1. STRUKTURA ŚMIERTELNOŚCI ZWIERZYNY NA DROGACH I AKTUALNE METODY OGRANICZANIA KOLIZJI DROGOWYCH Z UDZIAŁEM ZWIERZYNY 2. PRZEJŚCIA DLA ZWIERZĄT RODZAJE, METODY ZAGOSPODAROWANIA, MONITORING Prof. dr hab. inż. Andrzej Czerniak Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Katedra Inżynierii Leśnej Mazowiecka 41, 60-623 Poznań aczerni@up.poznan.pl WSTĘP Oddziaływanie szlaków komunikacyjnych na środowisko zależny od wielu czynników, między innymi od natężenia ruchu, konstrukc drogi lub torowiska oraz lokalizac. Degradacja krajobrazu, fragmentacja kompleksów leśnych, emisje zanieczyszczeń i hałasu, skażenie wód powierzchniowych i gruntowych, zaburzenie stosunków wodnych, utrata naturalnych siedlisk to najczęściej wymieniane skutki budowy i eksploatac dróg. Z tego powodu coraz większe obszary terenów rolniczych i leśnych ulegają niekorzystnym dla zwierząt przekształceniom. Budowa szlaków komunikacyjnych przyczynia się do wyraźnych zmian w krajobrazie; pojawiają się całkiem nowe elementy: urządzenia techniczne (fot. 1), budowle, wysokie nasypy w dolinach i głębokie wykopy przecinające wzgórza. Wyróżnia się dwa etapy występowania szkód na obszarach sąsiadujących z drogami tzn. szkody wczesne wynikające bezpośrednio z procesu budowy drogi oraz szkody późniejsze, będące efektem długookresowego oddziaływania ruchu samochodowego i czynników antropopres (zanieczyszczenia powietrza, wód i gleb, hałas Czerniak i Inn. 2007), wibracje, śmiertelność zwierząt na drogach, brak wymiany genów między populacjami). Stosowane w budownictwie drogowym materiały na ogół nie zmieniają chemizmu środowiska glebowego. Zanieczyszczenia chemiczne destabilizujące równowagę chemiczną środowiska generują głównie środki transportu. Poważne skutki biogeochemiczne mogą wywoływać zanieczyszczenia chemiczne wymywane z podbudów i nawierzchni wykonanych z nieprzetworzonych odpadów przemysłowych.
Fot.1. Ekran akustyczny przy szlaku kolejowym (fot. A. Czerniak) Tereny przydrożne narażone są na skażenie tlenkiem węgla, węglowodorami pierścieniowymi, tlenkami azotu i siarki, aldehydami, pyłami czerni węglowej, azbestem oraz pierwiastkami śladowymi: kadmem, ołowiem, cynkiem. W wyniku emis spalin następuje wzrost stężenia substanc toksycznych w powietrzu, glebie i roślinach, co w konsekwenc powoduje toksyczne zagrożenie dla łańcucha pokarmowego zwierząt (Czerniak 2006). Spłukane z nawierzchni drogowych substancje ropopochodne (SR) przenikają do środowiska gruntowo-wodnego obszarów leśnych sąsiadujących z drogami. W gruntach przepuszczalnych migracja SR odbywa się głównie w układzie pionowym. Po dotarciu do zwierciadła wód gruntowych substancje ropopochodne rozchodzą się poziomo w strefie wzniosu kapilarnego. Substancje ropopochodne hamują rozwój a nawet eliminują większość mikroorganizmów glebowych poprzez naruszenie warunków troficznych i tlenowych, a w mniejszym stopniu poprzez działanie toksyczne. Obecność SR ogranicza dopływ tlenu do gruntu i zakłóca obieg składników pokarmowych, wzrasta ilość węgla organicznego, maleje ilość azotu i fosforu, obniża się ph. Przyczyną zanieczyszczenia wód i gleb stref przydrożnych w lasach są również chemiczne środki stosowane do zwalczanie zimowej śliskości nawierzchni drogowych oraz herbicydy używane do usuwania roślinności ze skarp i poboczy. W przypadku stwierdzenia istotnie silnego wpływu szlaków komunikacyjnych na strefy przydrożne należy dążyć do ograniczenia migrac zanieczyszczeń chemicznych generowanych przez środki komunikac poprzez zastosowanie geomembran, separatorów ropopochodnych, barier biogeochemicznych oraz remediac gleb (Czerniak 2004 a,b,c,d). Od wielu lat w Katedrze Inżynierii Leśnej Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu prowadzi się badania dotyczące koliz drogowych z udziałem zwierząt. Na przestrzeni analizowanych lat (2001 2008) liczba wypadków z udziałem