Железнодорожная экология

Экология железных дорог или экология железных дорог — это термин, используемый для обозначения изучения экологического сообщества, растущего вдоль железных дорог или железнодорожных путей , а также воздействия железных дорог на природные экосистемы . Такие экосистемы изучались преимущественно в Европе. Аналогичные условия и эффекты возникают и на дорогах, по которым проезжают транспортные средства. Железные дороги, а также дороги, каналы и линии электропередач являются примерами линейного вторжения в инфраструктуру .
Условия
[ редактировать ]Железнодорожное полотно, как и полотно дороги, предназначено для отвода воды с путей, поэтому обычно имеется слой камня и гравия, что приводит к быстрому отводу воды с путей. В то же время этот дренаж часто скапливается на участках вблизи путей, где дренаж плохой, образуя небольшие искусственные заболоченные территории. Эти неестественные условия в совокупности образуют различные зоны: в одних воды мало, в других – в избытке.
Обслуживание
[ редактировать ]Железнодорожные компании регулярно вырубают и/или опрыскивают гербицидами любую растительность, которая растет слишком близко к путям. Это благоприятствует растительности, которая способна положительно реагировать на вырубку и/или противостоять гербицидам.
На воздушных электрифицированных железнодорожных линиях вырубка должна быть более обширной, как по вертикали, так и по горизонтали, чтобы растительность (особенно ветки деревьев) не мешала работе пантографов в движущемся поезде, не отрывалась и не падала на провода или просто от искрения вблизи кабелей передачи высокого напряжения. Применяются те же процессы вегетативного отбора, которые описаны в предыдущем параграфе, но они могут дополнительно благоприятствовать вьющимся виноградным лозам из-за наличия контактной сети и опор электропередачи в дополнение к деревянным линиям связи и сигнальным столбам , которые часто существуют вдоль неэлектрифицированных линий.
История
[ редактировать ]Исторически условия вдоль железнодорожных полотен сильно отличались от сегодняшних. Раньше угольные двигатели покрывали территорию сажей, отдавая предпочтение видам, приспособленным к этим условиям (некоторые из которых естественным образом встречались только в вулканических районах). Новые двигатели создавали менее замечательную окружающую среду, но многие из тех же заводов сохранились и адаптировались к этой новой среде.
Инвазивные виды
[ редактировать ]Железнодорожные пути (такие как дороги и автомагистрали) часто колонизируются неместными инвазивными видами . В Северной Америке такие виды включают деревья, такие как Ailanthus altissima , Paulownia tomentosa , Вяз сибирский и Клен остролистный , а также инвазивные недревесные растения, такие как горец японский и Phragmites . Железнодорожные пути служат коридорами, по которым эти виды могут распространяться и процветать, даже если окружающие территории могут быть для них менее гостеприимны. Известно, что многие инвазивные виды размножаются железными дорогами, к ним относятся: василек пятнистый , южноафриканская крестовница , оксфордская крестовница , крыса , мышь , муравьи , жук , паук и броненосец . [ 1 ]
Причины
[ редактировать ]Существует три механизма, которые приводят к распространению инвазивных видов в железнодорожной отрасли: [ 2 ]
- Товар : когда товары, перевозимые поездом, представляют собой инвазивные виды, которые могут проникнуть в окружающую среду обитания .
- Безбилетный пассажир : когда инвазивный вид случайно перевозится поездом.
- Естественное расселение : когда вид проникает через искусственный коридор, например, через железнодорожное полотно.
