類干擾情況，鳥(niǎo)類能夠聽(tīng)到的聲音頻率為300～6 000 Hz，交通噪聲的頻率一般在2 000～4 000 Hz，屬于鳥(niǎo)類最佳聽(tīng)力范圍。

噪聲對(duì)鳥(niǎo)類棲息繁殖是否影響，不同學(xué)者研究結(jié)果不同。荷蘭學(xué)者的研究表明交通噪聲可能影響鳥(niǎo)類繁殖率，在等效聲級(jí)超過(guò)50 dB的情況下，會(huì)對(duì)鳥(niǎo)類的繁殖造成影響，影響率的范圍為20%～98%[4]。此外，辜小安[1]在鐵路噪聲對(duì)鳥(niǎo)類棲息繁殖影響的研究中提出，鐵路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的突發(fā)噪聲對(duì)雅魯藏布江線路兩側(cè)1.5 km范圍內(nèi)的黑頸鶴及其他候鳥(niǎo)棲息地產(chǎn)生干擾，可能對(duì)黑頸鶴繁殖率造成影響。

2.2 燈光對(duì)鳥(niǎo)類的影響研究

根據(jù)國(guó)內(nèi)外在燈光影響方面的觀察研究成果，夜間人工照明(燈光)對(duì)鳥(niǎo)類的影響主要包括可導(dǎo)致鳥(niǎo)類的死亡、引起鳥(niǎo)類生物節(jié)律的改變2個(gè)方面。

2.2.1 夜間人工照明吸引影響

加拿大、美國(guó)和北歐國(guó)家在夜間人工照明對(duì)鳥(niǎo)類的影響研究較多。GEHRING J等[5]對(duì)密歇根地區(qū)候鳥(niǎo)遷徙和航空信號(hào)塔鳥(niǎo)撞死亡事故進(jìn)行了觀察分析，結(jié)果表明航空信號(hào)燈塔閃爍的方式可使鳥(niǎo)類死亡數(shù)量降低一半以上。VERHEIJEN F J[6]的研究主要在于光的強(qiáng)度與對(duì)鳥(niǎo)的吸引作用的關(guān)聯(lián)性，若要降低鳥(niǎo)類的死亡率，可以降低燈光的數(shù)量和強(qiáng)度。針對(duì)鐵路夜間燈光照度隨距離變化的情況，研究發(fā)現(xiàn)燈光照度隨著鐵路距離的增大逐步衰減，燈光對(duì)鳥(niǎo)類的敏感程度逐步降低。針對(duì)候鳥(niǎo)遷徙季節(jié)的研究情況表明，燈光數(shù)量的減少可以降低鳥(niǎo)撞擊事故的數(shù)量。此外，H?LKER F等[7]的研究表明天氣狀況也是影響鳥(niǎo)類死亡的重要因素。

綜上，針對(duì)鐵路夜間燈光照度隨距離變化的情況，研究發(fā)現(xiàn)燈光照度隨著鐵路距離的增大逐步衰減，燈光對(duì)鳥(niǎo)類的敏感程度逐步降低。

2.2.2 不同光源對(duì)鳥(niǎo)類生物節(jié)律影響

李媛等[8]研究認(rèn)為，人工照明光源的強(qiáng)度、波長(zhǎng)(光色)、照射方式會(huì)導(dǎo)致鳥(niǎo)類死亡，并且在特殊天氣條件下更為明顯；同時(shí)燈光照明會(huì)對(duì)鳥(niǎo)類的生物節(jié)律產(chǎn)生影響。劉博[9]通過(guò)在不同的人造光源強(qiáng)度、照射方向條件下對(duì)雨燕影響的實(shí)驗(yàn)，得出鳥(niǎo)類對(duì)刺眼的光源亮點(diǎn)比較敏感，尤其是高壓鈉燈和金鹵燈燈光，當(dāng)飛行經(jīng)過(guò)光源直射區(qū)域時(shí)往往被亮光源照射而辯不清方向，同時(shí)顯色性的光源照明會(huì)導(dǎo)致周圍環(huán)境可視度的降低；根據(jù)不同照度、亮度、光色、閃爍形式、光源類別等條件下鳥(niǎo)類表現(xiàn)出的異常行為，得出燈光對(duì)鳥(niǎo)類的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并對(duì)京津冀地區(qū)城市燈光對(duì)鳥(niǎo)類的影響進(jìn)行了研究分析。

