Переходы для диких животных — это сооружения, которые позволяют животным безопасно пересекать созданные человеком барьеры. Переходы для диких животных могут включать подземные туннели или туннели для диких животных , [1] виадуки и путепроводы или зеленые мосты [2] (в основном для крупных или стадных животных); туннели для амфибий ; рыбоходы ; мосты с навесом (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 для диких животных являются практикой в области сохранения среды обитания , позволяя устанавливать связи или воссоединения между средами обитания , борясь с фрагментацией среды обитания . Они также помогают избегать столкновений между транспортными средствами и животными , которые в дополнение к гибели или ранению диких животных могут привести к травмам или смерти людей и повреждению имущества .
Аналогичные конструкции можно использовать для домашних животных, например, для крупного рогатого скота .
Фрагментация среды обитания происходит, когда созданные человеком барьеры, такие как дороги , железные дороги , каналы , линии электропередач и трубопроводы , проникают в среду обитания диких животных и разделяют ее. [4] Из них дороги имеют наиболее распространенные и пагубные последствия. [5] Ученые подсчитали, что система дорог в Соединенных Штатах влияет на экологию по крайней мере одной пятой площади страны. [6] В течение многих лет [ количественно ] экологи и специалисты по охране природы документировали неблагоприятную связь между дорогами и дикими животными, [7] и выделяют четыре способа, которыми дороги и транспорт пагубно влияют на популяции диких животных: (1) они уменьшают количество и качество среды обитания, (2) они увеличивают смертность из-за столкновений диких животных с транспортными средствами (смерть на дороге), (3) они препятствуют доступу к ресурсам на другой стороне дороги и (4) они подразделяют популяции диких животных на более мелкие и более уязвимые субпопуляции (фрагментация). Фрагментация среды обитания может привести к вымиранию или уничтожению, если генофонд популяции достаточно ограничен.
Первые три эффекта (потеря среды обитания, гибель на дороге и изоляция от ресурсов) оказывают давление на различные популяции животных, сокращая доступные ресурсы и напрямую убивая особей в популяции. Например, [8] обнаружили, что гибель на дороге не представляет значительной угрозы для здоровых популяций, но может быть разрушительной для небольших, сокращающихся или находящихся под угрозой популяций. Смертность на дорогах значительно повлияла на ряд известных видов в Соединенных Штатах, включая 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 с дорог (например, шума, света, стока, загрязнения и т. д.). [10] Наконец, виды, которые не могут мигрировать через дороги, чтобы добраться до таких ресурсов, как еда, укрытие и партнеры, будут испытывать снижение репродуктивных и выживательных показателей, что может поставить под угрозу жизнеспособность популяции. [11]
В дополнение к первым трем факторам 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 они страдают от недостатка генетического разнообразия . Эти небольшие популяции особенно уязвимы к вымиранию из-за демографической, генетической и экологической стохастичности , поскольку они не содержат достаточно аллелей для адаптации к новым селективным давлениям, таким как изменения температуры, среды обитания и доступности пищи. [4]
Связь между дорогами и фрагментацией среды обитания хорошо документирована. Одно исследование показало, что дороги вносят больший вклад в фрагментацию лесных местообитаний, чем сплошные вырубки. [12] Другое исследование пришло к выводу, что фрагментация дорог в ранее смежных лесах на востоке Северной Америки является основной причиной сокращения видов лесных птиц, а также нанесла значительный вред мелким млекопитающим, насекомым и рептилиям в Соединенных Штатах. [5] После многих лет исследований биологи пришли к единому мнению, что дороги и транспорт приводят к фрагментации среды обитания, изоляции и гибели животных на дорогах, что в совокупности значительно подрывает жизнеспособность популяций диких животных во всем мире. [ необходима ссылка ]
Столкновения диких животных и транспортных средств имеют значительные издержки для населения, поскольку столкновения наносят ущерб имуществу и травмируют и убивают пассажиров и водителей. [13] оценили количество столкновений с копытными животными в Европе в 507 000 в год, в результате чего 300 человек погибают, 30 000 получают ранения, [14] а ущерб имуществу превышает 1 миллиард долларов. Параллельно с этим 1,5 миллиона дорожно-транспортных происшествий с участием оленей в Соединенных Штатах приводят к ущербу для транспортных средств на сумму около 1,1 миллиарда долларов каждый год. [15] [14] В более широком масштабе исследования показывают, что столкновения диких животных и транспортных средств в Соединенных Штатах приводят к 29 000 травмам и более 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 диких животных и транспортных средств, заставили ученых, инженеров и транспортные власти рассмотреть ряд инструментов смягчения для уменьшения конфликта между дорогами и дикими животными. Из имеющихся в настоящее время вариантов, сооружения, известные как переходы для диких животных, оказались наиболее успешными в уменьшении как фрагментации среды обитания, так и столкновений диких животных и транспортных средств, вызванных дорогами. [17]