Обочины железных дорог, как и обочины дорог , железнодорожные компании обычно регулярно косят и обрабатывают гербицидами. Это создает среду, которая сильно отличается от окружающей среды обитания, которой может быть, например, лес. Местные виды из окружающей среды обитания не адаптированы к этому новому типу среды обитания, что позволяет универсальным видам и видам, предпочитающим открытую среду обитания. укорениться [ 1 ] Эти железнодорожные обочины могут простираться на несколько километров без перерывов, создавая коридор для расселения видов. Кроме того, при строительстве новой железной дороги растительность удаляется, почва обнажается, а водные ресурсы контролируются, что создает идеальные условия для имплантации инвазивных растений. [ 1 ]
Воздействие
[ редактировать ]Воздействие инвазивных видов широко распространено. Они изменяют сообщества и экосистемы, делая их более уязвимыми к таким потрясениям, как изменение климата. Они могут вытеснить местные виды и стать причиной их исчезновения. Для людей инвазивные виды имеют огромные экономические издержки. [ 1 ]
Управление
[ редактировать ]Существует четыре основные категории управления, позволяющие остановить инвазивные виды вдоль железных дорог: стратегия бездействия, управление поставками размножения , управление условиями окружающей среды и управление популяциями инвазивных видов. [ 1 ] Стратегия бездействия, как следует из названия, заключается в том, чтобы не пытаться действовать против инвазивных видов. Эта стратегия может быть подходящей, когда стоимость управления очень высока или когда аборигенный вид, вероятно, обгонит инвазивный вид на будущих сукцессионных этапах железнодорожной обочины. Управлять поставками размножения можно разными способами: посадка или засев края местными растениями и использование управления пожарами для сжигания семян инвазивных видов - два примера этого метода. Изменить условия окружающей среды, чтобы предотвратить внедрение местных видов, можно, например, за счет уплотнения почвы. Удаление инвазивных видов можно осуществить путем сжигания, использования гербицидов или механического удаления. Удаление новых участков обитания инвазивных видов должно быть приоритетом, когда этот вид быстро распространяется, поскольку этот новый участок может стать новым источником распространения. Создание барьеров для прекращения распространения инвазивных видов должно быть сделано для видов с более низкой скоростью распространения. [ 1 ] Практика управления всегда должна учитывать местные виды, чтобы не причинить им вреда. [ 1 ]
Воздействие на местную дикую природу
[ редактировать ]
Железные дороги оказывают четыре основных воздействия на дикую природу: смертность диких животных, барьерный эффект , фрагментация / утрата среды обитания и нарушения. [ 3 ]
Смертность дикой природы
[ редактировать ]Столкновения поездов с дикими животными
[ редактировать ]Виды дикой природы из более мелких птиц и млекопитающих [ 4 ] оленям [ 5 ] и крупные млекопитающие, такие как слоны [ 6 ] [ 7 ] могут погибнуть при столкновении с поездами, идущими по железнодорожным путям. Исследования столкновений поездов с дикими животными в основном были сосредоточены на лосях и медведях . [ 8 ] [ 3 ] [ 9 ] Эти виды являются крупными и из-за своего размера с большей вероятностью могут нанести финансовый ущерб при столкновении с ними поезда. [ 9 ] Они также считаются харизматической мегафауной и ключевыми видами в усилиях по сохранению . [ 8 ] [ 9 ] Необходимы дополнительные исследования влияния железных дорог на более мелкие виды. [ 8 ]
Другие причины смертности
[ редактировать ]Застревание на железной дороге, удары проволокой и поражение электрическим током - вот некоторые из других причин смертности на железных дорогах. [ 3 ] [ 9 ] Восточные коробчатые черепахи могут проникнуть между рельсами на железнодорожных переездах и не иметь возможности сбежать, оказавшись за пределами зоны железнодорожного переезда. [ 10 ]
Барьеры
[ редактировать ]Железные дороги и линии электропередач для электропоездов, как и другие линейные инфраструктуры , при строительстве разделяют среду обитания. [ 11 ] Это предотвращает перемещение видов с одной стороны железной дороги на другую либо из-за смертности, либо из-за барьеров; это известно как эффект барьера. Эти железные дороги также уничтожают среду обитания в месте строительства железной дороги и ее обочины. [ 11 ] Во всем мире строится все больше железных и высокоскоростных железных дорог, поскольку они более экологичны для перевозки грузов и людей, чем самолеты или автомобильные транспортные средства. [ 3 ] Эти новые постройки увеличивают фрагментацию ландшафта и потерю среды обитания, что также приводит к потере биоразнообразия. [ 3 ]
Физический
[ редактировать ]Некоторые виды, такие как восточная коробчатая черепаха и другие виды герпетофауны , не способны физически пересекать рельсы. Это создает для них барьер при перемещении по ландшафту с одной стороны железнодорожных путей на другую.
