西成高铁洋县段建起朱鹮保护网

西成高铁穿越秦岭后经过汉中盆地，这里栖息着国家Ⅰ级保护动物朱鹮，它是秦岭四宝中唯一的鸟类物种，具有“我国特有鸟类”“国际保护鸟”“吉祥之鸟”“东方保护明珠”等多重身份。因此，由此而产生的西成高铁朱鹮防护研究也区别于其他3类兽类动物。目前，铁路工程建设中鸟类防护问题尚处于研究阶段，亦有一些关于鸟类与列车发生碰撞的报道。对于西成高铁将在朱鹮夜宿地附近和觅食游荡区疾驰而过，采取何种工程措施既能有效地保护朱鹮及其他鸟类免受伤害，又能保障列车安全运行，成为关注的热点，是摆在我们面前亟待解决的重大难题。

西成高铁行经洋县，无法绕避陕西汉中朱鹮国家自然保护区实验区，在DgK213+500～DgK215+100段以湑水河大桥形式跨越陕西汉中朱鹮国家级自然保护区实验区约1.60 km。另外，工程线路里程DK188+100～DK213+700段落主要以桥梁形式从保护区和实验区之间预留的建设通道经过，与保护区实验区边缘距离在1～5 km之间，沿线受地形及既有设施限制，部分地段桥梁高度大于10 m。工程在朱鹮自然保护区内，除修筑桥梁及新增少量永久用地外，无其他工程，工程占地类型主要为荒草地和耕地，以及少量林地。

鉴于此，西成高铁陕西有限责任公司专门立项，委托陕西动物研究所、陕西汉中朱鹮国家级自然保护区管理局等单位开展“新建铁路西安至成都客运专线（西成高铁）朱鹮防护措施试验段研究”，为进一步优化和改善西成客运专线的朱鹮防护措施提供科学参考。项目组围绕朱鹮的营巢区、觅食区、游荡区、夜宿地和河流湿地开展了前期调查，根据调查结果、科学研究资料以及陕西汉中朱鹮国家级自然保护区管理局历年监测数据，提出在长溪至龙王滩、草坝、湑水河、雷草沟等路段设计修建标识醒目、结构牢固的鸟类防护工程装置。

根据资料记载，朱鹮将雷草沟作为夜宿地已有十多年的历史，现有50多只朱鹮栖息在这里。根据我们的调查，在铁路湑水桥东北紧邻铁路桥100多米处有一处白杨林，35只朱鹮选择在林中高大的杨树上夜栖，是朱鹮的一处夜宿地，因此，将雷草沟和湑水河桥作为西成客运专线朱鹮及伴生鸟类防护措施试验地点，设计了防护网和防护板两种类型4种形式的防护方案，我们采用定点观察、远红外相机监测和视频系统监测相结合的方法对两种方案的防护效果进行试验研究。

根据工程进度，西成高铁湑水河特大桥主体刚一建成，我们就在大桥上设置了现场实验点。每当太阳冉冉升起，夜宿的朱鹮便三五成群或单只飞离夜宿地。根据专家和保护区专业人员观察，朱鹮习惯飞翔高度为15 m左右，而我们观察发现，由于桥梁自身的高度再加上设立防护装置，使得朱鹮在飞跃桥梁时为了躲避障碍，它们以远高于以往的习惯高度飞行。

为了达到对两个试验段每天连续监测的目的，我们在试验段布设了25台红外相机和2套视频监测系统，其中湑水河试验段安装了16个高清超宽动态网络摄像机，雷草沟试验段安装了12个高清超宽动态网络摄像机，同时结合人工监测、访问调查的结果，研究西成高铁朱鹮的防护措施及其效果。