Переходы для диких животных — это структурные проходы под или над дорогами, которые предназначены для обеспечения безопасного перемещения диких животных через дороги. [15] В последние годы биологи по охране природы и специалисты по дикой природе отстаивают идею переходов для диких животных в сочетании с придорожными ограждениями как способ повышения проницаемости дорог и связности среды обитания, одновременно снижая количество столкновений диких животных с транспортными средствами. [19] Переходы для диких животных — это обобщающий термин, охватывающий подземные переходы, путепроводы, экодукты, зеленые мосты, туннели для амфибий/мелких млекопитающих и виадуки для диких животных (Bank et al. 2002). Все эти сооружения предназначены для обеспечения полуестественных коридоров над и под дорогами, чтобы животные могли безопасно переходить дорогу, не подвергая опасности себя и автомобилистов. [20]
Письменные отчеты о грубых рыбных лестницах датируются Францией XVII века, где связки веток использовались для создания ступеней в крутых каналах для обхода препятствий. Версия была запатентована в 1837 году Ричардом Макфарланом из Батерста, Нью-Брансуик , Канада, который спроектировал рыбоход для обхода плотины на своей работающей на воде лесопилке. [21] В 1880 году первый рыбоход был построен в Род-Айленде , США, на плотине Потаксет-Фолс . По мере развития индустриальной эпохи плотины и другие речные препятствия становились все больше и более распространенными, что привело к необходимости создания эффективных рыбоходов. [22]
Первые сухопутные переходы для диких животных были построены во Франции в 1950-х годах. [23] Европейские страны, включая Нидерланды, Швейцарию, Германию и Францию, уже несколько десятилетий используют различные переходные конструкции для уменьшения конфликта между дикими животными и дорогами, а также используют различные надземные и подземные переходы для защиты и восстановления диких животных , таких как: земноводные, барсуки, копытные, беспозвоночные и другие мелкие млекопитающие. [24] [25]
В 2007 году Общество защиты животных США сообщило, что более 600 туннелей, проложенных под главными и второстепенными дорогами в Нидерландах, помогли существенно увеличить популяцию исчезающего европейского барсука . [25] Самый длинный «экодуктовый» путепровод Natuurbrug Zanderij Crailoo в Нидерландах имеет длину 800 метров (2600 футов) и охватывает шоссе, железную дорогу и поле для гольфа . [26] [27]
Переходы для диких животных становятся все более распространенными в Канаде и Соединенных Штатах. Узнаваемые переходы для диких животных можно найти в национальном парке Банф в Альберте , где покрытые растительностью путепроводы обеспечивают безопасный проход через Трансканадское шоссе для медведей, лосей, оленей, волков, вапити и многих других видов. [28] 24 перехода для диких животных в Банфе были построены в рамках проекта по улучшению дороги в 1978 году. [28] В Соединенных Штатах за последние 30 лет были построены тысячи переходов для диких животных, [ когда? ] включая водопропускные трубы, мосты и путепроводы. Они использовались для защиты горных козлов в Монтане, пятнистых саламандр в Массачусетсе, толсторогих баранов в Колорадо, пустынных черепах в Калифорнии и находящихся под угрозой исчезновения флоридских пантер во Флориде . [23] Туннели саламандры на Генри-стрит — это туннели под Генри-стрит в Норт-Амхерсте, штат Массачусетс : они помогают саламандрам пересекать Генри-стрит, чтобы добраться до весенних водоемов , которые саламандры используют для размножения. [29]
Первый переход для диких животных в канадской провинции Онтарио был построен в 2010 году вдоль шоссе Онтарио 69 между Садбери и Килларни в рамках продолжающегося преобразования маршрута в скоростную автомагистраль. [30]
Преимущества, получаемые от строительства переходов для диких животных с целью расширения миграционных коридоров диких животных над и под основными дорогами, по-видимому, перевешивают расходы на строительство и обслуживание. В одном исследовании подсчитано, что добавление переходов для диких животных к дорожному проекту увеличивает общую стоимость проекта на 7–8% (Bank et al. 2002). Теоретически денежные затраты, связанные со строительством и обслуживанием переходов для диких животных в экологически важных районах, перевешиваются преимуществами, связанными с защитой популяций диких животных, снижением ущерба имуществу транспортных средств и спасением жизней водителей и пассажиров за счет сокращения количества столкновений, вызванных дикими животными. [ необходима цитата ]
Исследование, проведенное для Департамента транспорта Вирджинии, показало, что подземные переходы для диких животных становятся экономически эффективными с точки зрения ущерба имуществу, когда они предотвращают от 2,6 до 9,2 столкновений оленей с транспортными средствами в год, в зависимости от стоимости подземного перехода. Примерно 300 оленей пересекли подземные переходы в год, когда проводилось исследование (Donaldson 2005).
