《Perspectives in Ecology and Conservation》：Increase in the use of crossing structures does not mean a decrease in roadkill numbers
編輯推薦：
本研究探討了在巴西東南部一條沿海收費(fèi)公路（ES-060）上安裝的野生動物通道（wildlife crossing structures）及配套圍欄（fencing）的長期有效性。研究人員基于長達(dá)14年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了中大型地棲動物對這些通道的使用情況以及道路致死（roadkill）數(shù)量的變化。研究發(fā)現(xiàn)，盡管所有三個緩解集群（mitigation clusters）的通道使用率隨時間顯著增加，但安裝了緩解措施的路段，其路殺數(shù)量并未減少，甚至持續(xù)高于未采取措施的路段，且路殺熱點(diǎn)區(qū)域與所有緩解集群的位置重疊。結(jié)果表明，沒有能夠有效防止動物上路的高質(zhì)量圍欄，單獨(dú)的通道結(jié)構(gòu)不足以減少道路死亡率。該研究強(qiáng)調(diào)了在多元化生態(tài)區(qū)進(jìn)行有效緩解策略設(shè)計的重要性，尤其指出圍欄的質(zhì)量和延伸范圍是降低路殺的關(guān)鍵。
道路是現(xiàn)代文明的動脈，卻也成為了橫亙在自然生境間的鋒利傷痕。野生動物-車輛碰撞導(dǎo)致的死亡（路殺，roadkill）以及道路形成的屏障效應(yīng)，嚴(yán)重威脅著野生動物種群，破壞了棲息地的連通性。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，在全球范圍內(nèi)的道路建設(shè)中，常會配套建設(shè)野生動物通道（如涵洞、橋梁等）以及引導(dǎo)動物使用這些通道的圍欄。這些措施旨在為動物提供安全的穿越路徑，從而減少路殺事件。然而，一個關(guān)鍵問題始終懸而未決：這些花費(fèi)不菲的緩解措施，其實(shí)際效果究竟如何？是真正保護(hù)了動物，還是僅僅成為了人類自我安慰的“綠色裝飾”？在巴西東南部風(fēng)景如畫的ES-060高速公路上，一組研究人員用了整整14年的時間，試圖通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)數(shù)據(jù)來回答這個至關(guān)重要的問題。
他們的研究對象是三個由多個野生動物通道和圍欄組成的“緩解集群”（mitigation clusters），這些設(shè)施在2000年至2003年間的道路升級改造中安裝。研究團(tuán)隊(duì)收集了從2004年到2017年，長達(dá)14年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，焦點(diǎn)放在體重超過1公斤的地棲物種上，包括中大型哺乳動物、大型爬行動物（如蚺蛇、蜥蜴和凱門鱷）以及紅腿叫鶴。他們不僅每天檢查通道入口沙床上的動物痕跡來記錄成功穿越的次數(shù)，還通過定期的道路巡查來記錄路殺事件的位置。通過這種“兩手抓”的監(jiān)測方式，他們得以全面評估緩解系統(tǒng)的表現(xiàn)：動物們真的在用這些通道嗎？路殺數(shù)量因此下降了嗎？
研究結(jié)果揭示了一個矛盾的現(xiàn)象。一方面，好消息是動物們確實(shí)越來越“青睞”這些人工通道。在所有三個緩解集群（km 45, km 50, km 59）中，野生動物成功穿越的次數(shù)在14年間均呈現(xiàn)出顯著的增加趨勢。這符合“習(xí)慣化”的理論預(yù)期，即動物需要時間來適應(yīng)和接受這些新結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)顯示，km 45集群記錄了最多的穿越事件（6026次），km 59和km 50集群分別為2411次和643次。這表明，這些通道結(jié)構(gòu)在功能上是有效的，能夠?yàn)閯游锾峁┐┰降缆返耐緩健?/div>
