铁路建设项目对鸟类影响研究及保护措施分析

程 驰，张洁瑜，吴剑华

（中国铁道科学研究院集团有限公司 节能环保劳卫研究所，北京 100081）

1 概述

铁路项目的大量建设与开通运营，在极大改善出行条件、提高我国交通基础设施水平的同时，因线路无法绕避、不得不经过部分鸟类保护区。线路本体对区域空间形成阻隔，列车运营有噪声、灯光等，这些因素对鸟类及其栖息地会产生一定的不利影响，对在沿线栖息活动、飞行的鸟类等可能会产生碰撞伤害。目前国内外对于铁路工程对鸟类影响的研究主要集中在交通噪声、灯光影响、车辆碰撞等方面。

噪声影响。例如，列车行驶过程中产生的噪声、列车鸣笛等将对鸟类保护区内的声环境产生影响，但鸟类对交通噪声有一定的适应性，铁路噪声对鸟类的影响较小，其噪声对鸟类的不利影响主要包括鸟类原有栖息地环境变化而被迫放弃、鸟类种群结构和数量变化、鸟类鸣声干扰等。

灯光影响。灯光对鸟类的影响主要为对鸟类栖息的影响，列车运行时的灯光可能对鸟类的栖息环境及其他生理和行为产生负面影响。

与列车相撞风险。铁路工程以高架桥的形式通过鸟类自然保护区，可能会阻挡保护区内鸟类迁徙的线路，若保护区内主要保护鸟类为迁徙性候鸟，在迁徙季节到来时，来往鸟类较多，易发生鸟类与列车相撞的事故。

本文将从交通噪声、灯光影响、车辆碰撞等方面，研究铁路建设项目对鸟类生存繁殖、栖息活动的影响。

2 铁路建设项目对鸟类影响的研究

2.1 噪声对鸟类的影响研究

噪声对鸟类的影响主要包括对鸟类种群数量、栖息地环境、鸟类繁殖等方面。

辜小安[1]在铁路噪声对鸟类栖息繁殖影响研究中指出，噪声对鸟类的影响主要包括对鸟类的栖息环境、鸟类繁殖、鸟类的迁徙路径变化等。不同地区、不同鸟类种类对噪声影响的反应不同，吴杨[2]在铁路噪声对野生动物影响机制及其评价方法研究中，以国家一级保护动物黑颈鹤为对象，研究铁路噪声对野生动物的影响机制，结果表明黑颈鹤在环境噪声提高时，首先会因警惕行为而驻足倾听，而后随环境噪声增至60 dB时出现避让奔逃的现象，至距离噪声源60 m以上时停止奔逃，但群体仍处于躁动状态直至平静。陈顺良等[3]在铁路噪声对“小鸟天堂”鸟类影响的研究中分析了人类活动噪声对鸟类干扰情况，鸟类能够听到的声音频率为300～6 000 Hz，交通噪声的频率一般在2 000～4 000 Hz，属于鸟类最佳听力范围。

噪声对鸟类栖息繁殖是否影响，不同学者研究结果不同。荷兰学者的研究表明交通噪声可能影响鸟类繁殖率，在等效声级超过50 dB的情况下，会对鸟类的繁殖造成影响，影响率的范围为20%～98%[4]。此外，辜小安[1]在铁路噪声对鸟类栖息繁殖影响的研究中提出，铁路运营过程中的突发噪声对雅鲁藏布江线路两侧1.5 km范围内的黑颈鹤及其他候鸟栖息地产生干扰，可能对黑颈鹤繁殖率造成影响。

2.2 灯光对鸟类的影响研究

根据国内外在灯光影响方面的观察研究成果，夜间人工照明(灯光)对鸟类的影响主要包括可导致鸟类的死亡、引起鸟类生物节律的改变2个方面。

2.2.1 夜间人工照明吸引影响

加拿大、美国和北欧国家在夜间人工照明对鸟类的影响研究较多。GEHRING J等[5]对密歇根地区候鸟迁徙和航空信号塔鸟撞死亡事故进行了观察分析，结果表明航空信号灯塔闪烁的方式可使鸟类死亡数量降低一半以上。VERHEIJEN F J[6]的研究主要在于光的强度与对鸟的吸引作用的关联性，若要降低鸟类的死亡率，可以降低灯光的数量和强度。针对铁路夜间灯光照度随距离变化的情况，研究发现灯光照度随着铁路距离的增大逐步衰减，灯光对鸟类的敏感程度逐步降低。针对候鸟迁徙季节的研究情况表明，灯光数量的减少可以降低鸟撞击事故的数量。此外，HÖLKER F等[7]的研究表明天气状况也是影响鸟类死亡的重要因素。