zwierząt znacznie wzrosła. W 2008 roku na polskich drogach doszło do 430574 zdarzeń drogowych, z czego 16963 z udziałem zwierząt. Odnotowano 157 wypadków, 16806 koliz, 6 osób zabitych i 208 rannych. Z zebranych danych wynika, że najwięcej wypadków ma miejsce na drogach krajowych i wojewódzkich, nieco mniej na drogach powiatowych. Najmniej zdarzeń drogowych notowanych jest na drogach gminnych i autostradach. Najwięcej zdarzeń drogowych z udziałem zwierząt notuje się w kwietniu, maju i październiku (Tyburski 2009). Związane jest to ze zwiększoną aktywnością sezonową oraz migracją młodych osobników. W ciągu doby zauważalna jest zwiększona liczba wypadków w godzinach rannych (między godziną 6:00 a 7:00) a także w godzinach popołudniowych i wieczornych (między godziną 16:00 a 23:00). Liczba wypadków z udziałem zwierząt w ciągu tygodnia wzrasta znacząco w piątek, sobotę i niedzielę. Z zebranych danych wynika, że największy udział w zgłoszonych zdarzeniach drogowych ma sarna, dalej dzik, łoś i jeleń. Swobodna migracja zwierząt jest podstawą trwałego funkcjonowania populac. W celu wyeliminowania koliz z udziałem zwierząt kompleksy leśne wzdłuż tych tras komunikacyjnych powinny być wygrodzone. Prowadzi to do zmian dotychczasowych tras migracyjnych zwierzyny. Brak możliwości wymiany genów może powodować krzyżowanie się osobników blisko spokrewnionych (chów wsobny), a w konsekwenc uwstecznienie poszczególnych populac na danym areale występowania. Grodzenia powodują fragmentację środowiska, rozdzielają populacje zwierząt na izolowane subpopulacje. W tak izolowanych grupach zwiększa się podatność zwierząt na choroby, co w konsekwenc może powodować drastyczne zmniejszenie liczebności. Zjawisko to ilustruje przykład zmniejszania areału dla zająca (rys.1).
Rys. 1. Skutki fragmentac areału zająca (Trocme 1996) METODY OCHRONY ZWIERZĄT MIGRUJĄCYCH PRZEZ SZLAKI KOMUNIKACYJNE Poszczególne populacje dla właściwego funkcjonowania potrzebują odpowiedniej przestrzeni życiowej o zróżnicowanych biotopach. Zwierzęta okresowo zmieniają miejsca swojego bytowania i w zależności od gatunku przemieszczają się na znaczne odległości. Przerwanie korytarzy migracyjnych zwierząt powoduje ich izolację. Brak wymiany genów pomiędzy odległymi populacjami powoduje ich osłabienie i degenerację. Wiele gatunków może funkcjonować tylko dzięki ochronie i tworzeniu nowych ciągów korytarzy ekologicznych. Fragmentacja siedlisk na coraz to mniejsze powierzchnie powoduje stopniowe zmniejszenie się liczby zwierząt aż do całkowitego ich wyeliminowania. Bezpieczną wędrówkę dzikich zwierząt zapewniają ciągłe drzewostany, korytarze rzeczne, zadrzewienia, łąki i tereny bagniste. Jedną z najprostszych, ale mało skutecznych metod ochrony zwierząt przy drogach jest ograniczanie prędkości jazdy na obszarach szczególnie zagrożonych kolizjami ze zwierzętami. Badania naukowe sugerują, że na terenach leśnych prędkości maksymalnie nie powinny przekraczać 70 km/h, a w miejscach szczególnie częstych koliz 50 km/h. Lepszym rozwiązaniem są aktywne systemy ograniczania prędkości, składające się z systemu czujników podczerwieni wykrywających zwierzęta zbliżające się do krawędzi jezdni i przesyłające sygnał do aktywnych znaków drogowych. Na drogach w USA stosuje się grodzenia naprowadzające w celu zmuszenia zwierzyny do przechodzenia przez szlaki komunikacyjne w określonych i specjalnie oznakowanych miejscach(rys. 2). Wykazano, że takie rozwiązania zmniejszają liczbę wypadków drogowych (szczególnie z udziałem jeleni) i są zdecydowanie tańsze od przejść nadziemnych i podziemnych. W celu wyeliminowania koliz drogowych z udziałem zwierząt kompleksy leśne wzdłuż tras o dużym natężeniu ruchu powinny być wygrodzone. Autostrady i drogi szybkiego ruchu najczęściej zabezpiecza się siatką Rys. 2. Znak informujący o przejściu zwierzyny przez drogę
