Переходы для дикой природы — это сооружения, которые позволяют животным безопасно пересекать искусственные барьеры. Переходы для дикой природы могут включать подземные туннели или туннели для дикой природы , [1] виадуки и эстакады или зеленые мосты [2] (в основном для крупных или стадных животных); туннели -амфибии ; рыбные лестницы ; навесные мостики (особенно для обезьян и белок); туннели и водопропускные трубы (для мелких млекопитающих, таких как выдры , ежи и барсуки ); и зеленые крыши (для бабочек и птиц). [3]
Переходы дикой природы представляют собой практику сохранения среды обитания , позволяющую соединять или повторно соединять среды обитания , борясь с фрагментацией среды обитания . Они также помогают избежать столкновений между транспортными средствами и животными , которые, помимо гибели или ранения диких животных, могут привести к травмам людей и материальному ущербу .
Подобные конструкции можно использовать и для домашних животных, например, для скота .
Фрагментация среды обитания происходит, когда искусственные барьеры, такие как дороги , железные дороги , каналы , линии электропередач и трубопроводы , проникают и разделяют среду обитания диких животных. [4] Из них дороги оказывают наиболее широкое и пагубное воздействие. [5] По оценкам ученых, система дорог в США влияет на экологию как минимум одной пятой территории страны. [6] В течение многих лет [ количественно оценить ] экологи и защитники природы документировали неблагоприятную связь между дорогами и дикой природой, [7] и идентифицировали четыре способа, которыми дороги и движение пагубно влияют на популяции диких животных: (1) они уменьшают количество и качество среды обитания, (2) ) они увеличивают смертность из-за столкновений транспортных средств с дикими животными (убийства на дорогах), (3) они препятствуют доступу к ресурсам на другой стороне дороги и (4) они подразделяют популяции диких животных на более мелкие и более уязвимые подпопуляции (фрагментация) . Фрагментация среды обитания может привести к исчезновению или истреблению, если генофонд популяции достаточно ограничен.
Первые три эффекта (потеря среды обитания, гибель на дорогах и изоляция от ресурсов) оказывают давление на различные популяции животных, сокращая доступные ресурсы и непосредственно убивая особей в популяции. Например, [8] обнаружили, что убийства на дорогах не представляют значительной угрозы для здорового населения, но могут иметь разрушительные последствия для небольших, сокращающихся или находящихся под угрозой исчезновения групп населения. Смертность на дорогах существенно затронула ряд известных видов в Соединенных Штатах, в том числе белохвостого оленя ( Odocoileus Virginianus ), флоридских пантер ( Puma concolor coryi ) и черных медведей ( Ursus americanus ). [9] Кроме того, потеря среды обитания может быть прямой, если среда обитания разрушается, чтобы освободить место для дороги, или косвенной, если качество среды обитания вблизи дорог ухудшается из-за выбросов от дорог (например, шума, света, стоков, загрязнения, и т. д.). [10] Наконец, виды, которые не могут мигрировать через дороги, чтобы добраться до таких ресурсов, как еда, кров и партнерша, будут испытывать снижение показателей репродуктивности и выживаемости, что может поставить под угрозу жизнеспособность популяции. [11]
Помимо первых трех факторов, многочисленные исследования показали, что строительство и использование дорог является прямым источником фрагментации среды обитания. [5] Как упоминалось выше, популяции, окруженные дорогами, с меньшей вероятностью принимают иммигрантов из других мест обитания и в результате страдают от недостатка генетического разнообразия . Эти небольшие популяции особенно уязвимы к вымиранию из-за демографической, генетической и экологической стохастичности , поскольку они не содержат достаточного количества аллелей , чтобы адаптироваться к новым давлениям отбора, таким как изменения температуры, среды обитания и доступности пищи. [4]