Поведенческий
[ редактировать ]Загрязнение дизельными двигателями , звук и вибрация могут помешать диким животным пересечь железнодорожные пути. [ 3 ] Такие виды, как монгольская джейран , которые могут физически пересекать железную дорогу, избегают их на расстоянии до 300 метров. [ 3 ]
Железнодорожный аттракцион
[ редактировать ]Некоторых видов железная дорога привлекает, чтобы использовать ее для кормления или в качестве транспортного коридора. Всеядные или зерноядные виды питаются зерном, которое рассыпают на пути поезда. Другие виды будут поедать растительность вблизи железнодорожных путей, поскольку эта окраинная среда обитания обычно содержит растительность, отличную от той, которая находится в лесах, дальше от железной дороги. Туши животных, ранее убитых на железной дороге, также могут привлечь падальщиков . [ 8 ] [ 3 ] У карибу больше шансов стать жертвой волков , если они расположены рядом с линейной инфраструктурой, частью которой являются железные дороги. Это указывает на то, что волки, вероятно, используют эти железные дороги для более легкого доступа к добыче. [ 11 ] [ 12 ]
Железнодорожные меры по смягчению последствий
[ редактировать ]
Существует множество различных мер по смягчению последствий на железнодорожном транспорте, большинство из них можно разделить на две основные категории: либо предотвратить попадание животных на пути, либо уменьшить барьерный эффект. [ 13 ]
Меры, разрешающие передвижение по железной дороге
[ редактировать ]Конструкции, уже встроенные в железнодорожную инфраструктуру, такие как водопропускные трубы , прямоугольные водопропускные трубы, небольшие подъездные дороги и мосты для пересечения рек или долин, могут обеспечить безопасный проход под железной дорогой для диких животных. [ 13 ] Водопропускные трубы можно адаптировать во время их строительства или после него, чтобы дикая природа могла лучше использовать их в качестве переходных сооружений, включая сухие уступы, изменяя среду обитания у входов, избегая склонов или ступенек и т. д. [ 13 ] Модификация водопропускных труб, вероятно, является наиболее экономичным решением для уменьшения барьерного эффекта. [ 14 ] Подземные переходы и эстакады для дикой природы также являются хорошим способом снизить барьерный эффект железных дорог, но они связаны с гораздо более высокой стоимостью строительства. [ 13 ] Эти типы структур в основном помогают наземным животным, а птицам и летучим мышам помогают только очень большие конструкции. [ 13 ] Камень между двумя железнодорожными шпалами можно выкопать, чтобы позволить мелким млекопитающим и представителям герпетофауны, которые физически не могут пересечь рельсы. [ 3 ]
Меры, ограничивающие доступ к железной дороге
[ редактировать ]Меры по отпугиванию диких животных от железной дороги считаются наиболее эффективными для снижения смертности. [ 13 ] Они также значительно усиливают барьерный эффект, если не сочетаются с мерами по разрешению движения по железной дороге. [ 13 ] Изолирующие заборы являются наиболее экономически эффективной мерой по снижению смертности. Они неэффективны, поскольку виды могут лазить, копать или перелетать через заборы. [ 13 ] Им также необходимо предусмотреть зоны, где животные могут попасть в ловушку между оградительными ограждениями, чтобы они могли сбежать в окружающую среду обитания. Столбы и деревья могут снизить смертность летающих видов. [ 13 ] Обонятельные репелленты дают неоднозначные результаты в снижении смертности лосей. [ 15 ] [ 13 ] Звуковые и световые сигналы могут быть как стационарными, так и прикрепленными к встречным поездам. [ 13 ] В случае косули звуковые сигналы заставляют этот вид бежать в сторону железнодорожного пути, где поезда не могут избежать столкновения. [ 16 ] Звуковые крики животных, произносимые за 30 секунд до 3 минут до прибытия поезда, увеличивали скорость бегства диких животных, при этом дикие животные не привыкали к этим звукам. [ 17 ]
Другие меры по смягчению последствий
[ редактировать ]Снижение скорости поездов в горячих точках смертности или в периоды миграции может помочь животным и машинистам поездов увидеть друг друга раньше, оставляя животным больше времени для бегства. [ 13 ] Этого также можно добиться скашиванием и сокращением растительности на обочине. [ 15 ] [ 13 ] Эта мера также может усилить барьерный эффект. [ 13 ] Расположение станций кормления вдали от железной дороги снижает вероятность столкновений с лосями. [ 15 ] Для электрифицированных воздушных проводов электропоездов могут применяться те же меры по снижению воздействия, что и для линий электропередачи. [ 13 ] Столбы линий электропередач должны быть закрыты колпаками, чтобы птицы, гнездящиеся на них, не упали на них и не оказались в ловушке. [ 18 ] Выборочная охота и отлов животных вблизи железных дорог могут уменьшить количество столкновений с поездами с дикими животными. [ 13 ] Строительство железнодорожной инфраструктуры также может быть сокращено или остановлено в критические периоды миграции . [ 11 ]
