Impacts of road networks on brown bear (Ursus arctos) and mitigation measures

Abstract

Road networks, with their multiple impacts on the landscape and wildlife, are considered one of the main drivers of biodiversity loss. The most important road effects on wildlife are the road-related mortality and the barrier effects, which may isolate certain sub-populations increasing their extinction risk. Large mammals are particularly vulnerable to road effects due to their wide-ranging movements and low reproductive rates. Road construction projects have always been promoters of development for humans, but their negative road effects on biodiversity should be minimized (Chapter I). The mitigation hierarchy (avoid, mitigate, restore, compensate) is now being recommended, aiming to achieve no net loss outcomes, or even net gain outcomes. Thus, during the past 20 years, more and more mitigation measures have been tested and adopted to mitigate road effects. The common practice is to deal with mitigation during road construction, and hence, manage road verges and adopt and adapt measures on the roadway from the start. The main two goals to achieve are animal-vehicle collision reduction and connectivity preservation. To this end, there are many available mitigation measures that cover a wide range of costs and effectiveness. Animal-vehicle collisions is the most profound road effect on wildlife and their reduction has been one of the main goals of mitigation strategies worldwide. In Greece, the most known animal vehicle collisions involve brown bears, and the outcome of bear-vehicle collisions usually results in human injury, extensive property damage and animal fatality. Thus, we investigated these collisions from 2005 to 2020 in northwestern Greece (Chapter II). We recorded 101 bear-vehicle collisions and identified four collision hotspots, where 58% of total collisions occurred. The number of collisions with bears seems to follow activity patterns and hence, most collisions occurred during mating and hyperphagia. They also happened during the night when animals are more active, and there are low conspicuity conditions. Our results also showed that most collisions were most probably unavoidable as the estimated stopping distance was larger than the respective sight distance. There is not a “one size fits all” mitigation strategy. Rather, we should utilize all available knowledge and tools to effectively mitigate roadkill hotspots, while raising driver awareness and promoting vigilant driving in unfenced areas. Roads are also a barrier for wildlife, and it is crucial to act proactively and preserve connectivity by creating safe crossing opportunities for wildlife. To this end, the cooperation of wildlife experts and engineers is crucial to achieve permeable roads. We investigated the case study of E65 and followed a method that enabled us to evaluate the need for design adaptations to limit the motorway’s impact on brown bears (Chapter III). CALLISTO supplied past telemetry and denning data, as well as raw field data from transect surveys (biosigns) and camera-traps. Using these, we calculated relative abundance and estimated biosign density. Following, we mapped habitat suitability in the area of the motorway alignment and connectivity of the study area as is, before the motorway construction and as it will be after the motorway construction. In turn, we utilized these results to calculate two cumulative indexes, one for the state before the motorway construction and one for the state after, to assess location significance (by 660m segment) and identify areas where it is crucial to preserve permeability. We also examined all the foreseen crossing structures and used a sorting key to classify them in four suitability categories. Lastly, we juxtaposed the cumulative indexes with the foreseen crossing structures and used a simple process to determine whether the foreseen structures per segment are adequate, or connectivity should be somehow enhanced. We used a similar process to also evaluate the impact of all accompanying constructions, such as borrow and rubble pits, construction roads, etc. After careful consideration of our results, we drafted mitigation proposals to mitigate road effects on brown bears. We considered animal disturbance and collisions with vehicles, but the majority of detailed proposals refer to measures and adaptations in crossing structures that can enhance connectivity and ensure that the motorway will be permeable. We further propose the incorporation of two additional structures to the motorway designs. The implementation of all suggestions drafted can render the motorway permeable up to 72%, with only a handful of short (>1.3 km and <2 km) stretches remaining as impermeable for bears. We also drafted respective suggestions for the accompanying constructions that seem to have a strong impact on bear habitat suitability and will greatly disturb probable denning sites. With societies demanding consideration of ecological issues within any construction project, road planners attempt to incorporate biodiversity issues into road design. Hence, over the past few decades, several mitigation measures have been tested and implemented to reduce the impact of roads on wildlife. Still, there are caveats to be considered and hence, the input of road ecologists is deemed necessary to efficiently tackle road effects. Wildlife experts should follow comprehensive methodologies and draft detailed mitigation proposals, as exact specifications, and siting and spacing are crucial factors in achieving mitigation success. The close cooperation of wildlife experts and road planners is vital in keeping the socio-economic needs of humans and the needs of wildlife balanced within comprehensive, cost-effective mitigation strategies.