Взаимосвязь между дорогами и фрагментацией среды обитания хорошо документирована. Одно исследование показало, что дороги в большей степени способствуют фрагментации лесной среды обитания, чем сплошные вырубки. [12] Другое исследование пришло к выводу, что фрагментация дорог ранее прилегающих лесов на востоке Северной Америки является основной причиной сокращения видов лесных птиц, а также наносит значительный вред мелким млекопитающим, насекомым и рептилиям в Соединенных Штатах. [5] После многих лет исследований биологи пришли к выводу, что дороги и движение транспорта приводят к фрагментации среды обитания, изоляции и гибели людей на дорогах, и все это в совокупности существенно ставит под угрозу жизнеспособность популяций диких животных во всем мире. [ нужна цитата ]
Столкновения транспортных средств с дикими животными влекут за собой значительные издержки для населения, поскольку столкновения наносят ущерб имуществу, а также ранят и убивают пассажиров и водителей. [13] оценили количество столкновений с копытными в дорожном движении в Европе в 507 000 в год, в результате чего 300 человек погибли, 30 000 получили ранения, [14] и материальный ущерб превысил 1 миллиард долларов. Параллельно с этим 1,5 миллиона дорожно-транспортных происшествий с участием оленей в Соединенных Штатах ежегодно наносят ущерб транспортным средствам на сумму 1,1 миллиарда долларов. [15] [14] В более широком масштабе исследования показывают, что столкновения транспортных средств с дикими животными в Соединенных Штатах приводят к 29 000 травмам и более чем 200 смертельным случаям в год. [16]
Проблемы сохранения, связанные с дорогами (смертность диких животных и фрагментация среды обитания), в сочетании со значительными человеческими и экономическими издержками, возникающими в результате столкновений транспортных средств с дикими животными, заставили ученых, инженеров и транспортные власти рассмотреть ряд инструментов смягчения последствий для уменьшения конфликта между дорогами и транспортными средствами. дикая природа. Из доступных в настоящее время вариантов сооружения, известные как переходы для диких животных, оказались наиболее успешными в снижении как фрагментации среды обитания, так и столкновений транспортных средств с дикими животными, вызванных дорогами. [17]
Переходы для дикой природы — это структурные переходы под или над дорогами, которые предназначены для облегчения безопасного перемещения диких животных через дороги. [15] В последние годы биологи и менеджеры по охране дикой природы пропагандируют переходы для диких животных в сочетании с придорожными ограждениями как способ повысить проходимость дорог и связь с местами обитания, одновременно уменьшая количество столкновений между дикими животными и транспортными средствами. [19] Пересечение дикой природы – это общий термин, охватывающий подземные переходы, эстакады, экодукты, зеленые мосты, туннели для амфибий/мелких млекопитающих и виадуки для диких животных (Bank et al. 2002). Все эти конструкции предназначены для создания полуестественных коридоров над и под дорогами, чтобы животные могли безопасно переходить дорогу, не подвергая опасности себя и автомобилистов. [20]
Письменные сообщения о грубых рыбных лестницах датируются Францией 17-го века, где пучки ветвей использовались для создания ступенек в крутых каналах для обхода препятствий. Версия была запатентована в 1837 году Ричардом Макфарланом из Батерста, Нью-Брансуик , Канада, который спроектировал рыбоход в обход плотины на своем водяном лесопилке. [21] В 1880 году первая рыбная лестница была построена в Род-Айленде , США, на плотине Потуксет-Фолс . По мере наступления индустриальной эпохи плотины и другие речные препятствия становились все более крупными и распространенными, что привело к необходимости создания эффективных обходных путей для рыбы. [22]
Первые сухопутные переходы для дикой природы были построены во Франции в 1950-х годах. [23] Европейские страны, в том числе Нидерланды, Швейцария, Германия и Франция, уже несколько десятилетий используют различные переходные сооружения для уменьшения конфликта между дикой природой и дорогами, а также используют различные эстакады и подземные переходы для защиты и восстановления дикой природы , такие как: амфибии, барсуки, копытные, беспозвоночные и другие мелкие млекопитающие. [24] [25]