stalową o małych lub średnich oczkach, o wysokości 150-200 cm, zmniejszając średnicę oczek ku dołowi. Prowadzi to do zmian dotychczasowych tras migracyjnych zwierzyny. Brak możliwości wymiany genów może bowiem powodować krzyżowanie się osobników blisko spokrewnionych (chów wsobny), a w konsekwenc uwstecznienie poszczególnych populac na danym areale występowania. W celu uniknięcia koliz ze zwierzętami kopiącymi nory, drogi grodzi się siatką lub plastikową płytą wkopaną w ziemię na głębokość 50 cm. Grodzenie dróg jest najbardziej skutecznym sposobem zmniejszania koliz ze zwierzętami, jednak powinno być stosowane wyłącznie wzdłuż dróg o najwyższym natężeniu ruchu. Grodzenie ogranicza lub całkowicie uniemożliwia migrację zwierzyny, co powoduje brak wymiany genów pomiędzy populacjami. Ciekawe rozwiązanie poprawiające bezpieczeństwo ruchu zastosowano na autostradzie A2. W maju i lipcu 2007 roku rozdano kierowcom w sumie 10 tys. specjalnych gwizdków do zamontowania z przodu samochodu. Przy prędkości powyżej 60 km/h, emitują one ultradźwięki odstraszające zwierzęta, nie są natomiast słyszalne dla ludzi. Działania są częścią programu Europejskiej Karty Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego, która jest inicjatywą Komis Europejskiej i przewiduje zmniejszenie liczby wypadków śmiertelnych o połowę do 2010 roku. Dla ograniczenia liczby wypadków z udziałem zwierząt stosuje się elementy odblaskowe typu SWAREFLEX ostrzegające dziką zwierzynę o nadjeżdżających pojazdach tzw. wilcze oczy. Elementy odblaskowe umieszcza się po obu stronach jezdni, na przydrożnych słupkach. Odbijają one światła przejeżdżających pojazdów w sposób przypominający blask oczu drapieżnika. Natychmiast po przejechaniu pojazdu elementy odblaskowe przestają odbijać światło reflektorów, co likwiduje optyczną barierę i zwierzęta bezpiecznie mogą przekroczyć jezdnię. Odblaskowe elementy ostrzegawcze nadają się do stosowania bez względu na rzeźbę terenu i mogą być instalowane na drogach płaskich i pochyłych. Urządzenia są tak skonstruowane aby odbijać światło jedynie w w kierunku stref przydrożnych. Z badań przeprowadzonych w USA, Kanadzie i Anglii wynika, iż zastosowane elementy odblaskowe prowadzą do zmniejszenia liczby wypadków z udziałem zwierząt o ponad 80% (dane z Firmy APM). Urządzenia te zostały zainstalowane przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad Oddział w Białymstoku w miejscach, w których najczęściej dochodziło do koliz dzikiej zwierzyny z pojazdami, na odcinkach dróg krajowych nr 8, 16, 61 (dane z GDDKiA). Bardzo ciekawe rozwiązanie umożliwiające bezpieczną migrację zwierzyny przez szlaki kolejowe proponuje firma NEEL Sp. z o.o. Urządzenia UOZ-1 ograniczają w znaczącym stopniu śmiertelność zwierząt na torach. Zastosowana metoda polegająca na ostrzeganiu zwierzyny o nadjeżdżającym pociągu jest przyszłościowa i możliwe są jej różne modyfikacje podnoszące funkcjonalność i skuteczność działania. PRZEJŚCIA DLA ZWIERZĄT OCENA FUNKCJONALNOŚCI Najskuteczniejsze, ale też najbardziej kosztowne metody ochrony zwierząt przy drogach to odpowiednio zlokalizowane i wkomponowane w środowisko przejścia górne lub dolne (Curzydło 1999, Jędrzejewski i Inn. 2004). Budowane przejścia zapewniają ciągłość migrac. Różnią się rozmiarem i przeznaczeniem, budowane są przejścia płaskie betonowe i paraboliczne z blachy falistej. Pierwszy zielony most powstał we Franc w 1962 roku w miejscu, gdzie autostrada przecina las Fontainebleau pod Paryżem. Wybudowany most okazał się zbyt wąski i do 2008 roku zaplanowano jego poszerzenie, gdyż ponad 20 tysięcy ha lasu jest miejscem bytowania około 800 jeleni i około 800 dzików. Obecnie podobne rozwiązania stosuje się w większości krajów europejskich. Aktualnie w Europie dominuje koncepcja budowy przejść górnych w technologii samonośnych nasypów gruntowych wspartych konstrukcją z blachy falistej.
