張恒振 王智紅 呂 婷 劉 宇 鄭 璇 李正玲* 陳明勇*

(1.云南亞洲象教育部野外科學觀測研究站，昆明，650500；2.云南大學生態(tài)與環(huán)境學院，昆明，650500；3.勐?？h亞洲象監(jiān)測預警中心，勐海，666200)

亞洲象(Elephasmaximus)被國際自然和自然資源保護聯(lián)盟(IUCN)列為瀕危(EN)物種，瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約(CITES)列為附錄Ⅰ物種，在我國也被列為國家一級重點保護野生動物，具有重要生態(tài)保護和科研價值。中國現(xiàn)存野生亞洲象種群數(shù)量約300頭，僅分布于云南省西雙版納傣族自治州、普洱市和臨滄市[1]，在棲息地選擇[2]、食性及行為學[3-5]、棲息地評價[6-9]、人-象沖突[10]、廊道[11]等方面的研究較深入，涉及道路交通對亞洲象影響的研究主要集中在思茅—小勐養(yǎng)高速公路[11]、思茅—瀾滄高速公路[12]、思茅至江城高速公路[13]和玉溪—磨憨鐵路[14]4條線路上。擬建勐海至孟連高速公路(以下簡稱“勐孟高速”)全長約99.4 km，起點位于普洱市孟連縣的景信鄉(xiāng)朗勒村附近，途經(jīng)普洱市瀾滄縣的東回鎮(zhèn)、糯福鄉(xiāng)、酒井鄉(xiāng)、惠民鎮(zhèn)，穿過西雙版納傣族自治州勐?？h的勐滿鎮(zhèn)、勐遮鎮(zhèn)后，止于勐海鎮(zhèn)曼真村附近，與景洪—勐海高速公路相連。該條高速公路建成后將有效縮短勐?？h至孟連縣之間的通行時長，加快信息、物資流通，對這一地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。經(jīng)設計單位線路比選，勐海至孟連高速公路優(yōu)選線路將穿越勐?？h野生亞洲象活動區(qū)。為了了解本條高速公路的修建對當?shù)貋喼尴罂赡茉斐傻臐撛谟绊?，本文?019年1月—2020年2月開展了研究，結果報道如下。

1 研究區(qū)域概況

勐海至孟連高速公路設計路基寬度25.5 m，以雙向四車道高速公路標準建設，設計速度80 km/h，是云南省沿邊高速公路的重要組成路段。該條擬建高速公路共涉及勐海、瀾滄和孟連3個縣，本次研究區(qū)域設定為沿線兩側各1 km范圍內(nèi)，總面積約198.8 km2(圖1數(shù)據(jù)來源于國家地理信息中心發(fā)布的2019年公眾版1∶100萬2000大地基準矢量數(shù)據(jù))。

整個研究區(qū)域內(nèi)最高海拔1 921 m，最低海拔824 m，海拔落差較大，立體氣候明顯，屬亞熱帶季風氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，年溫差小，年平均氣溫18.7—20.1℃，年平均日照2 088—2 412 h，雨水充足，年均降雨量1 341.0—1 551.8 mm，其中多霧是勐?？h境內(nèi)壩區(qū)(盆地)的氣候特點，年均霧日數(shù)達107.5—160.2 d。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)采集

2.1.1 訪問調(diào)查法

通過對當?shù)亓謽I(yè)和草原管理部門的工作人員、亞洲象監(jiān)測員以及較為熟悉象群的居民進行訪問，獲取當?shù)貋喼尴蠓N群數(shù)量、分布、活動區(qū)域、種群動態(tài)、硝塘分布等信息，為實地調(diào)查提供基本信息。

2.1.2 無人機調(diào)查法

野生亞洲象體型巨大，?；顒佑谏降販瞎?，警惕性強且有攻擊性，傳統(tǒng)種群數(shù)量的統(tǒng)計方法具有較多局限[15]。本次亞洲象的種群數(shù)量調(diào)查采用無人機調(diào)查法。無人機采用“DJ御”和“DJ悟”兩種型號的大疆系列民用無人機，分別搭載光學變焦(白天)及紅外熱成像鏡頭(夜晚)對亞洲象的影像進行采集。為確保統(tǒng)計的準確性，影像資料的獲取要求高分辨率，多角度拍攝每頭象的個體識別特征，尤其是耳朵缺刻、身體上的疤痕及雄象的象牙長短等。