В 2007 году Общество защиты животных США сообщило, что более 600 туннелей, проложенных под основными и второстепенными дорогами в Нидерландах , помогли существенно увеличить численность популяции находящегося под угрозой исчезновения европейского барсука . [25] Самая длинная эстакада «экодукта», Natuurbrug Zanderij Crailoo, в Нидерландах, имеет длину 800 метров (2600 футов) и охватывает шоссе, железную дорогу и поле для гольфа . [26] [27]
Переходы для дикой природы становятся все более распространенными в Канаде и США. Известные места пересечения дикой природы находятся в Национальном парке Банф в Альберте , где засаженные растительностью эстакады обеспечивают безопасный переход по Трансканадскому шоссе медведям, лосям, оленям, волкам, лосям и многим другим видам животных. [28] 24 перехода для диких животных в Банфе были построены в рамках проекта по улучшению дорог в 1978 году. [28] В Соединенных Штатах за последние 30 лет были построены тысячи переходов для диких животных, [ когда? ] включая водопропускные трубы, мосты и эстакады. Их использовали для защиты горных козлов в Монтане, пятнистых саламандр в Массачусетсе, снежных баранов в Колорадо, пустынных черепах в Калифорнии и находящихся под угрозой исчезновения флоридских пантер во Флориде . [23]
Первый переход для дикой природы в канадской провинции Онтарио был построен в 2010 году вдоль шоссе Онтарио 69 между Садбери и Килларни в рамках продолжающегося преобразования автострады. [29]
Выгоды, получаемые от строительства переходов для диких животных с целью расширения коридоров миграции диких животных над и под основными дорогами, по-видимому, перевешивают затраты на строительство и техническое обслуживание. По оценкам одного исследования, добавление переходов для диких животных к дорожному проекту приводит к увеличению общей стоимости проекта на 7–8% (Bank et al. 2002). Теоретически денежные затраты, связанные со строительством и содержанием переходов для диких животных в экологически важных районах, перевешиваются выгодами, связанными с защитой популяций диких животных, уменьшением материального ущерба транспортным средствам и спасением жизней водителей и пассажиров за счет уменьшения количества столкновений, вызванных дикими животными. . [ нужна цитата ]
Исследование, проведенное по заказу Министерства транспорта штата Вирджиния, показало, что подземные переходы для диких животных становятся экономически эффективными с точки зрения материального ущерба, когда они предотвращают от 2,6 до 9,2 столкновений оленей с транспортными средствами в год, в зависимости от стоимости подземного перехода. В год проведения исследования по подземным переходам пересеклось около 300 оленей (Дональдсон, 2005).
Был проведен ряд исследований с целью определить эффективность коридоров диких животных в обеспечении связи между средами обитания (путем обеспечения жизнеспособных миграционных коридоров) и уменьшении столкновений диких животных и транспортных средств. Эффективность этих структур, по-видимому, сильно зависит от места (из-за различий в местоположении, структуре, видах, среде обитания и т. д.), но скрещивания были полезны для ряда видов в различных местах. [ нужна цитата ]
Национальный парк Банф предлагает одну из лучших возможностей для изучения эффективности перехода диких животных, поскольку парк содержит большое разнообразие видов и разделен пополам Трансканадским шоссе (TCH), большой коммерческой дорогой. Чтобы уменьшить воздействие четырехполосной ТКП, было построено 24 перехода для диких животных (22 подземных перехода и два эстакады), чтобы обеспечить связь с местами обитания и защитить автомобилистов (Клевенджер, 2007). В 1996 году Управление парков Канады заключило контракт с университетскими исследователями на оценку эффективности переходов. Впоследствии в ряде публикаций было проанализировано влияние переходов на различные виды и общую смертность диких животных (см. Clevenger & Waltho 2000, Clevenger et al. 2001 и Clevenger 2007).