W 2007 roku w Polsce funkcjonowały 184 przejścia dla zwierząt różnej wielkości i konstrukc, w tym 103 przepusty, 13 przejść dolnych, 20 przejść górnych, 44 przejścia zespolone, 2 przejścia górne kolejowe i 2 przejścia dolne kolejowe. Koszty budowy przejść są bardzo wysokie dlatego konieczna jest analiza funkcjonalności tego rodzaju obiektów wyrażającej się natężeniem migrac przez poszczególne gatunki (Górna i Czerniak 2008a,b). Zaprezentowane poniżej wyniki badań stanowią element realizowanego interdyscyplinarnego projektu badawczego, którego celem jest: określenie fizycznych i chemicznych warunków bytowania zwierzyny w sąsiedztwie przejść, opracowanie optymalnych parametrów technicznych tych obiektów oraz sposobów ich urządzania (Czerniak i Górna 2009). Przejście dla zwierząt nad drogą krajową nr 5 w WPN W roku 2003 w Wielkopolskim Parku Narodowym wybudowano nad najbardziej niebezpieczną przeszkodą migracyjną drogą krajową nr 5 przejście dla zwierząt typu górnego. Drogę odgrodzono od lasu, siatką leśną (typ M-200/22/15), która naprowadza zwierzęta w kierunku przejścia. Przejście wykonane jest w nowatorskiej technologii ze stalowych blach falistych SuperCor. Na świecie wybudowano dotychczas ponad 500 obiektów inżynierskich o tej konstrukc, a w Polsce kilkanaście. Całkowita szerokość wiaduktu w koronie nasypu wynosi 30 m, a całkowita długość przejścia łącznie z rampami naprowadzającymi wynosi 168 m. W 1993 roku stan liczebny dzików w WPN był mały i wynosił około 60 osobników. W przeliczeniu na 1 tys. ha powierzchni dawało to 13 sztuk. W 1997 roku zagęszczenie dzików osiągnęło ponad 40 osobników na 1 tys. ha powierzchni leśnej. Aktualnie w Polsce zauważa się dynamiczny wzrost populac dzika. Podobną tendencję wykazała inwentaryzacja zwierzyny w WPN z roku 2008 roku. W stosunku do 2007 roku, nastąpił ponad dwukrotny wzrost liczebności tego gatunku. Celem przeprowadzonych badań była ocena funkcjonalności wybudowanego przejścia nad drogą krajową nr 5 w Wielkopolskim Parku Narodowym. Stopień akceptac obiektu oceniano miedzy innymi na podstawie intensywności migrac dzików. Obserwacje migrującej zwierzyny przez przejście prowadzono już od listopada 2003 roku (termin oddania przejścia do użytku). Regularne migracje lisów i jenotów stwierdzono już w trakcie realizac prac wykończeniowych. Zimą z przejścia zaczęły korzystać sarny. W okolicach przejścia oraz na samym przejściu odnotowano również tropy chmar jeleni i watah dzików (Górna i Czerniak 2009). Analiza śladów i tropów nie umożliwia jednak pełnej oceny funkcjonalności oddanego obiektu. Opady śniegu w Wielkopolsce występują tylko przez kilka tygodni w roku, a w pozostałym okresie poprawne odczytanie tropów utrudnia pokrywa roślinna. Metoda badań Dotychczas ocenę funkcjonalności przejść przeprowadzano metodą tropień. Aby dokładnie rozpoznać strukturę migrac, czas przebywania zwierząt na przejściu i behawior zwierzyny autorzy zastosowali pierwszy w Polsce prototypowy zestaw monitoringu telewizyjnego (fot. 2). Zaprojektowany zestaw monitorujący składa się z trzech odrębnych elementów: zestawu obserwacyjnego zamontowanego na przejściu wraz z układem zasilającym, urządzenia rejestrującego, stanowiska do odtwarzania i analiz badawczych. W skład zestawu obserwacyjnego wchodzi: kamera w hermetycznej, podgrzewanej obudowie, radiowy nadajnik sygnału wizyjnego, oświetlacz podczerwieni z wyłącznikiem zmierzchowym oraz zespół urządzeń zasilających baterie ogniw fotowoltaicznych, regulator napięcia, baterie akumulatorów. Pobór mocy całego zestawu w zależności od pory dnia i roku zmienia się w granicach od 10W do 45W. Urządzenia zestawu obserwacyjnego zaprojektowano do bezobsługowej pracy przez 24 godziny na dobę.