7.2.2.1　朱鹮生态生物学研究

1.朱鹮活动区域与西成高铁位置关系研究

根据资料记载并结合实地调查，确定了西成高铁周边朱鹮巢区、夜宿地、觅食区、游荡区的分布状况。

朱

项目组同朱国家级自然保护区丁海华局长（左一）讨论西成高铁沿线朱监测工作

朱国家级自然保护区王超副局长（右一）指导西成高铁水河大桥朱防护网视频监测系统安装

中国科学院西安网络中心张威（左三）等商讨西成高铁水河大桥朱防护网视频监测系统安装

西成高铁水河大桥朱防护视频监测系统安装

西成高铁朱防护视频监测系统

西成高铁朱防护雷草沟夜宿地试验段全景　姬明周摄

西成高铁水河大桥试验段朱防护网全景　姬明周摄

西成高铁上安装的驱鸟风车

朱鹮巢址共17个，主要分布于下纸坊、上纸坊、时家村、吕家村、草坝、巩家槽、何家村、云阳村、平溪村、金家村、蔡河村、方程村、孤魂村、周家坝村、叶中、太师坟以及溢水镇（刘庄村、花园村、深溪村、沙溪村、波溪村、桂峰村）。

朱鹮夜宿地共18个，其中汉江以北有10个，9个在洋县，1个在汉台区，分别为溪河水库（七氏镇下赵村）、李家沟（关帝乡安丰村）、田家岭（四郎乡田岭村）、清凉水库（四郎乡清凉村）、高家河水库（四郎乡西岭村）、草坝（洋州镇草坝村）、雷草沟（湑水镇老庄村）、龙王滩水库（长溪乡方程村）、西寨沟（槐树关蔡河村）、郑家坝水库（汉台区铺镇）。汉江以南8个，其中洋县6个，城固2个，分别为砖庙水库（磨子桥镇砖庙村）、火光村（磨子桥镇）、闫家河水库（黄安镇闫堡村）、沙河水库（草庙乡金土村）、江树湾（黄家营镇蔡坝村，三溪关以北）、石关乡娘娘庙（三溪关以南）、宗湾村（城固县孙坪镇）、太平村（城固县董家营镇）。

朱鹮觅食游荡区范围较广，经过跟踪调查， 发现朱鹮在洋县的主要觅食地4处， 即谠水河纸坊段、 溪河水库、王庙村周家坎坡地、汉江大桥西端河滩。谠水河纸坊段在县城北3.5 km， 距夜宿地草坝约900 m，河岸边没有乔木，只有草本植物， 河两岸都是农田。经观察每天6:30～8:30和16:00～18:00，都有朱鹮在河中觅食，此段河水较浅， 河道宽约13 m，但有流水的河道仅有5～6 m，并形成多处河中“岛”，朱鹮喜停息在这些“岛”上休息。

溪河水库是1977年发现的朱鹮较稳定的觅食地，该水库为小型水库，位于县城东北4 km，距夜宿地2 km，库区周围是农用地。由于农业用水，水库蓄水大量减少，只有南端有水，北端已干涸，朱鹮喜在水面与干涸库底交界处活动和觅食，有时也到水库干涸后形成的草地上觅食。据观察朱鹮每天9:00～10:00到溪河水库，15:00～16:00离开。

汉江大桥西边河滩觅食地距大桥约1 km，位于县城西南，觅食处河面较宽，约800m，河两岸没有乔木，只有草本植物，河堤外是农作区。河中鸟类较多，朱鹮常与白鹭（Egretta garzetta）、苍鹭（Ardea cinerea）等水鸟在一起共同觅食。每天9:00～10:00到达，15:00～16:00离开。

王庙村周家坎觅食地位于县城北面4.8 km，距夜宿地草坝3 km，朱鹮每天上午飞往溪河觅食地时，只短暂停留并觅食。周家坎为坡地，朱鹮在被翻挖待种的土壤中寻觅昆虫。

2.朱鹮食性及西成高铁周边朱鹮食物分布研究

根据资料记载并结合实地调查，朱鹮的主要食物有鲫鱼、泥鳅、黄鳝等鱼类，蛙、蝌蚪、蝾螈等两栖类，蟹、虾等甲壳类，贝类、田螺、蜗牛等软体动物，蚯蚓等环节动物，蟋蟀、蝼蛄、蝗虫、甲虫、水生昆虫及昆虫的幼虫等，有时还吃一些芹菜、稻米、小豆、谷类、草籽、嫩叶等植物性的食物。