Используя различные методы для мониторинга переходов за последние 25 лет, [ когда? ] ученые сообщают, что 10 видов крупных млекопитающих (включая оленей, лосей, черных медведей, медведей гризли , пум, волков, лосей и койотов ) использовали 24 перехода в Банфе в общей сложности 84 000 раз по состоянию на январь 2007 г. (Clevenger 2007). ). Исследование также выявило « кривую обучения », согласно которой животным нужно время, чтобы акклиматизироваться к конструкциям, прежде чем они почувствуют себя комфортно, используя их. Например, количество переходов медведей гризли увеличилось с семи в 1996 году до более чем 100 в 2006 году, хотя фактическое количество отдельных медведей, использующих эти конструкции, оставалось постоянным в течение этого времени и составляло от двух до четырех медведей (Парки Канады, неопубликованные результаты). Аналогичный набор наблюдений был сделан для волков: количество скрещиваний увеличилось с двух до примерно 140 за тот же 10-летний период. Однако в этом случае фактическое количество волков в стаях, использующих переправы, резко возросло: от двух до более чем 20 особей.
Клевенджер и др. (2001) сообщили, что использование переходов и ограждений для диких животных снизило смертность крупных копытных на ТКП в результате дорожного движения более чем на 80 процентов. Недавний анализ хищных животных показал, однако, что результаты были не такими положительными: смертность медведей увеличивалась в среднем на 116 процентов, параллельно с равным удвоением интенсивности движения на шоссе, что явно демонстрировало отсутствие влияния ограждений на снижение смертности медведей (Холлстром, Клевенджер , Махер и Уиттингтон в стадии подготовки). Таким образом, исследование переходов в Банфе показало неоднозначную ценность переходов между дикими животными в зависимости от рассматриваемого вида.
Парки Канады в настоящее время планируют построить 17 дополнительных переходов через ТКП для повышения безопасности водителей возле деревни Лейк-Луиз . Недостаточная эффективность стандартных ограждений в снижении смертности медведей показывает, что могут потребоваться дополнительные меры, такие как проволочные Т-образные колпачки на заборе, чтобы ограждения эффективно снижали опасность для медведей (Холлстром, Клевенджер, Махер и Уиттингтон, в стадии подготовки).
Двадцать четыре перехода для диких животных (подземные переходы) и 12 мостов, модифицированных для дикой природы, были построены на 40-мильном участке межштатной автомагистрали 75 в округах Коллиер и Ли во Флориде (Скотт, 2007). Эти переходы специально предназначены для охоты и защиты находящейся под угрозой исчезновения пантеры Флориды, подвида пумы, обитающего на юго-востоке США . По оценкам ученых, в дикой природе живет всего 80–100 флоридских пантер, что делает их одними из наиболее находящихся под угрозой исчезновения крупных млекопитающих в Северной Америке (Foster & Humphrey 1995). Пантера Флориды особенно уязвима для столкновений транспортных средств с дикими животными: в 2006 году погибло 11 пантер, а в 2007 году — 14 (Скотт, 2007).
Комиссия по охране рыбы и дикой природы Флориды (FWC) использовала ряд инструментов смягчения последствий в попытке защитить пантер Флориды, и сочетание переходов и заборов для диких животных оказалось наиболее эффективным (Скотт, 2007). По состоянию на 2007 год ни одна пантера не была убита в районах, оборудованных сплошными ограждениями и переходами для диких животных, и FWC планирует построить еще больше переходов в будущем. Подземные переходы на автомагистрали I-75 также принесли пользу рысям, оленям и енотам, поскольку они значительно уменьшили количество столкновений транспортных средств с дикими животными на автомагистрали между штатами (Foster & Humphrey 1995).
Переходы для дикой природы также сыграли важную роль в защите биоразнообразия в нескольких районах южной Калифорнии . В округе Сан-Бернардино биологи установили заборы вдоль государственной трассы 58 , чтобы дополнить подземные переходы (водопропускные трубы), которые используются находящейся под угрозой исчезновения пустынной черепахой . Смертность черепах на шоссе снизилась на 93% в течение первых четырех лет после установки ограждений, доказывая, что даже временные переходы для диких животных (в данном случае водопропускные трубы ливневой канализации) способны повысить проходимость шоссе и защитить чувствительные виды (Chilson 2003). ). Исследования Хааса (2000) и Лирена (2001) показывают, что подземные переходы в округах Ориндж, Риверсайд и Лос-Анджелес широко используются различными видами, включая рыси , койотов , серую лисицу , оленя-мула и длиннохвостую ласку . Эти результаты могут иметь чрезвычайно важное значение для усилий по сохранению дикой природы в регионе, соединяющем холмы Пуэнте и холмы Чино , которые все больше фрагментируются из-за строительства дорог (Haas 2000). Первый подземный переход в округе Лос-Анджелес, построенный специально для дикой природы, находится на бульваре Харбор. [30] Он был построен в партнерстве между парками штата Калифорния округа Лос-Анджелес и Управлением по сохранению среды обитания Пуэнте-Хиллз.