2.3 列車運(yùn)行與鳥(niǎo)類碰撞影響研究

有關(guān)工程對(duì)鳥(niǎo)類碰撞影響的研究多集中于風(fēng)力發(fā)電、高壓輸變電、機(jī)場(chǎng)等項(xiàng)目，對(duì)于鐵路、公路車輛發(fā)生的鳥(niǎo)類碰撞研究較少。根據(jù)國(guó)內(nèi)外關(guān)于鳥(niǎo)類撞擊事故的相關(guān)研究結(jié)果，在候鳥(niǎo)遷徙高峰期，機(jī)場(chǎng)航空信號(hào)塔的閃光燈要比低頻閃爍的光源或非閃爍的光源更能有效降低鳥(niǎo)撞死亡事故。多項(xiàng)研究結(jié)果都指向?qū)е馒B(niǎo)類撞擊的主要原因之一是燈光誘導(dǎo)作用。

總之，在候鳥(niǎo)夜間遷徙期間，摩天大樓、機(jī)場(chǎng)信號(hào)塔、燈塔、風(fēng)力發(fā)電設(shè)施等高大并有照明設(shè)施的建筑物是容易發(fā)生碰撞事故的場(chǎng)所，碰撞致死主要發(fā)生在多云、霧和陰雨等天氣條件下。M?LLER A P等[10]進(jìn)行鳥(niǎo)類交通致死原因的種間行為差異分析，提出死于車撞的鳥(niǎo)類，通常與不同物種在公路上的行為、個(gè)體數(shù)量、棲息地偏好、繁殖社會(huì)性及健康狀況等有關(guān)。經(jīng)觀測(cè)驗(yàn)證，驚飛距離短、面對(duì)潛在危險(xiǎn)而更具有冒險(xiǎn)性的物種，獨(dú)居物種、瘧原蟲感染率高的物種及因體型大而擁有大法氏囊的物種個(gè)體死于車撞的頻率更高。

3 鳥(niǎo)類保護(hù)措施研究現(xiàn)狀

隨著我國(guó)鐵路建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大和對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的日益重視，鐵路項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、建設(shè)過(guò)程中采取了多種措施和防護(hù)工程，以減輕對(duì)鳥(niǎo)類的影響。

3.1 柔性防撞網(wǎng)

漢中朱鹮國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于陜西省洋縣境內(nèi)，保護(hù)區(qū)核心區(qū)面積11 390 hm2、緩沖區(qū)面積9 930 hm2，實(shí)驗(yàn)區(qū)面積16 229 hm2，保護(hù)區(qū)主要為朱鹮棲息地。西成客運(yùn)專線在漢中洋縣總長(zhǎng)29.8 km，其中穿越朱鹮保護(hù)區(qū)的試驗(yàn)區(qū)16 km，受影響區(qū)域包括朱鹮的3個(gè)主要覓食地和2個(gè)主要夜宿地。為了保證鐵路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中朱鹮的安全，防止在不利天氣條件下發(fā)生高速運(yùn)行列車與朱鹮的撞擊事故，該項(xiàng)目采取了以下鳥(niǎo)類防護(hù)措施：在保護(hù)區(qū)內(nèi)采取“以橋代路”的形式穿越，以使朱鹮在飛翔時(shí)有明顯的障礙標(biāo)識(shí)；利用鳥(niǎo)類天生具有回避障礙物的特性，在橋梁兩側(cè)設(shè)置了長(zhǎng)30 km左右、高4 m的金屬編織防護(hù)網(wǎng)。

防護(hù)網(wǎng)采用了立柱+細(xì)密金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，立柱顏色選擇了朱鹮易識(shí)別的藍(lán)色，金屬網(wǎng)內(nèi)側(cè)安裝了黃色的反光條，對(duì)鳥(niǎo)類有視覺(jué)上的警示作用。防護(hù)網(wǎng)由若干個(gè)隔離柵單元組成，每個(gè)隔離柵單元由角鋼框架、拉筋、彈簧、卡環(huán)等經(jīng)H型鋼骨架組合而成，拉筋間距30 mm，角鋼邊緣間距300 mm。碰撞面涂紫外光反射層，以提高鳥(niǎo)類視覺(jué)敏感性[11]。