Fot. 2. Przejście dla zwierząt nad drogą krajową nr 5 oraz zestaw obserwacyjny wraz z układem zasilającym (fot. M. Górna) Fot. 3. Przykładowe sekwencje filmowe migrujących dzików przejściem dla zwierząt nad drogą krajową nr 5 (uwaga data i godzina migrac widoczna na zdjęciach) (fot. M. Górna)
Zamontowany układ telewizyjny umożliwia analizę: struktury gatunkowej i wiekowej zwierzyny korzystającej z przejścia, sezonowości rocznej i dobowej migrac, wpływu czynników fizycznych (hałasu i światła) generowanych przez ruch samochodowy na zachowanie zwierzyny na przejściu (fot. 3). Uzyskiwano także informacje o kierunku migrac i czasie przebywania zwierząt na przejściu. Całodobowy zapis sekwenc filmowych migrującej przejściem zwierzyny prowadzono od 2007 roku. Urządzenie umożliwia określenie czasu migrac z dokładnością do 1 sek. W pracy przedstawiono wyniki badań migrac dzików prowadzone przez jeden rok (od marca 2008 roku do lutego 2009 roku). Zebrane wyniki z zarejestrowanych sekwenc filmowych analizowano dwukierunkowo tzn. uwzględniając: liczbę migrujących osobników poszczególnych gatunków, liczbę zdarzeń w ramach trzech przedziałów czasowych w czasie doby. Liczbę migrujących sztuk poszczególnych gatunków przedstawiono graficznie z podziałem na miesiące (rys. 3). Liczbę zdarzeń opracowano statystycznie. Analiza liczby sztuk przechodzących monitorowanym obiektem może nie w pełni obrazować skłonność poszczególnych gatunków do pokonywania przejścia. W przypadku stadnego przekraczania obiektu (chmara jeleni i wataha dzików) decyzję o migrac przejściem podejmuje osobnik przewodzący (licówka i locha). W związku z tym podjęto próbę przeprowadzenia analizy skłonności przekraczania obiektu traktując zarówno migrację jednej sztuki jak i watahy jako zdarzenie tej samej rangi. W ten sposób starano się wyeliminować niedoskonałość analizy wykonanej w oparciu o samą liczebność. Hipotezą wyjściową było założenie, że np. u dzików decyzję o migrac podejmuje locha a nie warchlaki. Celem analizy statystycznej było porównanie prawdopodobieństwo zdarzeń zarejestrowanych przez zestaw monitorujący modelowe przejście dla zwierząt. Jako zdarzenie przyjęto przejście pojedynczych sztuk dzików lub watah. Analizę migrac dzików zostały przeprowadzone w ramach poszczególnych miesięcy i czterech pór roku. Zdarzenia opisujące liczbę przekroczeń przejścia przez dzika lub watahy w ciągu doby zostały zaklasyfikowane do trzech rozłącznych przedziałów czasowych: pory wieczorno-nocnej (18:01-24:00), pory nocno-porannej (00:01-06:00) oraz pory dziennej (06:01-18:00). Dla porównania częstości przekraczania przejścia przez dzika w różnych okresach czasowych oraz w różnych porach roku zastosowano model logistyczny (Agresti 1984, McCullagh i Nelder 1989). Przyjęto, że pierwszą grupę stanowiły miesiące wiosenne (marzec, kwiecień, maj), drugą miesiące: czerwiec, lipiec, sierpień (okres letni), trzecią: wrzesień, październik, listopad (okres jesienny), czwartą: grudzień, styczeń, luty (okres zimowy). Stosując model logistyczny założono, że w eksperymencie badane są 4 niezależne obiekty (pory roku), reprezentowane przez liczę przekroczeń podlegającą klasyfikac z podziałem na wyróżnione 3 okresy czasowe. Liczba przekroczeń przejścia przez dzika lub watahy (liczba zdarzeń) została przedstawiona w tabeli 1. Niech oznacza prawdopodobieństwo przynależności badanej jednostki do j-tej kategorii (okres czasowy) odpowiadającej i-temu obiektowi (porze roku). Wówczas model logistyczny można zapisać w następującej postaci (Rao i Toutenburg, 1999): γ log = θ j + τi, j = 1,2 i = 1,2,3,4 (1) 1 γ gdzie θ j jest granicą j-tej kategorii, τ i jest efektem i-tego obiektu oraz γ jest j-tym skumulowanym prawdopodobieństwem odpowiadającym jednostkom i-tego obiektu γ = π +π + + π. Prawdopodobieństwa te wyliczone z modelu (1) przyjmują postać: 1i 2i