朱鹮繁殖期主要选择铁路两侧的水田及田间水沟进行觅食，有些朱鹮还在河流和水库库尾觅食，觅食地相对单一。2013年和2015年，朱鹮对稻田利用的比例分别为80.5%和78.5%，相对来说差异较小，而2014年朱鹮对稻田的利用比例为71.6%，有较为显著的下降。我们通过实地的观察发现主要是由于西成高铁建设时期，施工过程对朱鹮觅食产生干扰所致，当有干扰（大型车辆鸣笛、人员干扰）产生时，朱鹮选择观望，进而飞离稻田，有些会到相对较远的稻田警戒进而觅食，有些则会飞到田埂警戒进而到田间水沟觅食。

繁殖期朱鹮的觅食行为较其他时期有明显的变化，朱鹮会选择离巢区较近的区域进行觅食，特别在孵化和育雏期雌雄亲鸟轮换外出进行觅食，育雏期随着幼鸟逐渐长大，需要的食物不断增多，亲鸟互相轮换外出觅食的次数也增多。

繁殖期朱鹮采取轮换觅食的策略，导致单个朱鹮相对觅食时间的减少，所以在对觅食地的选择上，朱鹮选择较近且干扰少的觅食地，这样可以减少觅食中断，促进觅食效率，另外，育雏期，亲鸟不但自己要补充食物，还要为幼鸟带回食物，所以也要求亲鸟增加觅食频率和效率。2013年到2015年繁殖期间观察到180次朱鹮离巢觅食，通过对觅食距离的计算发现分别为（0.620±0.132）km（n =60）、（1.405±0.447）km（n =60）、（0.913±0.330）km（n =60）。同一年之中朱鹮不同个体间的觅食距离差异不显著（罗磊 2015）。

3.朱鹮年/日活动节律的研究

朱鹮的年周活动可分为3个时期：越冬期、繁殖期和集群期。在冬、春、夏，配对鸟及其幼鸟为家族的生活方式；亚成体和未配对的成体聚成一群。在秋季，绝大多数个体聚集起来。朱鹮的集群主要表现在夜间有固定的地方夜宿，白昼则分散觅食。朱鹮夜间无迁飞习性，活动在白昼。它们早晨飞离和傍晚返回夜宿地的时刻分别在日出和日落前后。在日出前后15 min，所有个体基本飞出；在日落前后10 min基本返回。每天在觅食地时间的长短变化与白昼长的变化基本一致，但其相对时间较固定，占白昼长的90%～95%，而且它与该日日长相近。每日主要行为有取食、休息、水浴、搓擦、整羽、警戒、逃避、威吓和显示等行为。觅食和休息是每日的主要行为，占其日活动的81.90%。取食活动有两个高峰，一个在早晨刚飞抵觅食地，另一个在傍晚返回前。

4.朱鹮飞行特性研究

通过对朱鹮夜宿地的观察研究及实地测量，朱鹮起飞无需助跑，飞离夜宿地的飞行高度为15～30 m，飞往觅食地的途中飞行高度根据觅食地与夜宿地的距离远近而不同，觅食地较远则飞行高度相对较高，反之则飞行高度较低。朱鹮的飞行高度一般小于30 m。

5.朱鹮敏感源及警戒行为研究

朱鹮游荡期对人类干扰具有较强的耐受性并表现出一定的适应性。朱鹮的警戒距离为（38.57±14.01）m，惊飞距离为（23.84±9.45）m，警戒距离是惊飞距离的1.6倍左右，两者存在着显著相关性。干扰者的衣着颜色是影响朱鹮对人类干扰的耐受性的主要因子，朱鹮对鲜艳衣物敏感。随着距居民点距离的减小，朱鹮对人类干扰的耐受性逐渐增强，但朱鹮对道路有一定回避效应。建议最小接近区域的面积应该是以警戒距离 （AD）为半径的圆形区域，朱鹮最小接近区域的面积 =π×38.572=4700 m2，该区域范围内限制游客进入，并禁止游客穿着鲜艳色衣物进入自然保护区。

6.西成高铁朱鹮巢址选择

2013年西成高铁周边朱鹮繁殖巢较多，共达到11巢，共产卵33枚，出飞幼鸟21只，11巢均成功。2014年此地的西成铁路客运专线开始大规模的施工，朱鹮在此地筑巢数为8巢，共出飞幼鸟6只，只有3巢成功，其余5巢均未成功，巢址距离施工高铁距离为（255.25±152.82）m。2015年此地的西成高铁处于阶段性停工阶段，在此地筑巢数为8巢，截止到目前均孵化正常，平均距铁路距离为（212.50±108.46）m。