Было проведено несколько исследований для определения эффективности коридоров для диких животных в обеспечении связности среды обитания (путем предоставления жизнеспособных коридоров миграции) и снижения столкновений диких животных с транспортными средствами. Эффективность этих структур, по-видимому, сильно зависит от места (из-за различий в местоположении, структуре, видах, среде обитания и т. д.), но переходы были полезны для ряда видов в различных местах. [ необходима цитата ]
Национальный парк Банф предлагает одну из лучших возможностей для изучения эффективности переходов для диких животных, поскольку парк содержит большое разнообразие видов и разделен пополам Трансканадским шоссе (TCH), крупной коммерческой дорогой. Чтобы уменьшить воздействие четырехполосного TCH, было построено 24 перехода для диких животных (22 подземных и два надземных), чтобы обеспечить связь среды обитания и защитить автомобилистов (Clevenger 2007). В 1996 году Parks Canada заключила контракт с университетскими исследователями для оценки эффективности переходов. Впоследствии в ряде публикаций был проанализирован эффект 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 в течение последних 25 лет, [ когда? ] ученые сообщают, что 10 видов крупных млекопитающих (включая оленей, лосей, черных медведей, медведей гризли , горных львов, волков, лосей и койотов ) использовали 24 перехода в Банфе в общей сложности 84 000 раз по состоянию на январь 2007 года (Clevenger 2007). Исследование также выявило « кривую обучения », так что животным нужно время, чтобы акклиматизироваться к сооружениям, 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 сооружения, оставалось постоянным в течение этого времени и составляло от двух до четырех медведей (Parks Canada, неопубликованные результаты). Аналогичный набор наблюдений был сделан для волков, при этом количество переходов увеличилось с двух до примерно 140 за тот же 10-летний период. Однако в этом случае фактическое число волков в стаях, использующих переходы, резко возросло: с двух до более чем 20 особей.
Клевенджер и др. (2001) сообщили, что использование переходов для диких животных и ограждений снизило смертность крупных копытных животных, вызванную движением на TCH, более чем на 80 процентов. Однако недавний анализ для плотоядных животных показал, что результаты были не столь позитивными: смертность медведей увеличилась в среднем на 116 процентов параллельно с равным удвоением объемов движения на шоссе, что явно показывает отсутствие эффекта ограждения на снижение смертности медведей (Холлстром, Клевенджер, Махер и Уиттингтон, в подготовке). Таким образом, исследование переходов в Банфе показало неоднозначную ценность переходов для диких животных в зависимости от рассматриваемого вида.
В настоящее время Parks Canada планирует построить 17 дополнительных переходов через TCH для повышения безопасности водителей вблизи деревни Лейк-Луиз . Недостаточная эффективность стандартных ограждений в снижении смертности медведей показывает, что для эффективного смягчения медведей могут потребоваться дополнительные меры, такие как проволочные «Т-образные колпачки» на ограждении (Холлстром, Клевенджер, Махер и Уиттингтон, на подготовке).