LICZBA OSOBNKIÓW exp θ j + τi γ =, j = 1,2 i = 1,2,3,4 1+ exp θ + τ j i (2) (Miller i inni 1993, Bakinowska i Kala 2007). Stosując ważoną metodę najmniejszych kwadratów, na podstawie wyników przedstawionych w tabeli 1 otrzymano oszacowania nieznanych parametrów θ i efektów obiektowych τ i (tabela 2). Korzystając z tych oszacowań, zgodnie z modelem (2), wyliczono. Oceny tych prawdopodobieństw zostały estymatory skumulowanych prawdopodobieństw przedstawione w tabeli 2, przy czym γ 1 i γˆ ˆ oznacza oszacowane prawdopodobieństwo przejścia przez przejście dzika w porze wieczorno-nocnej w ustalonej i-tej porze roku, natomiast γˆ 2 i oznacza oszacowane sumy prawdopodobieństw przejścia przez przejście dzika w porze wieczorno-nocnej i w porze nocno-porannej dla ustalonej i-tej pory roku. j Wyniki badań i dyskusja Analizy zarejestrowanych sekwenc filmowych wykazały, że z przejścia korzystała zarówno zwierzyna gruba jak i małe drapieżniki. W ciągu analizowanego roku odnotowano migrację z udziałem: 6138 dzików oraz 1,5 tys. saren, 1,4 tys. jeleni, 1,5 tys. lisów, 137 jenotów, 134 kun, 66 borsuków. Łącznie odnotowano w ciągu roku migrację 11 tys. sztuk zwierzyny grubej i drobnej. Migrację dzików w poszczególnych miesiącach przedstawia rys.3. Dziki najczęściej korzystały z przejścia od lipca do października oraz w kwietniu. W każdym z wymienionych miesięcy zarejestrowano ponad 600 sztuk, a w październiku aż 832 osobniki. Natomiast w maju na przejściu pojawiło się tylko 97 sztuk. Dziki częściej migrowały w porze wieczorno-nocnej (987 zdarzeń) (tab. 1). W porze nocnoporannej wystąpiło 807 zdarzeń, a w dzień 234 zdarzenia. W dzień najczęściej dziki migrowały w październiku (53) i w grudniu (57). Analizując pory roku stwierdzono, że najwięcej zdarzeń z udziałem dzików miało miejsce jesienią (678) i zimą (573). Latem zarejestrowano łącznie 456 zdarzeń a wiosną 321. 900 800 700 600 500 400 300 466 603 315 682 655 789 832 413 396 527 363 200 100 0 97 III IV V VI VII VIII IX X XI XII I II 2008/2009 Rys. 3. Migracja dzika (Sus scrofa L.) przejściem dla zwierząt nad drogą krajową nr 5
Tabela 1. Liczba zdarzeń tzn. przejść pojedynczych sztuk lub grup zwierzyny przez przejście nad drogą krajową nr 5 Miesiąc Pora wieczornonocna (18:01-24:00) Pora nocnoporanna (00:01-06:00) Dzik (Sus scrofa) Pora dzienna (06:01-18:00) marzec 84 42 1 127 kwiecień 88 66 13 167 maj 9 13 5 27 czerwiec 19 52 10 81 lipiec 63 102 5 170 sierpień 95 101 9 205 wrzesień 107 101 35 243 październik 128 110 53 291 listopad 79 45 20 144 grudzień 87 69 57 213 Suma zdarzeń styczeń 149 49 18 216 luty 79 57 8 144 Suma 987 807 234 2028 wiosna 321 lato 456 jesień 678 W tabeli 2 przedstawiono wartości umownych granic pomiędzy kategoriami, efektów obiektowych oraz prawdopodobieństw skumulowanych. Na ich podstawie stwierdzono, że częstość przejść dzika w wyznaczonych okresach czasowych różni się pomiędzy porami roku. Częstość przekroczeń przejścia dla zwierząt przez dziki różniła się wysoce istotnie wiosną i latem, a jesienią istotnie w porównaniu do przeciętnej częstości przekraczania przejścia przez dziki w różnych porach roku. Wartości efektów obiektowych i oraz wielkości prawdopodobieństw skumulowanych ˆ świadczą o tym, że dziki w porze wieczorno-nocnej przekraczały przejście częściej wiosną i zimą niż latem i jesienią, a w porze letniej rzadziej. Ponadto należy podkreślić, że zwierzęta przekraczały przejście najczęściej wiosną w porze wieczorno-nocnej. zima 573 Tabela 2. Wartości umownych granic pomiędzy kategoriami, efektów obiektowych, prawdopodobieństw skumulowanych. j 1-0,014 2 1,828 ˆ i wiosna) 0,304** ˆ j 1 (wiosna) 0,572 0,894 (lato) -0,257** ˆ j 2 (lato) 0,433 0,828 (jesień) -0,143* ˆ j 3 (jesień) 0,461 0,844 (zima) 0,096 ˆ j 4 (zima) 0,520 0,873 * istotność na poziomie =0.05 ** istotność na poziomie =0.01 ˆ 1i ˆ 2i
Przykładowe zachowania dzików na przejściu Dziki korzystały z przejścia zazwyczaj w grupach, ale dość często obserwowano migrujące pojedynki. Watahy często migrowały dwa razy w ciągu tej samej doby tzn. z północy na południe i w przeciwnym kierunku. Dziki migrowały stępem i kłusem, zdarzał się także galop i sporadycznie skoki. Odyńce przechodziły najczęściej powoli. Dziki często traktowały przejście jako miejsce żerowania. Dla przykładu 23 czerwca 2008 roku wataha składająca się z 3 dorosłych osobników i 5 młodych buchtowała na przejściu 5 minut. W dniu 27 lipca 2 dorosłe i 5 młodych żerowały na przejściu aż 14 minut, a 31 sierpnia 5 osobników aż 15 minut na środku przejścia. Zdarzało się, że dziki migrowały przez przejście jednocześnie z innymi gatunkami; np. 4 sierpnia dzik razem z lisem, 11 października