2014年朱鹮筑巢有远离高铁施工地的现象，此地的朱鹮筑巢数是呈逐渐下降的趋势，但是成功率是由高至低再回升的一个过程。在巢区其他环境因素没有大的变化的情况下，我们认为高铁建设期产生的干扰可能是造成该区域朱鹮巢址和巢数变化最主要的原因。

7.西成高铁对朱鹮栖息地的影响

由于铁路施工区域主要在规划线路的沿线开展，朱鹮保护区内植被破坏面积不大，仅为9.70 hm2，破坏区域全部为农田。由于该区域农田为朱鹮的潜在觅食区，该区域的施工及将来铁路的运营会对朱鹮的觅食产生一定的影响。

洋县梁河村附近西成高铁穿越区朱巢址变化示意图（2013—2015）

西成铁路施工对朱栖息地的影响

7.2.2.2　道路鸟类防护措施研究

1.朱鹮保护区繁育基地防护措施

通过对洋县朱鹮繁育基地进行现场勘查，对饲养朱鹮体态尺寸进行测量，同时对养殖场饲养员、管理人员进行问询。在对朱鹮繁育基地的实地勘察过程中，得到如下研究成果：

在朱鹮繁育基地的养殖过程中，出现过朱鹮逃逸碰撞笼舍水泥墙壁、铁笼而发生致死的案例，究其原因为野生朱鹮在进行室内喂养过程中，会因为躲避外界人员干扰而发生逃逸行为，这一现象表明朱鹮在飞行过程中极有可能因为视线不佳或飞行速度过大而发生与防护网碰撞的情况。为解决这一问题，保护区管理部门在铁笼内侧加设柔性尼龙网，并做适度拉紧处理，以借此缓冲朱鹮碰撞过程中的应力强度。此柔性网也作为围养栏顶部围挡措施，兼具阻挡朱鹮外逃及降低饲养场围栏荷载的功能。(www.xing528.com)

柔性尼龙网的设置杜绝了因朱鹮逃逸过程发生碰撞致死的事故，但又产生了另一个新的问题：因尼龙网孔径多为菱形或方形，朱鹮极易将头部扎进空洞内，在自我逃逸过程中因柔性网的支撑性差，朱鹮极易发生头、脚被柔性网缠绕的现象，进而无法自主逃逸，在管理员未及时发现的情况下导致朱鹮死亡。

为解决柔性网对朱鹮产生的“捕捉”问题，设计人员又将内侧柔性网变更为弹性钢网，采用钢质网进行内衬。这种方法的实施杜绝了柔性网的缠绕捕捉现象，但新的问题又一次的产生：朱鹮头部或喙在进入内侧刚性网格后，虽腿部能与下部网格寻找支撑点，但因喙较长无法通过摆头行为挣脱。因此目前饲养场内在发生朱鹮内网捕捉现象后均有饲养员人为进行抢救措施。

洋县朱繁育基地的防护围栏

保护区饲养场防护网不宜作为西成客运专线朱鹮的防护网。西成客运专线佛坪段因线路里程长、朱鹮碰撞易发点分散、防护措施高度高等客观因素导致工程本身不具备人员巡视解救朱鹮的能力。

2.荷兰考察防鸟撞措施及启示

由世界自然基金会西安办公室、中铁第一勘察设计集团有限公司、陕西省动物研究所组成的考察团一行6人于2011年9月26日至10月1日对荷兰进行为期6天的考察，目的在于学习交通工程减少对动物干扰的做法和措施，借鉴采纳设计施工的一些指导原则，考察如何设计建设野生动物通道，如何进行鸟类防护以及如何在项目施工期和运营期进行有效监测等。在此期间，考察团访问了荷兰交通、公共工程与水资源管理部，参观了已建成的和在建中的公路动物通道，听取了相关负责人关于公路建设中动物保护的工程措施介绍；考察团与绿色世界研究所Alterra科研人员进行了学术交流，双方围绕道路建设中野生动物设计和监测方法交换了意见。通过考察，荷兰发达的道路交通网络，完善的环境保护政策，道路建设中人性化的设计，生态道路领域深入的科学研究和野生动物保护工作的先进经验给我们留下了很多的启示和思考。