Различия между экологией дорог и экологией железных дорог
[ редактировать ]Экология железных дорог изучена значительно меньше, чем экология дорог . [ 8 ] Это может быть связано с тем, что к железным дорогам обычно труднее добраться, чем к автомобильным дорогам, или потому, что дорожно- транспортные происшествия гораздо более заметны для общественности, в то время как столкновения поездов с дикими животными видны только машинистам поездов. [ 3 ] Поезда и железные дороги сильно отличаются от автомобильного транспорта и самих дорог. Поезда обычно движутся по одному пути, они не могут свернуть, чтобы избежать столкновения, и их способность замедляться очень ограничена. [ 14 ] Поезда ходят только в одном направлении, а дороги обычно двусторонние. Интервалы между транспортными средствами на железных дорогах значительно больше, чем на дорогах. [ 14 ] Одновременно приходит только один поезд, в то время как на одном и том же участке дороги одновременно находится множество транспортных средств, часто по нескольким полосам движения. Дорожное движение чаще происходит в дневное время, а движение поездов может быть выше в ночное время. [ 14 ] Поезда вызывают больше вибраций из-за своего веса и взаимодействия между путями и колесами. Существует большая доля электропоездов, что приводит к более низким выбросам вблизи путей, чем у газовых транспортных средств на дорогах. [ 14 ] Поезда могут быть намного тише, чем автомобильные транспортные средства. Размер железной дороги и ее обочины обычно намного меньше, чем размер дороги и ее обочины. [ 14 ] Высокоскоростные поезда могут быть намного быстрее, чем автомобильные транспортные средства, и на этих скоростных железнодорожных путях чаще встречаются ограждения. [ 14 ] [ 3 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Вознесение, Фернандо; Капинья, Сезар (2017), «Инопланетяне в движении: транспортные сети и неместные виды» , «Экология железных дорог », Cham: Springer International Publishing, стр. 65–80, номер домена : 10.1007/978-3-319-57496-7_5 , ISBN. 978-3-319-57495-0 , S2CID 90566042 , получено 29 марта 2023 г.
- ^ Халм, ЧП; Бахер, С.; Кенис, М.; Клотц, С.; Кюн, И.; Минчин, Д.; Нантвиг, В.; Оленин С.; Панов В.; Пергл, Дж.; Пышек, П.; Рокес, А.; Продал.; Солярц, В.; Вила, М. (2008). «Охват путей биологических инвазий: основа интеграции путей в политику» . Журнал прикладной экологии . 45 (2): 403–414. дои : 10.1111/j.1365-2664.2007.01442.x . hdl : 10261/52219 . ISSN 0021-8901 . JSTOR 20143990 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к Дорси, Бенджамин; Олссон, Маттиас; Рею, Лиза Дж. (24 апреля 2015 г.), «Экологическое воздействие железных дорог на дикую природу» , Справочник по экологии дорог , Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons, Ltd, стр. 219–227, номер документа : 10.1002/9781118568170. глава 26 , ISBN 9781118568187 , получено 29 марта 2023 г.
- ^ Кушта, Т., Ежек, М., и Кекен, З. (2011) . Богемская сельскохозяйственная наука 42 : 12–18.
- ^ Андо, Чиеко (1 января 2003 г.). «Взаимосвязь между столкновениями поездов с оленями и повседневной деятельностью пятнистого оленя Cervus nippon» . Исследование млекопитающих . 28 (2): 135–143. doi : 10.3106/mammalstudy.28.135 .
- ^ Дасгупта, Шрея; Гош, Асиш К. (2 января 2015 г.). «Конфликт между слонами и железными дорогами в горячей точке биоразнообразия: детерминанты и восприятие конфликта в Северо-Западной Бенгалии, Индия». Человеческое измерение дикой природы . 20 (1): 81–94. дои : 10.1080/10871209.2014.937017 . ISSN 1087-1209 . S2CID 143882212 .
- ^ Рой М., Баскаран Н. и Сукумар Р. 2009. Гибель джамбо на железнодорожных путях в Северо-Западной Бенгалии. Гаджа 31 : 36–39.
- ^ Перейти обратно: а б с д и БАРРИЕНТО, Рафаэль; Вознесение, Фернандо; Бежа, Педро; ПЕРЕЙРА, Энрике М.; Борда-де-Агуа, Луис (04 января 2019 г.). «Экология железных дорог и экология дорог: сходства и различия» . Европейский журнал исследований дикой природы . 65 (1). дои : 10.1007/s10344-018-1248-0 . ISSN 1612-4642 . S2CID 254197025 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Сантос, Сара М.; Карвальо, Филипе; Мира, Антониу (2017), «Современные знания о смертности диких животных на железных дорогах» , «Экология железных дорог » , Cham: Springer International Publishing, стр. 11–22, doi : 10.1007/978-3-319-57496-7_2 , ISBN 978-3-319-57495-0 , получено 31 марта 2023 г.