自2017年12月西成客運(yùn)專線通車以來(lái)，保護(hù)區(qū)對(duì)相近的3個(gè)主要覓食地和2個(gè)主要夜宿地開(kāi)展了持續(xù)性觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果顯示朱鹮的適應(yīng)性較強(qiáng)，鐵路建設(shè)未對(duì)朱鹮的活動(dòng)及環(huán)境造成明顯影響；鐵路經(jīng)過(guò)的實(shí)驗(yàn)區(qū)范圍內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)朱鹮撞擊死亡事件。根據(jù)陜西省林業(yè)局2020年發(fā)布的《陜西省朱鹮保護(hù)成果報(bào)告》，隨著全面保護(hù)不斷提升和生態(tài)環(huán)境修復(fù)，秦嶺生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善，人工飼養(yǎng)和野化放飛逐步開(kāi)展，漢中朱鹮國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的朱鹮數(shù)量呈明顯增加趨勢(shì)，西成客運(yùn)專線運(yùn)營(yíng)未對(duì)朱鹮種群數(shù)量造成影響。

3.2 全封閉聲屏障

“小鳥(niǎo)天堂”位于廣東省江門市新會(huì)區(qū)以南天馬村，是由天馬河中1棵300多年的榕樹(shù)獨(dú)木成林形成的自然奇觀，每天棲息在這棵大樹(shù)上的各種野生鷺鳥(niǎo)，暮出晨歸，蔚為壯觀。1999年，“小鳥(niǎo)天堂”被列為新會(huì)市(現(xiàn)新會(huì)區(qū))縣級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)。深茂鐵路以橋梁形式通過(guò)，左側(cè)距景區(qū)規(guī)劃范圍北邊界約300 m、現(xiàn)狀管理邊界北約630 m，距離鳥(niǎo)類主要棲息地竹島約670 m，距大榕樹(shù)約800 m。為減少深茂鐵路運(yùn)營(yíng)對(duì)鳥(niǎo)類產(chǎn)生的燈光及噪聲影響，線路在穿越“小鳥(niǎo)天堂”景區(qū)路段采用全封閉拱式聲屏障，由拱形鋼構(gòu)架和金屬吸隔聲板及ECC混凝土隔聲板組成，安裝吸聲板4.2萬(wàn)余塊，并在兩端設(shè)置1 700 m遮光屏障[12]。

深茂鐵路通車后對(duì)噪聲監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，在采取全封閉聲屏障措施的情況下，“小鳥(niǎo)天堂”規(guī)劃邊界及內(nèi)部各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位噪聲最大值均能維持現(xiàn)狀，鐵路運(yùn)營(yíng)對(duì)“小鳥(niǎo)天堂”內(nèi)鳥(niǎo)類的噪聲影響不大，景區(qū)內(nèi)的鳥(niǎo)類種群結(jié)構(gòu)、活動(dòng)行為、數(shù)量、活動(dòng)區(qū)域等基本沒(méi)有變化。對(duì)當(dāng)?shù)卮迕窈途皡^(qū)管理部門進(jìn)行走訪調(diào)查，沒(méi)有發(fā)生鳥(niǎo)類撞擊列車事件。景區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境整體改善、綠化植被率提高，近年通過(guò)人工改造完成的多條水道及人工小島組成的人工濕地系統(tǒng)，有效改善了鳥(niǎo)類棲息和覓食、活動(dòng)環(huán)境，取得了良好的生態(tài)與景觀效應(yīng)。

3.3 遮光聲屏障

天鵝湖濕地公園位于河南黃河濕地保護(hù)區(qū)(三門峽庫(kù)區(qū)段)實(shí)驗(yàn)區(qū)范圍內(nèi)，具有典型的塬川地貌特征，公園地面由南向北呈梯級(jí)降落。浩吉鐵路三門峽黃河大橋穿越河南黃河濕地保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)，穿越長(zhǎng)度1.36 km，其中南引橋緊鄰天鵝湖城市濕地公園景區(qū)，地形從南到北呈梯級(jí)降落，鐵路與地面高程差最大值為45.4 m，公路橋面距地面高差63.3 m。與大天鵝主要活動(dòng)區(qū)域蒼龍湖水域的最近距離為470 m，距核心區(qū)最近距離約2.5 km、緩沖區(qū)約2.3 km。為了保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)和珍稀鳥(niǎo)類，浩吉鐵路三門峽黃河大橋采取的降噪遮光措施包括：鋪設(shè)彈性道砟墊，其中主橋段鋪設(shè)1 142 m，兩側(cè)過(guò)渡段各鋪設(shè)20 m；在大橋穿越保護(hù)區(qū)的兩側(cè)安裝了2.5 m高的遮光聲屏障，由于鐵路橋位于下方，上部為公路路面，近于形成全封閉的形態(tài)，遮擋燈光的同時(shí)具有良好的隔聲效果；大橋主體橋墩、鋼梁采用灰白和淺藍(lán)的淡色設(shè)計(jì)，與周邊環(huán)境色調(diào)融為一體，有利于降低對(duì)鳥(niǎo)類的視覺(jué)刺激[13]。