Пересечение дикой природы Уоллис-Анненберг , также известное как Пересечение дикой природы Каньона Либерти, в Агура-Хиллз, Калифорния , станет одним из крупнейших путепроводов в Соединенных Штатах после его заявленного завершения в 2024 году.
В Нидерландах имеется более 66 переходов для дикой природы (эстакады и экодукты), которые использовались для защиты находящегося под угрозой исчезновения европейского барсука , [31] , а также популяций дикого кабана , благородного оленя и косули . По состоянию на 2012 год Велюве , 1000 квадратных километров (390 квадратных миль) лесов, пустошей и дрейфующих песков, крупнейшая равнинная природная территория в Северо-Западной Европе, содержит девять экодуктов шириной в среднем 50 метров (160 футов), которые используются переправлять диких животных через шоссе, пересекающие Велюве. Первые два экодукта на Велюве были построены в 1988 году напротив автомагистрали A50 , когда было построено шоссе. Пять других экодуков на Велюве были построены вдоль существующих автомагистралей, один - через двухполосную провинциальную дорогу. Два экодукта через А50 использовались почти 5000 оленей и кабанов в течение одного года (Bank et al. 2002).
Нидерланды также могут похвастаться самой длинной в мире эстакадой для дикой природы под названием Natuurbrug Zanderij Crailoo (природный мост из песчаного карьера в Крайло) (Danby 2004). Массивная конструкция, построенная в 2006 году, имеет ширину 50 метров (160 футов) и длину более 800 метров (2600 футов) и охватывает железнодорожную линию, бизнес-парк , проезжую часть и спортивный комплекс (Дэнби, 2004). В настоящее время проводится мониторинг эффективности этого инновационного проекта, сочетающего охрану дикой природы с развитием города. Самый старый проход дикой природы — Зейст Вест — А 28, открытый в 1988 году.
Еще одно тематическое исследование эффективности переходов для диких животных происходит на примере подземного перехода, построенного для минимизации экологического воздействия автострады Колдер , проходящей через Шварцвальд в Виктории, Австралия. В 1997 году Государственная дорожная корпорация штата Виктория построила подземный переход для дикой природы Слейти-Крик стоимостью 3 миллиона долларов (Abson & Lawrence, 2003). Ученые использовали 14 различных методов для наблюдения за подземным переходом в течение 12 месяцев, чтобы определить численность и разнообразие видов, использующих подземный переход (Abson & Lawrence 2003). За 12-месячный период в подземном переходе было обнаружено 79 видов фауны (по сравнению со 116 видами, обнаруженными в окружающем лесу), включая земноводных, летучих мышей , птиц, коал , вомбатов , планеров , рептилий и кенгуру (Abson & Lawrence 2003). . Результаты показывают, что подземный переход может быть полезен для широкого спектра видов, но авторы предполагают, что Слейти-Крик можно улучшить за счет улучшения конструкции и обслуживания ограждений, чтобы свести к минимуму количество жертв на дорогах вдоль автострады Колдер, а также путем попытки исключить завезенных хищников, таких как кошки. и лисы из этого района.