Двадцать четыре перехода для диких животных (подземные переходы на шоссе) и 12 мостов, модифицированных для диких животных, были построены вдоль 40-мильного участка межштатной автомагистрали 75 в округах Коллиер и Ли во Флориде (Скотт 2007). Эти переходы специально спроектированы для защиты и защиты находящейся под угрозой исчезновения флоридской пантеры, подвида пумы, обитающего на юго-востоке США . Ученые подсчитали, что в дикой природе осталось всего 80–100 флоридских пантер, что делает их одними из самых находящихся под угрозой исчезновения крупных млекопитающих в Северной Америке (Фостер и Хамфри, 1995). Флоридская пантера особенно уязвима для столкновений диких животных с транспортными средствами, в результате которых погибло 11 пантер в 2006 году и 14 в 2007 году (Скотт 2007).
Комиссия по охране рыбных ресурсов и дикой природы Флориды (FWC) использовала ряд инструментов смягчения в попытке защитить флоридских пантер, и сочетание переходов для диких животных и ограждений оказалось наиболее эффективным (Scott 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 гораздо больше переходов в будущем. Подземные переходы на I-75 также, по-видимому, принесли пользу рысям, оленям и енотам, значительно сократив столкновения диких животных с транспортными средствами вдоль межштатной автомагистрали (Foster & Humphrey 1995).
Переходы для диких животных также важны для защиты биоразнообразия в нескольких районах южной Калифорнии . В округе Сан-Бернардино биологи возвели ограждения вдоль государственного маршрута 58 в дополнение к подземным переходам (кульвертам), которые используются находящейся под угрозой исчезновения пустынной черепахой . Смерть черепах на шоссе снизилась на 93% в течение первых четырех лет после установки ограждений, что доказывает, что даже импровизированные переходы для диких животных (в данном случае ливневые дренажные трубы) способны повышать проницаемость шоссе и защищать уязвимые виды (Chilson 2003). Исследования Хааса (2000) и Лайрена (2001) показывают, что подземные переходы в округах Ориндж, Риверсайд и Лос-Анджелес привлекли значительное количество различных видов, включая рысей , койотов , серых лисиц , оленей-мулов и длиннохвостых ласок . Эти результаты могут быть чрезвычайно важны для усилий по сохранению дикой природы в районах Пуэнте-Хиллз и Чино-Хиллз , которые все больше фрагментируются из-за строительства дорог (Haas 2000). Первый подземный переход в округе Лос-Анджелес, специально предназначенный для дикой природы, находится на бульваре Харбор. [31] Он был построен в партнерстве между округом Лос-Анджелес, парками штата Калифорния и Управлением по сохранению среды обитания Пуэнте-Хиллз.
Переход Уоллис-Анненберг , также известный как переход Либерти-Каньон, 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 диких животных (путепроводов и экодуков), которые использовались для защиты находящегося под угрозой исчезновения европейского барсука [32] , а также популяций диких кабанов , благородных оленей и косуль . 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 экодуков, в среднем 50 метров (160 футов) шириной, которые используются для перемещения диких животных через шоссе, пересекающие Велюве. Первые два экодука на Велюве были построены в 1988 году через A50 , когда строилось шоссе. Пять других экодуков на Велюве были построены через существующие шоссе, один был построен через двухполосную провинциальную дорогу. За год двумя экодуками через трассу A50 воспользовались около 5000 оленей и диких кабанов (Бэнк и др., 2002).
Нидерланды также могут похвастаться самым длинным в мире экодук-путепроводом для дикой природы под названием Natuurbrug Zanderij Crailoo (песчаный карьерный природный мост в Крайло) (Danby 2004). Массивная конструкция, завершенная в 2006 году, имеет ширину 50 метров (160 футов) и длину более 800 метров (2600 футов) и охватывает железнодорожную линию, бизнес-парк , дорогу и спортивный комплекс (Danby 2004). В настоящее время ведется мониторинг для изучения эффективности этого инновационного проекта, сочетающего защиту дикой природы с городским развитием. Самый старый проход для дикой природы — Zeist West - A 28, открытый в 1988 году.
Еще одним примером эффективности переходов для диких животных является подземный переход, построенный для минимизации экологического воздействия шоссе Calder Freeway , проходящего через Шварцвальд в Виктории, Австралия. В 1997 году Victorian Government Roads Corporation построила подземный переход для диких животных Slaty Creek стоимостью 3 миллиона долларов (Abson & Lawrence 2003). Ученые использовали 14 различных методов для мониторинга подземного перехода в течение 12 месяцев с целью определения численности и разнообразия видов, использующих подземный переход (Abson & Lawrence 2003). В течение 12-месячного периода 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, однако авторы предполагают, что Слейти-Крик можно улучшить, улучшив конструкцию и обслуживание ограждений, чтобы свести к минимуму гибель животных на дороге вдоль шоссе Колдер, а также попытавшись исключить из этого района завезенных хищников, таких как кошки и лисы.