2.1.3 樣方法

采用樣方法對研究區(qū)域的植物、植被進行調(diào)查。選取亞洲象適宜生境中重要的植被類型，結合實際的地形地貌劃定植物樣方，樣方規(guī)格為30 m×30 m大小，每個樣方內(nèi)設5個1 m×1 m的草本小樣方，對樣方內(nèi)喬木、灌木及草本的種類、郁閉度、豐富度進行調(diào)查，采用《植物樣方記錄表》詳細記錄。結合對研究區(qū)域衛(wèi)星遙感影像的解譯與實地的調(diào)查判別，對擬建高速沿線(左右1 km)的植被類型進行分類和統(tǒng)計。本研究中共設置植物樣方7個，其中季風常綠闊葉林2個，旱地、暖熱性針葉林、熱性灌叢及灌草叢、人工林、熱帶雨林及季雨林各1個，部分隨機樣線的調(diào)查結果也一并進行統(tǒng)計。

2.1.4 痕跡跟蹤法

本次亞洲象的軌跡調(diào)查采用痕跡跟蹤法。亞洲象體型巨大，活動后留下的足跡、糞便、食痕等都較為顯著且易于識別，采用制作好的《動物痕跡調(diào)查記錄表》進行記錄，并結合手機應用“戶外助手”軟件，以KML格式記錄亞洲象遷移軌跡。

2.2 數(shù)據(jù)處理

2.2.1 亞洲象個體識別、數(shù)量統(tǒng)計

將無人機拍攝到的影像數(shù)據(jù)進行仔細辨別，依據(jù)影像中亞洲象形態(tài)特征(象牙長短、耳朵缺刻、身體上的疤痕等)進行個體識別，仔細辨別、區(qū)分每一個個體。為防止出現(xiàn)錯記漏記，易混淆的個體采用多張照片或多段視頻資料比對確認是否為同一個體。為確保統(tǒng)計的準確性，將統(tǒng)計結果及辨別出的個體照片及視頻請當?shù)貋喼尴蟊O(jiān)測員和護林員進行一一核對，最終得到分布于擬建高速公路沿線的亞洲象群體種群數(shù)量。

2.2.2 亞洲象食性植物多樣性及植被適應性分析

將本次樣方調(diào)查獲得的植被、植物數(shù)據(jù)與已發(fā)表的中國亞洲象食性植物名錄[4-5]進行比對，統(tǒng)計獲得研究區(qū)域內(nèi)亞洲象食性植物的種類、數(shù)量，并分析亞洲象采食偏好；依據(jù)各植被類型對亞洲象所提供的隱蔽性差異，評估整個研究區(qū)域內(nèi)植被對亞洲象提供的隱蔽效果。

2.2.3 亞洲象活動軌跡及遷移通道制圖

將野外跟蹤調(diào)查獲得的亞洲象遷移數(shù)據(jù)(KML格式)軌跡導入ArcGIS 10.2軟件，結合擬建高速的橋梁、隧道規(guī)劃的矢量圖層，疊加分析亞洲象穿越擬建高速的通道位點，以及與工程項目的位置關系。繪制結果請當?shù)貋喼尴蟊O(jiān)測員、護林員及目擊村民進行確認校準，獲取亞洲象穿越擬建高速的準確位點。

2.2.4 ArcGIS空間分析

以地理空間數(shù)據(jù)云(http：//www.gscloud.cn)下載的30 m×30 m數(shù)字高程模型(DEM)為基礎，借助ArcGIS水文分析插件提取擬建高速公路涉及區(qū)域的匯流水系。利用空間緩沖分析對調(diào)查所獲的硝塘分布位點和提取的水系矢量圖層進行空間緩沖分析，緩沖距離上參考郎學東等[7]在南滾河所做的亞洲象棲息地生境因子評價結果，分析擬建勐海—孟連高速公路對亞洲象利用硝塘及可利用水源地產(chǎn)生的潛在影響。

3 結果與分析

3.1 亞洲象種群數(shù)量統(tǒng)計結果

西雙版納勐海—普洱瀾滄亞洲象種群早期活動于瀾滄縣糯扎渡鎮(zhèn)和發(fā)展河鄉(xiāng)，2011年后遷入勐海縣，進而形成了以勐阿—勐往—發(fā)展河為核心的輻射擴張，2019年間象群則主要在勐?？h轄區(qū)分布活動[16]。本次調(diào)查共記錄到野生亞洲象數(shù)量為17頭，為孤立的小種群，其中14頭由雌象、亞成體象和幼象組成的象群常年在一起生活，象群有時會有短暫的分群與合群現(xiàn)象，但同屬一個象群；另外3頭成年雄象間歇性地與象群一起活動，有時會離開群體單獨活動。