dziki (2 dorosłe osobniki i 3 młode) razem z sarną z koźlęciem, 20 listopada dzik razem z lisem, 15 stycznia dziki 1 dorosły i 3 młode razem z bykiem. W efekcie przeprowadzonych badań stwierdzono że: monitorowane przejście nad drogą krajową nr 5 jest akceptowane przez dziki, bowiem korzystały one z przejścia bez obaw nawet w porze dziennej, częstotliwość migrac różniła się w poszczególnych porach roku i miesiącach. Wiosną i zimą dziki częściej przekraczały przejście w porze wieczorno nocnej niż latem i jesienią. W porze nocno-porannej najrzadziej przekraczały przejście wiosną, a najczęściej latem i jesienią, czas pokonywania i przebywania dzików na przejściu był zmienny i wynosił od kilku do kilkunastu minut. Zachowanie migrującej zwierzyny nie zawsze było zdeterminowane natężeniem ruchu samochodowego, o funkcjonalności przejścia zadecydowały parametry techniczne obiektu i sposób jego zagospodarowania. Zaprezentowane wyniki badań świadczą, że właściwie umiejscowione przejście, dobrze wkomponowane w otaczające środowisko leśne, z prawidłowo zaprojektowanymi rampami naprowadzającymi jest akceptowane przez dziki. Analizowane przejście o szerokości 30m w tym konkretnym przypadku (tylko 2 pasy ruchu) należy uznać jako funkcjonalne. Należy jednak mieć na uwadze, że w przypadku budowy przejść nad drogami o więcej niż dwu pasach ruchu szerokość obiektów powinna być większa. Przejścia dla zwierząt nad linią kolejową E 20 Monitorowane przejścia kolejowe w okolicach Rzepina oddano do użytku w listopadzie 2007 roku. Są to pierwsze w Polsce przejścia górne nad linią kolejową. Budowa przejść w tych miejscach była niezbędna, bowiem doszło tu do wykolejenia pociągu po koliz z watahą liczącą ponad 20 dzików. Przejścia zostały wykonane z jednoprzęsłowych łuków ze stalowych blach falistych współpracujących z gruntem (grubość blachy 7 mm). Szerokość użytkowa każdego z przejść to 40 m, rozpiętość w wezgłowiu wynosi 20 m. Obiekty wyposażone zostały w ekrany akustyczne i przeciwolśnieniowe, w postaci lekkiej konstrukc drewnianej. Obie strony przejść ogrodzono metalową siatką powlekaną PVC. Rys. 4. Tropy zwierzyny grubej
Zakres badań obejmował: inwentaryzację parametrów technicznych obiektów, identyfikację czynników przyrodniczych i antropogenicznych mających wpływ na akceptację przejść przez zwierzynę, przeprowadzenie wiz lokalnych w celu identyfikac tropów i śladów migrujących przejściami zwierząt, zebranie informac o funkcjonalności badanych przejść od specjalistów zarządzających monitorowanymi obiektami (leśnicy, myśliwi). Analizowano wysokość ekranów osłaniających oraz stan szaty roślinnej wprowadzanej na przejścia i rampy naprowadzające. Akceptację przejścia przez zwierzynę określano na podstawie zaobserwowanych tropów i śladów (fot. 4.). Tropienie przeprowadzano w miarę możliwości w okresie zalegania pokrywy śnieżnej. Tropy i ślady żerowania badano również w miesiącach letnich. Wiele cennych informac o funkcjonalności przejść uzyskano od leśników i myśliwych dzierżawiących obwody, na których były zlokalizowane obiekty. Fot. 4. Tropy na przejściu dla zwierząt wybudowanym w okolicy Rzepina (fot. M. Górna)
Przeprowadzone badania przejść dla zwierząt nad linią kolejową E 20 wykazały, że migrująca zwierzyna zaakceptowała oba obiekty (fot. 4). Sprzyjało temu: bardzo poprawny wybór lokalizac przejść, zastosowane parametry konstrukcyjne, sąsiedztwo mateczników, ograniczona antropopresja, częstotliwość przejazdów pociągów. Monitorowanymi przejściami migrowały między innymi: sarny, dziki i jelenie. Z przejść bez żadnych obaw korzystały lisy oraz na ogół bardzo ostrożne odyńce (pojedynki). Wnioski 1. Szlaki komunikacyjne o dużym natężeniu ruchu stanowią istotną barierę dla migrac zwierzyny i znacząco oddziaływają na środowisko. Główne skutki działania barierowego to: kolizje i wypadki drogowe z udziałem zwierząt, fragmentacja obszarów cennych przyrodniczo oraz rozdzielanie populac na izolowane subpopulacje. 2. Przejścia dla zwierząt są kosztownymi obiektami minimalizującym wpływ inwestyc liniowej na środowisko przyrodnicze. Celowa jest więc kontrola funkcjonalności oddawanych do użytku ekoduktów. Monitoring ma na celu kontrolę, czy zastosowane rozwiązania techniczne i biologiczne zostały przez zwierzęta zaakceptowane. Najpełniejszą analizę struktury migrac zwierzyny przez przejścia zapewnia telewizyjny zestaw obserwacyjno-rejestrujący z oświetlaczem podczerwieni. 