В 2005 году местные экологические группы выдвинули идею создания путепровода для дикой природы к западу от перевала Вейл . [32] [33] В 2010 году ARC Solutions – междисциплинарное партнерство – инициировало Международный конкурс на проектирование инфраструктуры перехода дикой природы для перехода дикой природы через межштатную автомагистраль 70 [34] в высокогорной стране к западу от Денвера , штат Колорадо ; Проектировщикам пришлось учитывать уникальные для этого региона проблемы, в том числе снег и суровую погоду, большую высоту и крутые уклоны, шестиполосную дорогу, велосипедную дорожку и высокую интенсивность движения, а также множество видов диких животных, включая рысь . [35]
Получив 36 заявок из девяти стран, жюри, состоящее из международных экспертов в области ландшафтной архитектуры , инженерии, архитектуры, экологии и транспорта, в ноябре 2010 года выбрало пять финалистов для дальнейшей разработки концептуальных проектов сооружения, пересекающего дикую природу. [36] [37] В январе 2011 года победителями были выбраны команда под руководством HNTB совместно с Michael Van Valkenburgh & Associates (Нью-Йорк). [38] [39] В проекте предусмотрен один бетонный пролет длиной 100 м (328 футов) через шоссе, засаженный различными типами растительности, в том числе сосновым лесом и луговыми травами, чтобы привлечь различные виды к пересечению. Модульная конструкция из сборного железобетона означает, что большую часть моста можно построить за пределами площадки и переместить на место. [40]
В конце 2020 года компания Summit County Safe Passages опубликовала «Технико-экономическое обоснование перехода через дикую природу I-70 East Vail Pass» для эстакады для диких животных. [41]
В 2005 году Департамент транспорта штата Вашингтон получил одобрение на начало проекта повышения безопасности протяженностью 15 миль (24 км) на перевале Сноквалми вдоль коридора I-90 от Хьяка до Истона, через Центральные каскады и горы до зоны национального наследия Саунд-Гринуэй. , [42] включая серию переходов по дикой природе. [43] Среда обитания дикой природы по обе стороны от I-90 будет воссоединена с установкой новых мостов и водопропускных труб, защищающих как дикую природу, так и путешествующую публику. Строительство перехода для дикой природы началось в 2015 году и было завершено осенью 2019 года. [44] Работы по восстановлению среды обитания на мосту для дикой природы через I-90 продолжались в течение 2020 года: на переходе было посажено 90 000 деревьев и кустарников. [45]
В 2018 году Министерство транспорта штата Юта объявило о переходе диких животных через межштатную автомагистраль 80 в каньоне Парлис . [46] Проект был завершен в начале 2019 года, его размеры составляют 110 метров (350 футов) в длину и 15 метров (50 футов) в ширину. [47] 19 ноября 2020 г. Отдел ресурсов дикой природы штата Юта опубликовал видео, на котором видно, как животные используют эстакаду. [46] [48] В настоящее время это единственный переход для дикой природы в штате, хотя в штате Юта имеется более 50 подземных переходов для дикой природы. [49]
11 декабря 2020 года открылся сухопутный мост Роберта Л. Б. Тобина над бульваром Вурцбах в Сан-Антонио , штат Техас, в парке Фила Хардбергера. [50] Стоимость проекта составляет 23 миллиона долларов, и он предназначен как для дикой природы, так и для пешеходов. Строительство началось 26 ноября 2018 года, [51] первоначально предполагалось, что оно завершится в апреле 2020 года, [52] и открылось в декабре 2020 года. Имея длину 58 метров (189 футов) и ширину 46 метров (150 футов), [53] оно было самый большой мост дикой природы в Соединенных Штатах на момент его постройки. [54]
Многие находящиеся под угрозой исчезновения львинохвостые макаки были убиты при переходе шоссе в Пудутотаме в Вальпараи , Южная Индия. Благодаря усилиям НПО и департамента лесного хозяйства было установлено несколько навесных мостов, соединяющих деревья по обе стороны дороги. Это помогло снизить количество убитых в регионе львинохвостых макак. Группа охраны окружающей среды инициировала национальную миссию по повышению осведомленности о важности принятия методов предотвращения дорожно-транспортных происшествий в рамках своей миссии PATH [55], проехав более 17 000 километров (11 000 миль) по 22 штатам. [56]
В местах, где недостаточно места для зеленых насаждений, не нужно отказываться от зеленых коридоров и мест обитания животных, если использовать плоские крыши.