3.2 亞洲象棲息地植被、植物及食性植物調(diào)查結果

本次調(diào)查共記錄擬建高速沿線8種植被類型，分別為旱地、季風常綠闊葉林、暖熱性針葉林、熱帶雨林及季雨林、熱性灌叢及灌草叢、水體、水田、人工林(圖2)。依據(jù)遙感影像圖層解譯，利用ArcGIS 10.2分別計算各植被類型的分布面積(表1)，其中熱性灌叢及灌草叢分布最廣，人工林次之，占比最少的為水體。

表1 研究區(qū)域內(nèi)各植被類型的面積及比例

除了能為野生動物提供優(yōu)質(zhì)的食物資源，植被也是野生動物躲避天敵的必要條件，就隱蔽效果而言，熱帶雨林、季風常綠闊葉林，人工林對亞洲象所能提供的隱蔽性最好，針葉林、灌草叢、竹林次之，水田，旱地最差[13]。從研究區(qū)域內(nèi)植被的分布來看，該區(qū)域內(nèi)大部分區(qū)域均能對亞洲象提供較好或適中的隱蔽性，滿足它們的生存需求。

本次調(diào)查中共記錄高等植物136種，隸屬41目57科117屬，其中包括亞洲象食性植物40種，隸屬18目24科37屬(表2)。依據(jù)陳明勇等[4]對亞洲象采食不同植物偏好的統(tǒng)計，對本次調(diào)查統(tǒng)計的40種植物進行了亞洲象采食偏好分析。從亞洲象對植物的喜食程度來看，作為“基本食物”的植物共有12種；占食性植物總數(shù)的30%；“一般食物”11種，占27.5%；“偶食食物”5種，占12.5%；替代食物12種，占30%，表明該區(qū)域植物物種組成對亞洲象取食十分有利。在這些食性植物中，作為亞洲象最喜食一類野生植物，如扁擔藤(Tetrastigmaplanicaule)、白花羊蹄甲(Bauhiniaacuminata)、小果野蕉(Musaacuminatavar.acuminata)、大果榕(Ficusauriculata)、單穗魚尾葵(Caryotamonostachya)、馬唐(Digitariasanguinalis)、狗尾草(Setariaviridis)、黃竹(Dendrocalamusmembranaceus)等，在本區(qū)域均有分布，但數(shù)量不多，生物量也十分有限。另一類野生食性植物，如中華地桃花(Urenalobatavar.chinensis)、思茅杭子鞘(Campylotropisharmsii)、大葉仙茅(Curculigocapitulata)、白茅(Imperatacylindrica)、粽葉蘆(Thysanolaenalatifolia)、鴨跖草(Commelinacommunis)、翠云草(Selaginellauncinata)、薯蕷(Dioscoreapolystachya)等，雖然分布面積大，數(shù)量較多，生物量也大，但它們并不是亞洲象最喜愛的食物，亞洲象只會適量采食。而在此區(qū)域內(nèi)人工大量種植的甘蔗(Saccharumofficinarum)、稻(Oryzasativa)、玉蜀黍(Zeamays)等，均為亞洲象特別喜歡采食的基本食物，適口性好且集中連片種植，這些大量的食物資源將吸引亞洲象前往采食，因此，象群或獨象在取食過程中，會以當?shù)卮罅咳斯しN植的甘蔗、水稻、玉米等農(nóng)作物、經(jīng)濟作物為主要食物。

3.3 擬建勐?！线B高速公路對沿線亞洲象的遷移阻礙

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及訪問信息，擬建勐?！线B高速公路穿越了西雙版納勐?！斩秊憸鎭喼尴蠓N群在勐海縣勐滿鎮(zhèn)的活動區(qū)域，高速公路的建設將會對象群的棲息地造成一定程度的擠壓和分割，阻隔象群在高速公路南北兩側的遷移。另外，在擬建勐?！线B高速公路的北側約2 km處還有G214國道(二級公路)，其走向與擬建勐?！线B高速公路大致相同且相距較近，來往車流密集(圖3)。象群在南北遷移時需連續(xù)穿越2條交通線路時，可能會面臨更大的心理負擔且伴隨有道路致死的風險[17]。兩條道路的平行分割，使兩條道路間形成了寬度約1—3 km的帶狀生境。我們在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，象群離開班倒小寨首次靠近G214國道嘗試穿越南遷時，它們并沒有順利通過G214國道，人為的環(huán)境壓力造成象群狂躁不安并發(fā)生了慘重的人員傷亡事件[18]，隨后象群回退到天然林地平息后再次嘗試穿越，成功跨越后在擬建勐海—孟連高速公路南側多個村寨活動，停留數(shù)月后折返，從原遷移通道位點再次穿越擬建勐?！线B高速公路返回公路北側。象群對遷移路線的重復利用，有效避免了再次面臨壓力較大的陌生環(huán)境，從而引發(fā)群體躁動。