В 2005 году местные экологические группы выдвинули идею строительства путепровода для диких животных к западу от перевала Вейл . [33] [34] В 2010 году междисциплинарное партнерство ARC Solutions инициировало Международный конкурс на проектирование инфраструктуры перехода для диких животных на межштатной автомагистрали 70 [35] в горной местности к западу от Денвера , штат Колорадо . Проектировщикам пришлось учитывать проблемы, характерные для этого района, включая снег и суровую погоду, большую высоту и крутые склоны, шестиполосную дорогу, велосипедную дорожку и высокую интенсивность движения, а также множество видов диких животных, включая рысь . [36]
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 их концептуальных проектов для сооружения перехода для диких животных. [37] [38] В январе 2011 года команда под руководством HNTB совместно с Michael Van Valkenburgh & Associates (Нью-Йорк) была выбрана победителем. [39] [40] Проект представляет собой один 100-метровый (328 футов) бетонный пролет через шоссе, который засажен различными типами растительности, включая сосновый лес и луговые травы, для привлечения различных видов для перехода. Модульная конструкция из сборного железобетона означает, что большую часть моста можно построить за пределами строительной площадки и переместить на место. [41]
В конце 2020 года организация Summit County Safe Passages опубликовала «Исследование целесообразности строительства переходов для диких животных на автомагистрали I-70 East Vail Pass» для строительства путепровода для диких животных. [42]
В 2005 году Департамент транспорта штата Вашингтон получил одобрение на начало 15-мильного (24-километрового) проекта по улучшению безопасности через район перевала Сноквалми вдоль коридора Interstate 90 от Хайака до Истона , через Центральные каскады и горы до зоны национального наследия Sound Greenway , [43] включая ряд переходов для диких животных. [44] Среда обитания диких животных по обе стороны I-90 будет восстановлена с установкой новых мостов и водопропускных труб, защищающих как диких животных, так и путешествующих людей. Строительство путепровода для диких животных началось в 2015 году и было завершено в конце 2019 года. [45] Работа по восстановлению среды обитания на мосту для диких животных через I-90 продолжалась в течение 2020 года, на путепроводе было высажено 90 000 деревьев и кустарников. [46]
В 2018 году Департамент транспорта штата Юта объявил о строительстве перехода для диких животных через межштатную автомагистраль 80 в каньоне Парлис . [47] Проект был завершен в начале 2019 года и имеет размеры 110 метров (350 футов) в длину и 15 метров (50 футов) в ширину. [48] 19 ноября 2020 года Отдел ресурсов дикой природы штата Юта опубликовал видео, на котором животные используют путепровод. [47] [49] В настоящее время это единственный путепровод для диких животных в штате, хотя в Юте имеется более 50 подземных переходов для диких животных. [50]
11 декабря 2020 года открылся мост Роберта Л. Б. Тобина через Вюрцбах-Паркуэй в Сан-Антонио , штат Техас, в парке Фила Хардбергера. [51] Стоимость проекта составила 23 миллиона долларов, и он предназначен как для диких животных, так и для пешеходов. Строительство началось 26 ноября 2018 года, [52] первоначально предполагалось, что оно закончится в апреле 2020 года, [53] а открытие состоялось в декабре 2020 года. При длине 58 метров (189 футов) и ширине 46 метров (150 футов) [54] он был крупнейшим мостом для диких животных в Соединенных Штатах на момент постройки. [55]
Многие находящиеся под угрозой исчезновения львинохвостые макаки погибали при переходе шоссе в Пудутхотаме в Вальпарае , Южная Индия. Благодаря усилиям НПО и лесного департамента было установлено несколько мостов с навесами, соединяющих деревья по обе стороны дороги. Это помогло снизить количество убитых львинохвостых макак в регионе. Группа по охране окружающей среды инициировала национальную миссию по повышению осведомленности о важности принятия методов смягчения последствий смертельных случаев на дорогах с помощью своей миссии PATH [56], проехав более 17 000 километров (11 000 миль) по 22 штатам. [57]
В местах, где недостаточно места для зеленых насаждений, зеленые коридоры и места обитания животных не нужно прекращать, если используются плоские крыши.