在荷兰交通、公共工程与水资源管理部前合影

与荷兰交通、公共工程与水资源管理部项目负责人座谈

与荷兰交通、公共工程与水资源管理部的讨论会

在瓦赫宁根大学与荷兰绿色世界研究所项目负责人座谈

在荷兰A28公路动物通道处交流

考察荷兰在建A74公路动物通道的建设情况

考察动物通道监测情况

荷兰公路上的防撞措施

考察中了解到，荷兰公路设计中充分考虑了防止鸟类相撞的保护措施，采取积极引导的思路，设计从公路上方或者架桥从桥梁下方引导通过，上方引导方式多为公路两侧建高乔木林带利于鸟类飞行歇息，下方引导多为公路桥梁地段下方建低矮树木林带引导鸟类从桥梁下飞行通过，当引导方案不可行时，应设计透明挡板形式的防护设施，挡板在设计时还应充分考虑景观效果和美学效果。

美国跨海大桥公路上的防撞措施

来自蜘蛛网的启示

人类眼中的防撞玻璃

鸟类眼中的防撞玻璃

同时在交流的过程中还了解到，美国和意大利在跨海或公路大桥上两侧设立能够从不同方向反射光线的立柱，形成让鸟类感觉到类似于墙树立在那儿，从而绕避飞行，起到防护的作用。

德国人Ornilux根据蜘蛛网避免鸟类碰撞破坏的原理——蜘蛛为了避免自己织的网被鸟撞破，在自己吐的丝上增加了紫外反射层——紫外光，使鸟类能看见而大多数其他动物看不见的，制造了以其名字命名的Ornilux防护玻璃。制作方法是在玻璃中增加了紫外反射线，从人的角度来看，这玻璃依然是透明的，而对鸟类而言，它们会认为是一团乱麻，无法飞过，只好主动绕开，从而避免撞上。

7.2.2.3　西成高铁朱鹮防护研究

西成高铁朱鹮防护措施试验段设计了防护板和防护网两种类型4种形式的防护方案。

防护板分为透光防护板和不透光防护板两种形式，透光板防护采用高强度、带图案、带紫外线、加筋亚克力板；不透光防护板为高强度、带图案、轻质板。防护网分为金属焊接防护网和金属编织防护网两种形式。

采用定点观察、红外相机监测和视频系统监测相结合的方法，对西成客专两处试验段（湑水河试验段、雷草沟试验段）4种类型的防护效果进行了1年的监测，研究表明：西成高铁为保证列车同行安全和朱鹮及伴生鸟类飞越铁路的安全，设计修建的防护措施均起到了一定的保护作用。监测发现大部分朱鹮等鸟类均选择主动避让防护措施，其中湑水河试验段朱鹮飞越防护措施次数为4615只次，未发现鸟类碰撞防护网的现象；雷草沟试验段朱鹮飞越防护措施次数为3926只次，未发现鸟类碰撞防护网的现象，朱鹮及其伴生鸟类正逐渐适应西成高铁的存在。

从以下几个方面对西成高铁朱鹮防护措施进行比选分析：

透明防护板

不透明防护板

金属焊接防护网

金属编制防护网

朱飞越西成高铁水河大桥试验段

（1）醒目：防护措施必须醒目，足以让朱鹮辨别出而避开。

（2）撞不伤：防护措施应具有一定弹性，当朱鹮碰撞到防护措施时有足够的延伸空间来缓冲冲击力，减少对朱鹮的伤害。

（3）用不坏：防护措施应采用优质的材质和先进的防腐工艺，有足够长的使用寿命。

（4）易修复：防护措施易损构件应是独立可更换单元，在破坏后能够快速地更换。

朱飞越西成高铁　蔡琼摄

（5）美观、环保：防护措施应采用环保材料，不污染朱鹮生活环境，并能与周边环境协调统一。

防护板为刚性板，一旦发生碰撞事故，对朱鹮造成的伤害更大；其次防护板相对风阻较大，对桥梁基础要求较高，对列车行驶安全存在隐患；第三，防护板安装之后外侧清洗工作是一个技术难题；第四，防护板一定程度上会影响乘客的视野，会对周围景观产生视觉干扰。防护网具有一定的弹性，可以降低碰撞过程中对朱鹮个体的损伤；防护网风阻较小，对列车行驶几乎不存在安全隐患；防护网对乘客视觉干扰相对较小。因此，综合考虑西成高铁朱鹮防护试验中防护网优于防护板。