3.4 勐海亞洲象種群的遷移通道

在眾多野生動物保護措施中，建立動物通道是有效的保護措施之一，根據(jù)野生動物的習性，通?？煞譃樯贤ǖ馈⑾峦ǖ?、隧道等幾種[19]。勐海至孟連擬建高速公路的設計中全段規(guī)劃了橋梁70座，跨度總長達21 290 m；隧道33座，累計長38 545 m，橋隧比高達62.03%(圖4)。本次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)1處野生亞洲象穿越擬建高速的通道位點，象群于2019年8月下旬，在勐?？h勐滿鎮(zhèn)G214國道52 km處附近穿越擬建勐海—孟連高速公路規(guī)劃線路，隨后在多依樹老寨、勐囡、景飄、南達等多個村寨活動，并于2020年2月18日折返沿原路線再次跨越擬建高速公路到達班倒村委會老胖寨村小組。實地跟蹤到的亞洲象軌跡信息準確地顯示了象群跨越擬建勐?！线B高速公路的位置分布。利用ArcGIS將跟蹤記錄的KML格式文件進行格式轉換，對比工程項目的橋梁及隧道規(guī)劃矢量文件，發(fā)現(xiàn)該次亞洲象跨越區(qū)域為勐滿鎮(zhèn)多依樹3號隧道的規(guī)劃區(qū)(圖5)，該隧道呈東西走向，規(guī)劃長度600 m，隧道起點100 m處接K58+520 T型橋梁，隧道設計長度可滿足野生亞洲象群的遷移需求，隧道出口的K58+520 T型橋梁也可作為備選通道。

3.5 擬建勐?！线B高速公路對亞洲象利用硝塘的潛在影響

硝塘作為亞洲象在野外環(huán)境中獲取鹽分的重要場所，對亞洲象的生境選擇具有重要意義。通過訪問和實地的調(diào)查，本次在擬建勐?！线B高速公路沿線共記錄到亞洲象利用的硝塘22處，集中分布在勐?？h勐滿鎮(zhèn)轄區(qū)，這些硝塘分布在擬建高速公路的南、北兩側，分布相對均勻。在ArcGIS 10.2上，以擬建高速左右1 km生成緩沖區(qū)后，發(fā)現(xiàn)其中3處硝塘與擬建高速的距離小于1 km(圖6)。結合調(diào)查的亞洲象行進軌跡和亞洲象在當?shù)赝Ａ魰r長進行綜合判斷，我們認為所受高速干擾的3處硝塘亞洲象利用程度均相對較低?？臻g位置上，勐海—孟連高速公路的修建雖然不會直接導致亞洲象利用硝塘數(shù)目的減少，但在高速公路施工期和運營期，施工作業(yè)及通行車輛的干擾將使亞洲象對這些硝塘的利用率大大降低。

3.6 擬建勐?！线B高速公路對沿線水系匯流的干擾

水系是流域地形作用下水流匯集能力的體現(xiàn)[20]，自然環(huán)境下水源的充沛與否往往在動物選擇棲息地中占較高權重。水源一方面能保證野生動物機體對水分需求，同時附近植被的生長較為茂密，從而提供更優(yōu)的食物資源和隱蔽場所。亞洲象移動路線相對固定，且有沿著水系移動的習性[21]。同時我國亞洲象分布區(qū)均屬于熱帶地區(qū)，在河流中洗浴降溫、嬉戲玩耍也是亞洲象日?；顒又械闹匾獌?nèi)容。