但另一方面，一個令人擔(dān)憂的壞消息也隨之浮現(xiàn)：路殺數(shù)量并沒有因?yàn)橥ǖ朗褂寐实纳仙陆�。研究人員采用了“處理后-對照”（after-control-impact）的研究設(shè)計進(jìn)行分析，將安裝了緩解設(shè)施的路段（處理組）與未安裝的普通路段（對照組）進(jìn)行對比。他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，盡管處理組路段的年際路殺增長率略低于對照組，但其整體的路殺數(shù)量在整個研究期間始終高于對照組。這意味著，在安裝了“保護(hù)措施”的地方，動物們反而面臨著更高的死亡風(fēng)險。更直接的證據(jù)來自空間分析：無論是對所有物種進(jìn)行整體分析，還是將14年數(shù)據(jù)劃分為三個時間段（T1: 2004-2007; T2: 2008-2012; T3: 2013-2017）分別審視，路殺熱點(diǎn)區(qū)域都頑固地覆蓋了所有三個緩解集群的位置。即使在研究后期，熱點(diǎn)依然存在。對單個物種的深入分析進(jìn)一步確認(rèn)了這一結(jié)論，在能夠進(jìn)行熱點(diǎn)分析的8個類群（包括犰狳、浣熊、蛇類等）中，有6個類群的熱點(diǎn)區(qū)域與緩解集群發(fā)生了重疊。
這些數(shù)據(jù)共同指向一個清晰的結(jié)論：當(dāng)前安裝在ES-060高速公路上的緩解系統(tǒng)是失效的。雖然野生動物通道本身功能正常且使用率在提高，但與之配套的圍欄未能有效阻止動物進(jìn)入道路。圍欄的失效可能源于多種原因，如設(shè)計（類型、網(wǎng)孔大小、高度）不適合當(dāng)?shù)囟鄻踊膭游飬^(qū)系（特別是具有攀爬能力的蛇類），或者其延伸長度不足以覆蓋目標(biāo)物種的家域范圍，導(dǎo)致動物可以輕易繞過圍欄末端而進(jìn)入道路。因此，單純的通道建設(shè)，若沒有與之匹配的高質(zhì)量、針對性的圍欄系統(tǒng)，不僅無法達(dá)成減少路殺的核心目標(biāo)，甚至可能因?yàn)閷游镂恋缆犯浇斐伞吧鷳B(tài)陷阱”，適得其反。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《Perspectives in Ecology and Conservation》期刊上，其意義超越了案例本身。首先，它有力地證明了評估緩解措施有效性時，必須將“通道使用率”和“路殺減少量”這兩個指標(biāo)結(jié)合起來考量，僅憑前者上升就斷言成功是片面甚至誤導(dǎo)的。其次，研究基于長達(dá)14年的連續(xù)監(jiān)測，為熱帶高生物多樣性地區(qū)的道路生態(tài)影響評估提供了寶貴且罕見的長時序數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了該領(lǐng)域研究多集中于北半球和大型哺乳動物的偏見。最后，它為未來的道路生態(tài)緩解工程提供了明確的改進(jìn)方向：必須根據(jù)目標(biāo)物種的生物學(xué)特性（體型、攀爬能力、活動范圍）來設(shè)計和安裝真正有效的圍欄，并可能需要增加緩解設(shè)施的數(shù)量以覆蓋更多的路殺熱點(diǎn)區(qū)域。在生物多樣性極其豐富的國家，實(shí)現(xiàn)多物種的道路致死緩解是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)，這項(xiàng)研究提醒我們，需要基于科學(xué)證據(jù)不斷測試和優(yōu)化解決方案，而不僅僅是滿足于建設(shè)“通道”這個形式。
關(guān)鍵研究方法
本研究主要基于長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，運(yùn)用了以下關(guān)鍵技術(shù)方法：
- 1.
長期野外監(jiān)測：在三個緩解集群的野生動物通道入口設(shè)置沙床，每日檢查并記錄動物足跡，以此量化通道使用情況；同時，由專人對全長67.5公里的高速公路進(jìn)行每3小時一次的車巡，記錄所有路殺事件的位置（精確到500米路段），持續(xù)14年。
- 2.
統(tǒng)計分析模型：使用負(fù)二項(xiàng)分布廣義線性模型（Generalized Linear Models, GLMs），分析穿越次數(shù)和路殺數(shù)量隨時間的變化趨勢，并比較緩解路段與非緩解路段的差異。
- 3.
空間熱點(diǎn)分析：采用Siriema軟件，運(yùn)用修正后的Ripley‘s K統(tǒng)計量識別路殺事件在空間上的聚集性，并通過二維熱點(diǎn)識別（2D HotSpot Identification）方法定位具體的路殺熱點(diǎn)路段，分析其與緩解集群的空間重疊關(guān)系。
研究結(jié)果
結(jié)果部分展示了本研究的主要發(fā)現(xiàn)：
- 1.