- ^ Корнилев Юрий В.; Прайс, Стивен Дж.; Доркас, Майкл Э. (2006). «Между камнем и наковальней: реакция восточных коробчатых черепах (Terrapene carolina), оказавшихся в ловушке между железнодорожными путями» (PDF) . Герпетологическое обозрение . 37 (2): 145–148.
- ^ Перейти обратно: а б с д БАРРИЕНТО, Рафаэль; Борда-де-Агуа, Луис (2017), «Железные дороги как барьеры для дикой природы: современные знания» , Экология железных дорог , Чам: Springer International Publishing, стр. 43–64, номер домена : 10.1007/978-3-319-57496-7_4 , ISBN. 978-3-319-57495-0 , S2CID 116778941 , получено 31 марта 2023 г.
- ^ Джеймс, Адам Р.К.; Стюарт-Смит, А. Кари (январь 2000 г.). «Распределение карибу и волков по линейным коридорам» . Журнал управления дикой природой . 64 (1): 154. дои : 10.2307/3802985 . ISSN 0022-541X . JSTOR 3802985 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п Карвалью, Фелипе; САНТОС, Сара М.; Мира, Антонио; Лоренсу, Руи (2017), Борда-де-Агуа, Луис; БАРРИЕНТО, Рафаэль; Бежа, Педро; Перейра, Энрике Мигель (ред.), «Методы мониторинга и снижения смертности диких животных на железных дорогах», «Экология железных дорог » , Cham: Springer International Publishing, стр. 23–42, номер домена : 10.1007/978-3-319-57496-7_3 , ISBN. 978-3-319-57495-0
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Борда-де-Агуа, Луис; БАРРИЕНТО, Рафаэль; Бежа, Педро; Перейра, Энрике М. (2017), Экология железных дорог , Чам: Springer International Publishing, стр. 3–9, номер домена : 10.1007/978-3-319-57496-7_1 , ISBN. 978-3-319-57495-0 , получено 6 апреля 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с АНДРЕАССЕН, ГАРРИ П.; ГУНДЕРСЕН, ХЕГЕ; СТОРААС, ТОРШТЕЙН (июль 2005 г.). «ВЛИЯНИЕ ЗАПАХОВОЙ МАРКИРОВКИ, ВЫБОРКИ ЛЕСА И ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО КОРМЛЕНИЯ НА СТОЛКНОВЕНИЯ ЛОСЕЙ И ПОЕЗДОВ» . Журнал управления дикой природой . 69 (3): 1125–1132. doi : 10.2193/0022-541x(2005)069[1125:teosfc]2.0.co;2 . ISSN 0022-541X . S2CID 85724393 .
- ^ Бхардвадж, Маниша; Олссон, Маттиас; Хоканссон, Эмма; Сёдерстрем, Пяр; Зайлер, Андреас (июль 2022 г.). «Копытные и поезда – Факторы, влияющие на реакцию полета и обнаруживаемость» . Журнал экологического менеджмента . 313 : 114992. doi : 10.1016/j.jenvman.2022.114992 . ISSN 0301-4797 . ПМИД 35427861 . S2CID 248138835 .
- ^ Бабиньска-Верка, Иоанна; Краузе-Грыз, Дагни; Василевский, Михал; Ясиньска, Каролина (июль 2015 г.). «Эффективность акустического устройства предупреждения о дикой природе, использующего естественные звуки для снижения риска столкновения поездов с животными» . Транспортные исследования, часть D: Транспорт и окружающая среда . 38 : 6–14. дои : 10.1016/j.trd.2015.04.021 .
- ^ Мало, Джон Э.; Гарсия де ла Морена, Эладио Л.; Эрвас, Израиль; Мата, Кристина; Эрранц, Хесус (10 июня 2016 г.). «Трубчатые столбы без колпачков вдоль высокоскоростных железнодорожных линий служат ловушками для птиц, гнездящихся в дуплах» . Европейский журнал исследований дикой природы . 62 (4): 483–489. дои : 10.1007/s10344-016-1025-x . ISSN 1612-4642 . S2CID 254198419 .
- К. Сарджент, Д. У. Шимвелл (рецензент). «Железнодорожная растительность Великобритании» Журнал прикладной экологии , Vol. 22, № 2, стр. 599–600 (1985).
- Борда-де-Агуа Л., Барриентос Р., Бежа П. и Перейра Х.М. (ред.). (2017) Экология железных дорог. Springer International Publishing, Cham.