根據(jù)運(yùn)營(yíng)以來(lái)(2017年10月)的觀測(cè)，天鵝湖濕地公園內(nèi)大天鵝統(tǒng)計(jì)結(jié)果及分析如下[14]。

（1）種群數(shù)量。在2017—2020年越冬期間，大天鵝在天鵝湖濕地公園內(nèi)的總數(shù)量、蒼龍湖區(qū)域的數(shù)量變化規(guī)律與往年基本一致，越冬前期波動(dòng)較大，中期逐步趨于相對(duì)穩(wěn)定。

（2）燈光、噪聲影響。經(jīng)過(guò)近2個(gè)月的適應(yīng)后，大天鵝對(duì)列車經(jīng)過(guò)黃河大橋時(shí)產(chǎn)生異常反應(yīng)的概率明顯降低。觀測(cè)目標(biāo)中，白天的無(wú)異常群體比例由40%提高到80%，夜間的無(wú)異常群體比例由15%提高到60%；未發(fā)生因受到驚嚇導(dǎo)致群體或個(gè)體飛走的情況。

（3）游蕩、遷徙行為影響。越冬初期大天鵝在接近黃河大橋時(shí)存在迂回、避讓的行為，可能與當(dāng)時(shí)飛行的高度有關(guān)。通過(guò)盤旋升高，在確保高度足夠時(shí)(基本高于30 m)再跨越大橋，觀測(cè)期間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大天鵝在靠近黃河大橋后，改變其最終目的地而折返回到天鵝湖濕地或三灣濕地的情況，表明黃河大橋?qū)Υ筇禊Z越冬期間游蕩行為基本沒(méi)有影響。

（4）鳥(niǎo)類撞擊事件。通過(guò)對(duì)濕地公園管理部門和當(dāng)?shù)鼐用竦淖咴L調(diào)查，運(yùn)營(yíng)期間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大天鵝撞擊橋梁、列車的情況。

通過(guò)連續(xù)4個(gè)越冬期的數(shù)據(jù)對(duì)照，大天鵝首批抵達(dá)三門峽時(shí)間在10月下旬，第二年首批離開(kāi)時(shí)間在2月下旬，比較穩(wěn)定。運(yùn)營(yíng)過(guò)程中大橋?qū)μ禊Z湖濕地公園內(nèi)的大天鵝種群游蕩、遷徙活動(dòng)基本沒(méi)有影響。

4 結(jié)論

我國(guó)部分鐵路因線路無(wú)法繞避需要經(jīng)過(guò)鳥(niǎo)類保護(hù)區(qū)，列車運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的噪聲、燈光等因素對(duì)鳥(niǎo)類及其棲息地環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的不利影響，對(duì)在沿線棲息活動(dòng)、飛行的鳥(niǎo)類等可能會(huì)產(chǎn)生碰撞傷害。對(duì)此，鐵路項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、建設(shè)過(guò)程中采取了大量的工程防護(hù)措施來(lái)降低鐵路對(duì)鳥(niǎo)類的影響并取得了一定成效。

（1）以西成客運(yùn)專線為代表，采取了防護(hù)網(wǎng)措施，減少列車運(yùn)行對(duì)飛行鳥(niǎo)類的碰撞影響。隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目向山區(qū)等延伸，難以避免存在運(yùn)行車輛與鳥(niǎo)類碰撞風(fēng)險(xiǎn)，為保障行車安全，最大限度保護(hù)野生鳥(niǎo)類，采取了鳥(niǎo)類撞擊被動(dòng)防護(hù)隔離柵保護(hù)措施，以有效緩解交通項(xiàng)目中野生鳥(niǎo)類飛行碰撞致死問(wèn)題，這一措施可應(yīng)用于生態(tài)敏感區(qū)類似工程項(xiàng)目。

（2）以深茂鐵路小鳥(niǎo)天堂區(qū)段、浩吉鐵路三門峽公鐵兩用大橋?yàn)榇?，設(shè)置全封閉聲屏障、隔聲遮光屏障可以減少噪聲、燈光對(duì)鳥(niǎo)類等保護(hù)動(dòng)物的影響。