对金属焊接防护网和金属编织防护网进行了比较，这两种防护网对朱鹮及其他鸟类也都起到了很好的防护效果。金属焊接防护网有以下优点：①工艺简单，制作方便，材料购买便捷。钢质网格目前国内有厂家生产成品，无需定制，仅需将网制作成尺寸为2000 mm×1800 mm规格后用角钢做四周固定，并于角钢上预留螺栓孔即可。②具有一定的弹性。刚性网格本身具有一定的弹性特征，可以降低碰撞过程中的个体损伤。其缺点有：③捕捉能力较强，朱鹮自主逃逸能力降低。孔径较小，朱鹮喙、头伸进孔径后，受喙、头长度的影响而无法自主逃逸。即便扩大孔径，也容易导致孔径对朱鹮胸部卡掐。④弹性作用力无法进行详细控制。研究表明，动物骨骼受力的安全系数不大于10，虽钢质网格自身具有一定的弹性特性，但无法通过设计或施工来调节弹性力度大小，很有可能造成弹性力大于朱鹮骨骼受力极限，造成个体损伤。

金属编织防护网优点：①视觉效果明显。采用醒目的反光条挡板，避免了朱鹮看不见防护网的存在。反光条采用特殊工艺制成的高分子材料的反光材料，反射效果明显。②柔性好。采用30 mm×30 mm的单绞格栅网，该单绞格栅采用柔性好的低碳钢丝，且网子中钢丝成型为波浪形，具有一定的伸展性。③使用寿命长。格栅网采用5%锌—铝—稀土合金钢丝具有良好的防腐性能，盐雾试验结果表明1300 h未出现锈蚀。④易修复。本产品中用到的网片和反光条都采用可拆卸设计。菱形网片（独立可更换单元）通过压板和螺丝固定于钢柱，反光条同样也通过螺丝固定于钢柱上，当菱形网片或反光条受到破坏之后可以简单的通过单独更换网片或反光条对防护网进行修复。

西成高铁水河大桥上的朱防护网

综上分析，金属编织网优于金属焊接防护网。然而在多雨雾气象条件的洋县地区，仅仅采用以上防护措施是不够的，视觉上的不明显及防护措施支撑骨架的非弹性特质也会增加朱鹮碰撞、躲闪不及的事故几率。因此应在防护措施骨架处设置兼具色彩明显且具有一定驱鸟功能的设施，以达到从视觉角度对飞行朱鹮进行事前预警以及达到回避铁路防撞设施的目的。

监测发现：西成高铁为保证列车运行安全和朱鹮及伴生鸟类飞越铁路的安全，设计修建的防护措施均起到了一定的保护作用。在视频监控录像中，我们看到，朱鹮及其伴生鸟类正逐渐适应铁路的存在，自由自在地飞翔在自己的栖息环境中。铁路上的防护工程设施没有影响它们的活动。朱鹮及其伴生鸟类或觅食，或游荡，或交流，或饮水来往铁路两侧。成群的、结对的、独行的或升高，或绕行，或盘旋，或在防护设施上停歇均安全通过铁路。监测中未发现鸟类碰撞防护网的现象。可见，西成高铁为保护朱鹮等鸟类和列车行驶安全而设置的防护板和防护网等防护措施是行之有效的。

西成高铁水河大桥上的朱防护网　姬明周摄

目前，试验段朱鹮防护监测是在火车未通行的情况下模拟监测，随着铁路运营，列车通行，铁路周边的环境将会发生新的变化，朱鹮等鸟类是否能够适应新环境还应进行持续、系统的监测，对防护措施进行优化、调整和完善。随着我们监测的不断深入进行，将在交通运输工程中总结出一套行之有效的保护方案，为今后的重大工程建设中保护鸟类起到借鉴与示范的作用。