Τα οδικά δίκτυα διεισδύουν στο τοπίο δημιουργώντας πληθώρα περιβαλλοντικών προβλημάτων, αποτελώντας πλέον μια από τις σημαντικότερες αιτίες απώλειας της βιοποικιλότητας. Οι πιο σημαντικές επιπτώσεις τους στην άγρια πανίδα είναι η αυξημένη θνησιμότητα λόγω τροχαίων ατυχημάτων και η απομόνωση πληθυσμών εκατέρωθεν των οδικών αξόνων λόγω φραγμού στη μετακίνηση. Τα μεγάλα θηλαστικά είναι ιδιαιτέρως ευάλωτα στις επιπτώσεις των δρόμων εξαιτίας των μικρών πληθυσμιακών πυκνοτήτων και των μικρών αναπαραγωγικών ρυθμών τους, ενώ οι ανάγκες τους για εκτεταμένες χωροκράτειες και η διασπορά τους σε μεγάλες αποστάσεις αυξάνουν τον κίνδυνο τροχαίων ατυχημάτων. Οι δρόμοι από την αρχαιότητα αποτελούσαν αρωγούς ανάπτυξης για τον άνθρωπο, αλλά συνοδεύονται από αρνητικές επιπτώσεις στη βιοποικιλότητα, οι οποίες πρέπει να μετριάζονται στο βαθμό που κάτι τέτοιο είναι δυνατό (Κεφάλαιο Ι). Σήμερα άλλωστε ο στόχος, όσο αφορά σε κατασκευαστικά έργα, είναι ο εκμηδενισμός των επιπτώσεών τους στη βιοποικιλότητα ή ακόμα και το θετικό αντίκτυπο. Βάσει αυτού, στα μεγάλα κατασκευαστικά έργα, όπως είναι οι αυτοκινητόδρομοι, προτείνεται η παρακάτω προσέγγιση ιεραρχικά: πρόληψη – ελαχιστοποίηση – αποκατάσταση – αντιστάθμιση. Κατά την τελευταία εικοσαετία, καταγράφεται αυξητική τάση στη λήψη μέτρων για τη βελτίωση των οδικών δικτύων και τη μείωση των επιπτώσεών τους στη βιοποικιλότητα. Η κοινώς αποδεκτή πρακτική που εφαρμόζεται διεθνώς κατά τη κατασκευή σύγχρονων αυτοκινητοδρόμων είναι η λήψη μέτρων που διευκολύνουν τη μετακίνηση άγριων ζώων, καθώς και περιβαλλοντική διαχείριση των παρυφών του δρόμου. Τα διαθέσιμα εργαλεία είναι πολλά και ποικίλουν σε αποτελεσματικότητα αλλά και σε κόστος. Τα τροχαία ατυχήματα με την πανίδα αποτελούν την πιο εμφανή επίπτωση των οδικών δικτύων στην πανίδα και πέρα από κύριος παράγοντα μη φυσικής θνησιμότητας της άγριας πανίδας, αποτελούν ζήτημα οδικής ασφάλειας, που φέρει και οικονομικές προεκτάσεις αφού τα τροχαία συνοδεύονται από καταστροφή ιδιοκτησίας. Ως εκ τούτου, η μείωσή τους είναι ένας από τους βασικούς λόγους υιοθέτησης εργαλείων μετριασμού. Στην Ελλάδα, πολύ γνωστά είναι τα τροχαία ατυχήματα με αρκούδες λόγω των σχετικών δημοσιευμάτων, με συνήθη κατάληξη τη θανάτωση του ζώου, υλικές ζημιές και τραυματισμό των επιβατών του οχήματος. Εξού, μελετήσαμε