3. Aby eliminować negatywne skutki grodzeń, celowe jest poszukiwanie i stosowanie nowatorskich rozwiązań takich jak np. urządzenie UOZ-1 alarmujące zwierzynę o nadjeżdżającym pociągu. Literatura Agresti A. (1984): Analysis of ordinal categorical data. Wiley, New York. Bakinowska E., Kala R. (2007): An application of logistic models for comparison of varieties of seed pea with respect to lodging. Biometrical Letters 44(2), 143-154. Curzydło J. (1999): Problem ekologicznych mostów i przepustów dla zwierząt wolno żyjących w Polsce. Międzynarodowe Seminarium. Ekologiczne przejścia dla zwierząt wolno żyjących i przydrożne pasowe zadrzewienia niezbędnymi składnikami nowoczesnych inwestyc transportowych. (Autostrady i linie kolejowe). Katedra Ekologicznych Podstaw Inżynierii Środowiska AR w Krakowie, ss. 169-170. Czerniak A. (2004a): The influence of the cement-ground road foundations on the content of heavy metals in the assimilatory organs of the trees growing in the ecotone forest area. Polish Journal of Environmental Studies, vol. 13/III, 22-27. Czerniak A. (2004b): Wpływ ruchu samochodowego na aktywność enzymatyczną poziomów próchnicznych leśnych gleb płowych. Pr. Kom. Nauk Roln. Kom. Nauk Leśn. PTPN 96: 131-141. Czerniak A. (2004c): Wytrzymałość na ściskanie cementogruntu ze zbrojeniem rozproszonym typu torus. Tenth International Conference Durable and Safe Road. Kielce 2004, Road and Bridge Research Institute, Warszawa. ISBN 83-89252-40-6: 253-261. Czerniak A. (2004d): Zanieczyszczenie i bioindykacja stref ekotonowych lasu mieszanego świeżego (LMśw) w zasięgu oddziaływania cementowo-gruntowych podbudów drogowych. Rozprawa habilitacyjna. Wydawnictwo AR w Poznaniu. Czerniak A. (2006): Horizontal and vertical migration of heavy metals leached out from forest roads cement-groun surfaces. Polish Journal of Environmental Studies, Vol. 15, No. 2A, 42-51.
Czerniak A., Górna M. (2010): Funkcjonalność przejść górnych. Wydawnictwo Naukowe Bogucki. Poznań, 199. Czerniak A., Górna M. (2009): Warunki bytowania zwierzyny w sąsiedztwie dróg. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Ochrona Środowiska i Estetyka a Rozwój Infrastruktury Drogowej. Kazimierz Dolny, 7-9.10.2009r. Materiały konferencyjne: 93-113 Czerniak A., Poszyler-Adamska A., Kayzer D. (2007): Ocena propagac hałasu komunikacyjnego na terenach zadrzewionych. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 1/2007. PAN Oddz. w Krakowie, Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi, 67-80. Górna M., Czerniak A. (2008a): Analiza migrac zwierzyny leśnej przejściami wybudowanymi nad szlakami komunikacyjnymi. Infrastruktura i ekologia terenów wiejskich, Polska Akademia Nauk, Oddział w Krakowie, strony: 219-234, ISSN 1732-5587. Górna M., Czerniak A. (2008b): Telewizyjny monitoring przejść dla zwierząt, Las Polski nr 21/2008, strony 16-17. Górna M., Czerniak A. (2009): Migracja jelenia szlachetnego Cervus elaphus L. przejściem dla zwierząt nad drogą krajową nr 5 w Wielkopolskim Parku Narodowym. Studia i Materiały Centrum Edukac Przyrodniczo-Leśnej. Zdobycze Nauki i Techniki dla Ochrony Przyrody w Lasach, pod redakcja Dariusza Anderwald, Rogów 2009, R.11. Zeszyt 2 (21): 109-116. Jędrzejewski W., Nowak S., Kurek R., Mysłajek R.W., Stachura K. (2004): Zwierzęta a drogi. Metody ograniczania negatywnego wpływu dróg na populacje dzikich zwierząt. ISBN 83-907521-3-1. Mccullagh P., Nelder J. A. (1989): Generalized linear models. 2nd ed. Chapman and Hall, London. Miller M. E., Davis CH. S., Landis J. R. (1993): The analysis of longitudinal polytomous data: generalized estimating equations and connections with weighted least squares. Biometrics 49, 1033-1044. Rao C. R., Toutenburg H.(1999): Linear Models. 2nd ed. Springer-Verlag, New York. Trocme M., Magnin B., Lebeau R.P. (1996): La reconstitution de corridors ecologiques: une reponse an morcellement croissant des habitats. ENV. No 4/1996, 27-29. Tyburski Ł. (2009): Wypadkowość zwierzyny na drogach. Maszynopis w Kat. Inżynierii Leśnej Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu.