Введение

Структуры, обеспечивающие безопасный переход диких животных через искусственные преграды.

Переходы для диких животных – это сооружения, позволяющие животным безопасно пересекать созданные человеком барьеры. К ним могут относиться туннели под дорогами или туннели для диких животных, виадуки, эстакады или зеленые мосты (преимущественно для крупных или стадных животных); туннели для амфибий; рыбоходы; навесные переходы (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). Переходы для диких животных являются практикой сохранения среды обитания, обеспечивая связь или восстановление связи между участками, и противодействуя фрагментации среды обитания. Они также способствуют предотвращению столкновений транспортных средств с животными, которые, помимо гибели или травмирования диких животных, могут приводить к травмам людей и повреждению имущества. Аналогичные сооружения могут использоваться и для домашних животных, например, приспособления для перегона скота.

Дороги и фрагментация среды обитания

Фрагментация среды обитания происходит, когда созданные человеком барьеры, такие как дороги, железные дороги, каналы, линии электропередач и трубопроводы, проникают и разделяют среду обитания диких животных. Из них дороги оказывают наиболее широкое и негативное воздействие. Ученые оценивают, что дорожная сеть в Соединенных Штатах влияет на экологию как минимум одной пятой территории страны. На протяжении многих лет экологи и специалисты по охране природы документировали негативную связь между дорогами и дикой природой, выделив четыре способа, которыми дороги и транспортное движение наносят вред популяциям диких животных: (1) они уменьшают количество и качество среды обитания, (2) увеличивают смертность в результате столкновений диких животных с транспортными средствами (гибель на дорогах), (3) препятствуют доступу к ресурсам на другой стороне дороги и (4) разделяют популяции диких животных на более мелкие и уязвимые подпопуляции (фрагментация). Фрагментация среды обитания может привести к вымиранию или локальному исчезновению, 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 уничтожая особей. Например, было установлено, что гибель на дорогах не представляет значительной угрозы для здоровых популяций, но может быть разрушительной для небольших, сокращающихся или находящихся под угрозой исчезновения популяций. Смертность на дорогах значительно повлияла на ряд заметных видов в Соединенных Штатах, включая белохвостого оленя (Odocoileus virginianus), флоридскую пантеру (Puma concolor coryi) и черного медведя (Ursus americanus). Кроме того, потеря среды обитания может быть прямой, если среда обитания уничтожается для строительства дороги, или косвенной, если качество среды обитания вблизи дорог ухудшается из-за выбросов от дорог (например, шум, свет, сток, загрязнение и т.д.). Наконец, виды, которые не могут мигрировать через дороги для достижения таких ресурсов, как пища, укрытие и партнеры, будут испытывать снижение репродуктивной способности и выживаемости, что может поставить под угрозу жизнеспособность популяции. Помимо этих трех факторов, многочисленные исследования показали, что строительство и использование дорог является прямым источником фрагментации среды обитания. Другое исследование пришло к выводу, что фрагментация лесов дорогами в ранее сплошных лесах восточной Северной Америки является основной причиной сокращения численности лесных видов птиц, а также нанесла значительный вред мелким млекопитающим, насекомым и рептилиям в Соединенных Штатах. По оценкам, в Европе ежегодно происходит 507 000 столкновений с копытными в дорожном движении, в результате чего погибает 300 человек, 30 000 получают ранения, а материальный ущерб превышает 1 миллиард долларов. Параллельно, 1,5 миллиона дорожно-транспортных происшествий с участием оленей в Соединенных Штатах ежегодно приводят к ущербу транспортным средствам на сумму около 1,1 миллиарда долларов. Проблемы сохранения, связанные с дорогами (гибель диких животных и фрагментация среды обитания), в сочетании со значительными человеческими и экономическими издержками, возникающими в результате столкновений транспортных средств с дикими животными, побудили ученых, инженеров и транспортные ведомства рассмотреть ряд мер по смягчению конфликта между дорогами и дикой природой. Среди доступных вариантов, сооружения, известные как переходы для диких животных, оказались наиболее эффективными в снижении как фрагментации среды обитания, так и гибели диких животных на дорогах. Переходы для диких животных – это искусственные проходы под или над дорогами, предназначенные для обеспечения безопасного перемещения диких животных через проезжую часть. Переход для диких животных – это общий термин, включающий в себя подходы, надземные переходы, экодукты, зеленые мосты, туннели для амфибий/малых млекопитающих и виадуки для дикой природы. Все эти сооружения предназначены для создания полуестественных коридоров над и под дорогами, чтобы животные могли безопасно пересекать дорогу, не подвергая опасности себя и водителей.

История

Письменные упоминания о примитивных рыбных лестницах датируются XVII веком во Франции, где для создания ступеней в крутых каналах, позволяющих обходить препятствия, использовались связки веток. В 1837 году Ричард Макфарлан из Батерста, провинция Нью-Брансуик, Канада, запатентовал свою конструкцию, разработав рыбопропускной канал для обхода плотины на своей лесопилке, работающей на водной энергии. В 1880 году первая рыбная лестница была построена в штате Род-Айленд, США, на плотине водопада Потуксет. С развитием промышленной эпохи плотины и другие речные преграды становились больше и многочисленнее, что привело к необходимости создания эффективных рыбопропускных сооружений. Первые наземные переходы для диких животных были построены во Франции в 1950-х годах. Европейские страны, включая Нидерланды, Швейцарию, Германию и Францию, на протяжении нескольких десятилетий используют различные типы переходов для снижения конфликта между дикими животными и дорогами, применяя разнообразные эстакады и подземные переходы для защиты и восстановления популяций, таких как: земноводные, барсуки, копытные, беспозвоночные и другие мелкие млекопитающие. Самый длинный экодук Natuurbrug Zanderij Crailoo в Нидерландах пролегает над автомагистралью, железной дорогой и полем для гольфа. Переходы для диких животных становятся все более распространенными в Канаде и Соединенных Штатах. Известные переходы для диких животных можно найти в национальном парке Банфф, провинция Альберта, где заросшие растительностью эстакады обеспечивают безопасный проход через Трансканадское шоссе для медведей, лосей, оленей, волков, вапити и многих других видов. 24 перехода для диких животных в Банффе были построены в рамках проекта по улучшению дорог в 1978 году.

Затраты и выгоды

Преимущества, получаемые от строительства переходов для диких животных с целью расширения коридоров миграции над и под крупными дорогами, по-видимому, превышают затраты на строительство и содержание. Одно исследование оценивает, что добавление переходов для диких животных к дорожному проекту увеличивает общую стоимость проекта на 7–8%. Теоретически, денежные затраты, связанные со строительством и обслуживанием переходов для диких животных в экологически важных районах, компенсируются преимуществами, связанными с защитой популяций диких животных, уменьшением материального ущерба транспортным средствам и спасением жизней водителей и пассажиров за счет снижения количества столкновений с дикими животными. Исследование, проведенное для Департамента транспорта штата Вирджиния, показало, что подземные переходы для диких животных становятся экономически целесообразными с точки зрения материального ущерба, когда они предотвращают от 2,6 до 9,2 столкновений транспортных средств с оленями в год, в зависимости от стоимости строительства перехода. Примерно 300 оленей использовали эти подземные переходы в год проведения исследования.

Эффективность

Было проведено ряд исследований для оценки эффективности экологических коридоров в обеспечении связанности среды обитания (путем создания жизнеспособных путей миграции) и снижения числа столкновений диких животных с транспортными средствами. Эффективность этих сооружений, по всей видимости, сильно зависит от конкретных условий (в связи с различиями в местоположении, конструкции, видах, среде обитания и т.д.), однако переходы оказались полезными для многих видов в различных регионах.

Национальный парк Банфф

Национальный парк Банф предоставляет одну из лучших возможностей для изучения эффективности переходов для диких животных, поскольку парк характеризуется большим разнообразием видов и пересекается Трансканадской магистралью (ТКМ) – крупной автомагистралью для коммерческого транспорта. Для снижения негативного воздействия четырехполосной ТКМ было построено 24 перехода для диких животных (22 подземных и два надземных), обеспечивающих связь между местами обитания и защиту участников дорожного движения. В 1996 году Parks Canada заключила контракт с университетскими исследователями для оценки эффективности этих переходов. Впоследствии ряд публикаций проанализировал влияние переходов на различные виды и общую смертность диких животных (см. , , и ). Используя различные методы мониторинга переходов в течение последних 25 лет, ученые установили, что 10 видов крупных млекопитающих (включая оленей, лосей, черных медведей, гризли, пум, волков, лосей и койотов) использовали 24 перехода в Банфе в общей сложности 84 000 раз по состоянию на январь 2007 года. Исследование также выявило эффект "кривой обучения", заключающийся в том, что животным требуется время для адаптации к сооружениям, прежде чем они начнут ими комфортно пользоваться. Например, количество переходов, используемых гризли, увеличилось с семи в 1996 году до более чем 100 в 2006 году, хотя фактическое число отдельных особей, использующих эти переходы, оставалось стабильным в пределах двух-четырех медведей (Parks Canada, неопубликованные данные). Аналогичные наблюдения были сделаны и для волков: количество переходов, используемых ими, возросло с двух до примерно 140 за тот же десятилетний период. Однако в этом случае фактическое число волков в стаях, использующих переходы, значительно увеличилось – с минимума в две особи до максимума в более чем 20 особей. Сообщалось, что использование переходов для диких животных и ограждений позволило снизить смертность крупных копытных, вызванную дорожным движением на ТКМ, более чем на 80 процентов. Однако недавний анализ данных по хищникам показал менее позитивные результаты: смертность медведей увеличилась в среднем на 116 процентов, что напрямую коррелирует с двукратным увеличением интенсивности движения на шоссе, что явно свидетельствует об отсутствии эффекта от ограждений в снижении смертности медведей (Hallstrom, Clevenger, Maher и Whittington, в подготовке). Таким образом, исследование переходов в Банфе показало неоднозначную эффективность переходов для диких животных в зависимости от конкретного вида. В настоящее время Parks Canada планирует строительство еще 17 переходов через ТКМ для повышения безопасности водителей в районе поселка Лейк-Луиза. Недостаточная эффективность стандартных ограждений в снижении смертности медведей указывает на необходимость дополнительных мер, таких как установка проволочных "Т-образных" колпаков на ограждениях, для эффективной защиты медведей (Hallstrom, Clevenger, Maher и Whittington, в подготовке).

Округ Коллиер и округ Ли во Флориде

Вдоль 40-мильного участка межштатной автомагистрали I-75 в округах Коллиер и Ли (Флорида) построено 24 перехода для диких животных (подземные переходы) и 12 мостов, адаптированных для их использования. Эти переходы специально разработаны для защиты исчезающей флоридской пантеры – подвида пумы, обитающего на юго-востоке Соединенных Штатов. По оценкам ученых, в дикой природе осталось всего 80–100 флоридских пантер, что делает их одним из наиболее уязвимых крупных млекопитающих в Северной Америке. Флоридская пантера особенно подвержена гибели в результате столкновений с транспортными средствами, которые унесли жизни 11 пантер в 2006 году и 14 – в 2007 году.

Комиссия по охране рыбы и дикой природы Флориды (FWC) использует различные меры по снижению негативного воздействия в целях защиты флоридских пантер, и наиболее эффективным оказалось сочетание переходов для диких животных и ограждений. По состоянию на 2007 год в районах, оборудованных непрерывными ограждениями и переходами, не было зафиксировано случаев гибели пантер, и FWC планирует строительство новых подобных сооружений в будущем. Подземные переходы на I-75 также положительно сказались на популяциях рысей, оленей и енотов, значительно снизив количество столкновений диких животных с транспортными средствами на этой автомагистрали.

Южная Калифорния

Пересечения для диких животных также играют важную роль в защите биоразнообразия в нескольких районах южной Калифорнии. В округе Сан-Бернардино биологи установили заборы вдоль трассы 58, чтобы дополнить подземные переходы (трубы), которые используются находящимися под угрозой исчезновения пустынными черепахами. Гибель черепах на шоссе снизилась на 93% в течение первых четырех лет после установки заборов, что доказывает, что даже временные переходы для диких животных (в данном случае дренажные трубы) способны повысить проницаемость шоссе и защитить уязвимые виды. Исследования показывают, что подземные переходы в округах Ориндж, Риверсайд и Лос-Анджелес активно используются различными видами, включая рысей, койотов, серых лис, мулов и длиннохвостых ласок. Эти результаты могут быть чрезвычайно важны для усилий по сохранению дикой природы в регионах Пуэнте-Хиллз и Чино-Хиллз, которые все больше фрагментируются из-за строительства дорог. Первый подземный переход, специально построенный для диких животных в округе Лос-Анджелес, находится на бульваре Харбор. Он был построен в партнерстве между округом Лос-Анджелес, парками штата Калифорния и Управлением по сохранению среды обитания Пуэнте-Хиллз. Переход для диких животных Уоллис Анненберг, также известный как переход для диких животных Либерти Каньон, в Агура-Хиллз, Калифорния, станет одним из крупнейших эстакад в Соединенных Штатах после запланированного завершения строительства в 2024 году.

Экопроводы, Нидерланды

В Нидерландах насчитывается более 66 переходов диких животных (эстакад и экодуков), которые используются для защиты находящегося под угрозой исчезновения европейского барсука, а также популяций дикого кабана, благородного оленя и косули. По состоянию на 2012 год Велуве – обширный природный регион в Северо-Западной Европе, состоящий из лесов, вересковых пустошей и дюнных песков – включает девять экодуков, средняя ширина которых составляет, используемых для перемещения диких животных через пересекающие Велуве автомагистрали. Первые два экодука на Велуве были построены в 1988 году через автомагистраль A50 во время её строительства. Пять других экодуков на Велуве были построены над существующими автомагистралями, один – над двухполосной провинциальной дорогой. Два экодука через A50 были использованы почти 5000 оленей и кабанов в течение одного года.

Нидерланды также могут похвастаться самым длинным в мире экодуком для диких животных – Natuurbrug Zanderij Crailoo (природный мост через песчаный карьер Крайлоо). Эта масштабная конструкция, завершенная в 2006 году, имеет ширину и протяженность более, и перекрывает железнодорожную линию, деловой парк, дорогу и спортивный комплекс. В настоящее время ведется мониторинг для оценки эффективности этого инновационного проекта, сочетающего охрану дикой природы с развитием городской инфраструктуры. Самый старый переход для диких животных – Zeist West A 28, открытый в 1988 году.

Подход к дикой природе в Слэйти-Крик, автострада Калдер, Черный лес, Австралия

Еще один пример эффективности переходов для диких животных – это подземный переход, построенный для минимизации экологического воздействия автострады Кальдер, проходящей через Черный лес в штате Виктория, Австралия. В 1997 году корпорация дорог правительства штата Виктория построила подземный переход для диких животных в Слэйти-Крик стоимостью 3 миллиона долларов. Ученые использовали 14 различных методов для мониторинга перехода в течение 12 месяцев, чтобы определить численность и разнообразие видов, использующих его. В течение этих 12 месяцев в переходе было обнаружено 79 видов фауны (по сравнению со 116 видами, обнаруженными в окружающем лесу), включая земноводных, летучих мышей, птиц, коал, вомбатов, поссумов-планеров, рептилий и кенгуру. Результаты указывают на то, что переход может быть полезен для широкого спектра видов, однако авторы предполагают, что Слэйти-Крик можно улучшить за счет усовершенствования конструкции и обслуживания ограждений для минимизации гибели животных на автостраде Кальдер, а также путем попыток исключить из этой местности интродуцированных хищников, таких как кошки и лисы.

I-70 Вайл-Пасс, Колорадо

В 2005 году местные экологические организации предложили идею строительства переходов для диких животных к западу от перевала Вейл. В 2010 году ARC Solutions – междисциплинарное партнерство – инициировало Международный конкурс дизайна инфраструктуры для пересечения дикой природы над шоссе 70 в высокогорной местности к западу от Денвера, штат Колорадо. Дизайнерам необходимо было учесть уникальные для этого района сложности, включая снег и суровые погодные условия, большую высоту и крутые уклоны, шестиполосное шоссе, велосипедную дорожку и интенсивное движение, а также разнообразие видов диких животных, включая рысь. После получения 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 для пересечения дикой природы. В январе 2011 года команда под руководством HNTB совместно с Michael Van Valkenburgh & Associates (Нью-Йорк) была признана победителем. Проект предусматривает единый 100-метровый (328 футов) бетонный пролет над шоссе, который будет засажен различными видами растительности, включая сосновый лес и луговые травы, чтобы привлечь к переходу разные виды животных. Модульная конструкция из сборного железобетона позволяет изготавливать большую часть моста вне строительной площадки и затем перемещать его на место установки. В конце 2020 года Summit County Safe Passages опубликовала "Исследование целесообразности строительства переходов для диких животных на I-70 East Vail Pass".

I-90 около перевала Снокуалми

В 2005 году Департамент транспорта штата Вашингтон получил одобрение на начало проекта по повышению безопасности в районе Снокуалми-Пасс вдоль трассы межштатной автомагистрали 90 от Хайка до Истона, через Центральные Каскады и территорию Национального наследия «Зелёная дорога между горами и звуком», включающего в себя серию переходов для диких животных. С установкой новых мостов и водопропускных труб будут восстановлены связи между местами обитания диких животных по обе стороны от I-90, что обеспечит защиту как дикой природы, так и участников дорожного движения. Строительство эстакадного перехода для диких животных началось в 2015 году и было завершено в конце 2019 года. В течение 2020 года продолжались работы по восстановлению среды обитания на эстакадном переходе над I-90, в ходе которых на переходе было посажено 90 000 деревьев и кустарников.

Межштатная 80 в Каньоне Парли

В 2018 году Департамент транспорта штата Юта объявил о строительстве перехода для диких животных над Interstate 80 в Каньоне Парли. Проект был завершен в начале 2019 года и имеет длину и ширину. 19 ноября 2020 года Отдел диких ресурсов штата Юта опубликовал видео, на котором запечатлены животные, использующие этот надземный переход. В настоящее время это единственный надземный переход для диких животных в штате, хотя в Юте насчитывается более 50 подземных переходов для диких животных.

Роберт Л. Б. Тобин Сухопутный мост

11 декабря 2020 года был открыт пешеходно-транспортный мост Роберта Л. Б. Тобина над проезжей частью Вурцбах-парквей в парке Фила Хардбергера в Сан-Антонио, штат Техас. Стоимость проекта составила 23 миллиона долларов, и он предназначен как для диких животных, так и для пешеходов. Строительство началось 26 ноября 2018 года, первоначально планировалось завершить в апреле 2020 года, но открытие состоялось в декабре 2020 года. Благодаря своей длине и ширине, на момент строительства это был самый большой мост для диких животных в Соединенных Штатах.

Мост "Каноп" в заповеднике тигров Анамалай

Многие находящиеся под угрозой исчезновения макаки с львиным хвостом погибали, переходя шоссе в Пудутотаме, Валпараи, Южная Индия. Благодаря усилиям неправительственных организаций и лесного департамента было установлено несколько навесных мостов, соединяющих деревья по обе стороны дороги. Это помогло снизить количество макак с львиным хвостом, погибших в этом регионе. Группа по охране окружающей среды инициировала национальную миссию по повышению осведомленности о важности применения мер по снижению гибели животных на дорогах в рамках своей миссии PATH, охватив более 22 штатов.