野生動物穿越情況：在14年的監(jiān)測期內(nèi)，所有三個緩解集群（km 45, km 50, km 59）共記錄了9080次由17個類群完成的成功穿越。統(tǒng)計分析顯示，每個集群的野生動物穿越數(shù)量均隨時間呈現(xiàn)顯著增加的趨勢，表明動物對這些通道結(jié)構(gòu)的適應(yīng)和使用在增加。
- 2.
道路致死（路殺）情況：在整個高速公路上共記錄到1493具20個類群的動物尸體。對比分析顯示，盡管“年份”對路殺數(shù)量有顯著影響，但“路段類型”（緩解vs.非緩解）及其與年份的交互作用均不顯著。重要的是，在整個研究期間，緩解路段的總體路殺數(shù)量始終高于非緩解路段。這表明，當(dāng)前的圍欄系統(tǒng)在防止動物上路方面效果甚微。
- 3.
路殺熱點(diǎn)空間分布：空間分析表明，無論是考慮整個14年監(jiān)測期，還是分為三個時間段（T1, T2, T3）來看，路殺熱點(diǎn)區(qū)域均與所有三個緩解集群的位置存在重疊。這一結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了圍欄的失效。此外，在其他路段（如km 28和km 38）也發(fā)現(xiàn)了持續(xù)存在的熱點(diǎn)區(qū)域。
- 4.
主要類群的熱點(diǎn)分析：對在穿越和路殺調(diào)查中記錄最多的13個物種（類群）進(jìn)行的單獨(dú)分析顯示，其中8個類群在500米尺度上存在顯著的路殺聚集。這8個類群中的6個（包括蚺蛇科（Boidae）、食蟹狐（Cerdocyon thous）、巴西樹豪豬（Coendou insidiosus）、犰狳科（Dasypodidae）、大耳負(fù)鼠（Didelphis aurita）和食蟹浣熊（Procyon cancrivorus））的熱點(diǎn)區(qū)域與緩解集群位置重疊。
結(jié)論與討論
本研究得出了一個明確而重要的結(jié)論：在巴西ES-060高速公路上實(shí)施的、由野生動物通道和圍欄組成的緩解系統(tǒng)，并未能有效減少道路導(dǎo)致的野生動物死亡。盡管通道的使用率隨時間顯著增加，證明了其作為安全穿越路徑的功能性，但與之配套的圍欄未能有效阻止動物進(jìn)入道路，導(dǎo)致緩解路段的路殺數(shù)量持續(xù)處于高位，且路殺熱點(diǎn)與緩解設(shè)施位置重疊。
這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了幾個關(guān)鍵點(diǎn)。首先，它驗(yàn)證了評估緩解措施有效性時必須采用目標(biāo)導(dǎo)向的方法。如果核心目標(biāo)是降低死亡率，那么就必須直接監(jiān)測路殺數(shù)量的變化，僅憑通道使用率的增加不足以說明緩解成功。其次，研究突顯了圍欄在緩解系統(tǒng)中的核心地位。沒有設(shè)計得當(dāng)、能真正阻隔目標(biāo)動物（考慮其大小、攀爬和挖掘能力）的圍欄，功能再好的通道也無法實(shí)現(xiàn)減少路殺的預(yù)期效果。圍欄的質(zhì)量、類型、高度、網(wǎng)孔尺寸以及延伸長度（需考慮目標(biāo)物種的家域）都至關(guān)重要。
本研究的長期數(shù)據(jù)集為熱帶生物多樣性地區(qū)的道路生態(tài)學(xué)提供了寶貴見解。它指出，在生物多樣性極高的地區(qū)，針對多物種設(shè)計有效的緩解措施是一項(xiàng)復(fù)雜挑戰(zhàn)。未來的改進(jìn)方向應(yīng)包括：重新評估和升級現(xiàn)有圍欄系統(tǒng)，確保其能有效阻隔所有目標(biāo)類群；在已識別的其他路殺熱點(diǎn)區(qū)域增設(shè)新的緩解集群；并深入研究影響不同物種使用通道的具體因素（如結(jié)構(gòu)類型、尺寸、周邊植被和水源情況）。總之，這項(xiàng)研究警示我們，成功的道路生態(tài)緩解是一個系統(tǒng)工程，需要科學(xué)的規(guī)劃、針對性的設(shè)計以及基于長期監(jiān)測的持續(xù)評估與優(yōu)化。