综上，针对铁路夜间灯光照度随距离变化的情况，研究发现灯光照度随着铁路距离的增大逐步衰减，灯光对鸟类的敏感程度逐步降低。

2.2.2 不同光源对鸟类生物节律影响

李媛等[8]研究认为，人工照明光源的强度、波长(光色)、照射方式会导致鸟类死亡，并且在特殊天气条件下更为明显；同时灯光照明会对鸟类的生物节律产生影响。刘博[9]通过在不同的人造光源强度、照射方向条件下对雨燕影响的实验，得出鸟类对刺眼的光源亮点比较敏感，尤其是高压钠灯和金卤灯灯光，当飞行经过光源直射区域时往往被亮光源照射而辩不清方向，同时显色性的光源照明会导致周围环境可视度的降低；根据不同照度、亮度、光色、闪烁形式、光源类别等条件下鸟类表现出的异常行为，得出灯光对鸟类的影响实验结论，并对京津冀地区城市灯光对鸟类的影响进行了研究分析。

2.3 列车运行与鸟类碰撞影响研究

有关工程对鸟类碰撞影响的研究多集中于风力发电、高压输变电、机场等项目，对于铁路、公路车辆发生的鸟类碰撞研究较少。根据国内外关于鸟类撞击事故的相关研究结果，在候鸟迁徙高峰期，机场航空信号塔的闪光灯要比低频闪烁的光源或非闪烁的光源更能有效降低鸟撞死亡事故。多项研究结果都指向导致鸟类撞击的主要原因之一是灯光诱导作用。

总之，在候鸟夜间迁徙期间，摩天大楼、机场信号塔、灯塔、风力发电设施等高大并有照明设施的建筑物是容易发生碰撞事故的场所，碰撞致死主要发生在多云、雾和阴雨等天气条件下。MØLLER A P等[10]进行鸟类交通致死原因的种间行为差异分析，提出死于车撞的鸟类，通常与不同物种在公路上的行为、个体数量、栖息地偏好、繁殖社会性及健康状况等有关。经观测验证，惊飞距离短、面对潜在危险而更具有冒险性的物种，独居物种、疟原虫感染率高的物种及因体型大而拥有大法氏囊的物种个体死于车撞的频率更高。

3 鸟类保护措施研究现状

随着我国铁路建设规模的扩大和对生态环境保护的日益重视，铁路项目在设计、建设过程中采取了多种措施和防护工程，以减轻对鸟类的影响。

3.1 柔性防撞网

汉中朱鹮国家级自然保护区位于陕西省洋县境内，保护区核心区面积11 390 hm2、缓冲区面积9 930 hm2，实验区面积16 229 hm2，保护区主要为朱鹮栖息地。西成客运专线在汉中洋县总长29.8 km，其中穿越朱鹮保护区的试验区16 km，受影响区域包括朱鹮的3个主要觅食地和2个主要夜宿地。为了保证铁路运营过程中朱鹮的安全，防止在不利天气条件下发生高速运行列车与朱鹮的撞击事故，该项目采取了以下鸟类防护措施：在保护区内采取“以桥代路”的形式穿越，以使朱鹮在飞翔时有明显的障碍标识；利用鸟类天生具有回避障碍物的特性，在桥梁两侧设置了长30 km左右、高4 m的金属编织防护网。

防护网采用了立柱+细密金属网结构，立柱颜色选择了朱鹮易识别的蓝色，金属网内侧安装了黄色的反光条，对鸟类有视觉上的警示作用。防护网由若干个隔离栅单元组成，每个隔离栅单元由角钢框架、拉筋、弹簧、卡环等经H型钢骨架组合而成，拉筋间距30 mm，角钢边缘间距300 mm。碰撞面涂紫外光反射层，以提高鸟类视觉敏感性[11]。

自2017年12月西成客运专线通车以来，保护区对相近的3个主要觅食地和2个主要夜宿地开展了持续性观测，观测结果显示朱鹮的适应性较强，铁路建设未对朱鹮的活动及环境造成明显影响；铁路经过的实验区范围内没有发现朱鹮撞击死亡事件。根据陕西省林业局2020年发布的《陕西省朱鹮保护成果报告》，随着全面保护不断提升和生态环境修复，秦岭生态环境质量持续改善，人工饲养和野化放飞逐步开展，汉中朱鹮国家级自然保护区内的朱鹮数量呈明显增加趋势，西成客运专线运营未对朱鹮种群数量造成影响。

3.2 全封闭声屏障

“小鸟天堂”位于广东省江门市新会区以南天马村，是由天马河中1棵300多年的榕树独木成林形成的自然奇观，每天栖息在这棵大树上的各种野生鹭鸟，暮出晨归，蔚为壮观。1999年，“小鸟天堂”被列为新会市(现新会区)县级风景名胜区。深茂铁路以桥梁形式通过，左侧距景区规划范围北边界约300 m、现状管理边界北约630 m，距离鸟类主要栖息地竹岛约670 m，距大榕树约800 m。为减少深茂铁路运营对鸟类产生的灯光及噪声影响，线路在穿越“小鸟天堂”景区路段采用全封闭拱式声屏障，由拱形钢构架和金属吸隔声板及ECC混凝土隔声板组成，安装吸声板4.2万余块，并在两端设置1 700 m遮光屏障[12]。