以擬建勐?！线B高速公路涉及的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)高程數(shù)據(jù)(DEM)為基礎提取的水系分布(圖7)中可以看出，該區(qū)域的水系匯流在地表分布相對均勻，存有大量的小支流。對水系匯流的緩沖分析發(fā)現(xiàn)，擬建勐海—孟連高速公路占用地表水系匯流區(qū)域主要集中分布在勐?？h勐滿鎮(zhèn)與瀾滄縣惠民鎮(zhèn)交界及以西路段，其中惠民鎮(zhèn)最多，占29%；涉及亞洲象活動區(qū)域的勐滿鎮(zhèn)占11%，為勐滿鎮(zhèn)全鎮(zhèn)水系服務面積的6.8%，集中分布在K59—K63+500和K48+300—K52路段(圖8)。結合圖4和圖8可以看出，擬建勐?！线B高速公路的中西段規(guī)劃有大量橋梁和隧道來替代地表鋪設路面，橋梁和隧道的采用，除了能為高速公路兩側亞洲象等野生動物的通行提供便捷外，對有效減緩高速公路線性工程對地表徑流的干擾，維持自然水文同樣具有重要價值。

4 討論

擬建勐?！线B高速公路沿線分布著西雙版納勐?！斩秊憸鎭喼尴蠓N群，本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該亞洲象種群數(shù)量共計17頭，由1個14頭的象群和3頭獨象組成，是近年來受地理隔離后形成的孤立小種群，十分有必要加強這一極小種群及棲息地的保護。我們的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在擬建勐海—孟連高速公路沿線可供亞洲象采食的食物資源豐富，但特別喜食的野生植物生物量較少，不能滿足該亞洲象生活需要，而大面積人工種植的甘蔗、水稻、玉米等作物吸引著象群及獨象前往采食，這可能是當?shù)厝?象沖突嚴重的重要原因。擬建勐?！线B高速公路的修建除了會導致部分植物的受損外，也將對當?shù)叵笕旱幕顒訁^(qū)域造成進一步擠壓和分割，成為象群在跨越G214國道后繼續(xù)南遷時的又一道通行屏障。兩條道路之間形成的狹長帶狀生境，受高速運營期車輛噪聲、燈光的持續(xù)影響和人為干擾，可以預測亞洲象在此區(qū)域內(nèi)活動的概率將會大幅降低。食物資源和棲息領地的縮減，使亞洲象進入農(nóng)田盜食作物的風險將隨之增大，人-象沖突的風險也會增加，對當?shù)鼐用竦霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人身安全帶來隱患。

作為我國首次開辟亞洲象通道的云南思茅—小勐養(yǎng)高速公路，在亞洲象通道使用后的監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，與亞洲象原遷移路線重合的通道擁有更高的被利用率[11]。擬建勐?！线B高速公路在勐?？h勐滿鎮(zhèn)多依樹3號隧道的位置與象群遷移路線交叉，在不干涉亞洲象遷移路線的前提下，擬建高速公路在該區(qū)段以隧道的形式實施修建，隧道上方可為亞洲象及其他野生動物的南北遷移提供理想遷移通道，一定程度上避免了道路對野生動物致傷、致死的安全隱患，同時也可以避免亞洲象對過往的車輛和行人構成威脅。

亞洲象由于體型巨大，在橋梁等路下式通道的建設中對通道的高度及跨度往往要求較高，為最大程度地保證象群穿越高速的順暢和安全，建議對橋梁的規(guī)格設計重新做出調(diào)整，如增加橋梁跨度或提高橋墩高度等。擬建高速公路設計的大量橋梁和隧道，除了能滿足沿線象群及其他野生動物的通行需求外，對地表徑流的保持也將起到積極作用。在今后山區(qū)高速公路的規(guī)劃、設計和建設中，為減少道路對動物的遷移阻礙及致傷、致死，高比例的橋梁和隧道的設計值得大力提倡和推廣。

亞洲象具有極為靈敏的聽覺和對震動的感知能力，在高速公路施工期間，當象群或獨象離施工場地較近時，有關管理部門應嚴格禁止從事開山炸石、爆破、大型機械等噪音較大的施工作業(yè)。運營期間，為確保象群對隧道上方遷移通道的適應，減緩通行時的壓迫感，可在通道的出入口人工種植亞洲象喜愛程度較高的野芭蕉、棕葉蘆等土著物種引導象群通行，在距離亞洲象通道較近的K57—K59路段布設隔音屏障，并采取限速通行、嚴禁鳴笛等交通管制。

致謝：本研究野外調(diào)查中得到了西雙版納傣族自治州林業(yè)和草原局、勐海縣林業(yè)和草原局、勐?？h亞洲象監(jiān)測預警中心、勐滿鎮(zhèn)林業(yè)站等單位的大力支持，在此表示衷心感謝！