深茂铁路通车后对噪声监测结果表明，在采取全封闭声屏障措施的情况下，“小鸟天堂”规划边界及内部各监测点位噪声最大值均能维持现状，铁路运营对“小鸟天堂”内鸟类的噪声影响不大，景区内的鸟类种群结构、活动行为、数量、活动区域等基本没有变化。对当地村民和景区管理部门进行走访调查，没有发生鸟类撞击列车事件。景区内生态环境整体改善、绿化植被率提高，近年通过人工改造完成的多条水道及人工小岛组成的人工湿地系统，有效改善了鸟类栖息和觅食、活动环境，取得了良好的生态与景观效应。

3.3 遮光声屏障

天鹅湖湿地公园位于河南黄河湿地保护区(三门峡库区段)实验区范围内，具有典型的塬川地貌特征，公园地面由南向北呈梯级降落。浩吉铁路三门峡黄河大桥穿越河南黄河湿地保护区实验区，穿越长度1.36 km，其中南引桥紧邻天鹅湖城市湿地公园景区，地形从南到北呈梯级降落，铁路与地面高程差最大值为45.4 m，公路桥面距地面高差63.3 m。与大天鹅主要活动区域苍龙湖水域的最近距离为470 m，距核心区最近距离约2.5 km、缓冲区约2.3 km。为了保护湿地生态系统和珍稀鸟类，浩吉铁路三门峡黄河大桥采取的降噪遮光措施包括：铺设弹性道砟垫，其中主桥段铺设1 142 m，两侧过渡段各铺设20 m；在大桥穿越保护区的两侧安装了2.5 m高的遮光声屏障，由于铁路桥位于下方，上部为公路路面，近于形成全封闭的形态，遮挡灯光的同时具有良好的隔声效果；大桥主体桥墩、钢梁采用灰白和浅蓝的淡色设计，与周边环境色调融为一体，有利于降低对鸟类的视觉刺激[13]。

根据运营以来(2017年10月)的观测，天鹅湖湿地公园内大天鹅统计结果及分析如下[14]。

（1）种群数量。在2017—2020年越冬期间，大天鹅在天鹅湖湿地公园内的总数量、苍龙湖区域的数量变化规律与往年基本一致，越冬前期波动较大，中期逐步趋于相对稳定。

（2）灯光、噪声影响。经过近2个月的适应后，大天鹅对列车经过黄河大桥时产生异常反应的概率明显降低。观测目标中，白天的无异常群体比例由40%提高到80%，夜间的无异常群体比例由15%提高到60%；未发生因受到惊吓导致群体或个体飞走的情况。

（3）游荡、迁徙行为影响。越冬初期大天鹅在接近黄河大桥时存在迂回、避让的行为，可能与当时飞行的高度有关。通过盘旋升高，在确保高度足够时(基本高于30 m)再跨越大桥，观测期间没有发现大天鹅在靠近黄河大桥后，改变其最终目的地而折返回到天鹅湖湿地或三湾湿地的情况，表明黄河大桥对大天鹅越冬期间游荡行为基本没有影响。

（4）鸟类撞击事件。通过对湿地公园管理部门和当地居民的走访调查，运营期间没有发现大天鹅撞击桥梁、列车的情况。

通过连续4个越冬期的数据对照，大天鹅首批抵达三门峡时间在10月下旬，第二年首批离开时间在2月下旬，比较稳定。运营过程中大桥对天鹅湖湿地公园内的大天鹅种群游荡、迁徙活动基本没有影响。

4 结论

我国部分铁路因线路无法绕避需要经过鸟类保护区，列车运营产生的噪声、灯光等因素对鸟类及其栖息地环境会产生一定的不利影响，对在沿线栖息活动、飞行的鸟类等可能会产生碰撞伤害。对此，铁路项目在设计、建设过程中采取了大量的工程防护措施来降低铁路对鸟类的影响并取得了一定成效。

（1）以西成客运专线为代表，采取了防护网措施，减少列车运行对飞行鸟类的碰撞影响。随着交通基础设施建设项目向山区等延伸，难以避免存在运行车辆与鸟类碰撞风险，为保障行车安全，最大限度保护野生鸟类，采取了鸟类撞击被动防护隔离栅保护措施，以有效缓解交通项目中野生鸟类飞行碰撞致死问题，这一措施可应用于生态敏感区类似工程项目。

（2）以深茂铁路小鸟天堂区段、浩吉铁路三门峡公铁两用大桥为代表，设置全封闭声屏障、隔声遮光屏障可以减少噪声、灯光对鸟类等保护动物的影响。