τα τροχαία ατυχήματα με αρκούδες 2005-2020 (Κεφάλαιο ΙΙ). Καταγράψαμε 101 τροχαία ατυχήματα με αρκούδες και εντοπίσαμε τέσσερεις περιοχές υψηλής συχνότητας, όπου συνέβησαν το 58% αυτών. Ο αριθμός των τροχαίων στο χρόνο φαίνεται να ακολουθεί τα πρότυπα δραστηριότητας τους είδους και τα περισσότερα ατυχήματα καταγράφηκαν κατά την περίοδο του ζευγαρώματος και την περίοδο της υπερφαγίας. Επιπλέον, η πλειονότητα συνέβη κατά τη διάρκεια της νύχτας όποτε το είδος είναι πιο δραστήριο και η ορατότητα είναι χαμηλή. Τα αποτελέσματά μας ακόμα έδειξαν ότι τα περισσότερα ατυχήματα μάλλον δεν θα μπορούσαν να έχουν αποφευχθεί γιατί η εκτιμώμενη απόσταση ακινητοποίησης ήταν μεγαλύτερη από την απόσταση ορατότητας. Δεν υπάρχει κάποια λύση που να μπορεί να εφαρμοστεί ως πανάκεια για τη μείωση των ατυχημάτων. Οι στρατηγικές για τη μείωση των τροχαίων ατυχημάτων πέρα από τη χρήση συγκεκριμένων μέτρων και εργαλείων σε περιοχές με υψηλή συχνότητα τροχαίων, πρέπει να περιλαμβάνουν και δράσεις ευαισθητοποίησης των οδηγών για αύξηση της εγρήγορσής τους κατά την οδήγηση. Όμως οι δρόμοι αποτελούν και εν δυνάμει σημαντικό φραγμό για την πανίδα και πέρα από τη μείωση των τροχαίων ατυχημάτων, κρίνεται απαραίτητη η πρόβλεψη και εξασφάλιση ασφαλών περασμάτων για την πανίδα για τη διασφάλιση της συνδεσιμότητας. Γι’ αυτό είναι κρίσιμη η συνεργασία των μηχανικών με ειδικούς επί της πανίδας για να εξασφαλίσουμε διαπερατά οδικά δίκτυα. Έτσι, μελετήθηκε ο αυτοκινητόδρομος Ε65 που πρόκειται να συνδέσει την κεντρική Ελλάδα με τον αυτοκινητόδρομο της Εγνατίας και πραγματοποιήθηκε λεπτομερής αξιολόγηση της χάραξης και προτάθηκαν βελτιώσεις με στόχο τη μείωση των επιπτώσεών του στον τοπικό πληθυσμό καφέ αρκούδας (Κεφάλαιο ΙΙΙ). Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα παρουσίας από διαδρομές και κάμερες υπερύθρου που συνέλεξε και μας παραχώρησε η ΚΑΛΛΙΣΤΩ. Επιπλέον , ΚΑΛΛΙΣΤΩ μας παραχώρησε παλιά δεδομένα τηλεμετρίας και φωλεοποίησης. Βάσει των παραπάνω υπολογίστηκε η σχετική αφθονία κατά μήκος της χάραξης, δημιουργήθηκαν χάρτης πυκνότητας βιοδηλωτικών ενδείξεων αρκούδας στην περιοχή μελέτης, χάρτης καταλληλότητας του ενδιαιτήματος και χάρτες συνδεσιμότητας για πριν και μετά την κατασκευή του έργου. Τα αποτελέσματα αυτά χρησιμοποιήθηκαν στη συνέχεια για τον υπολογισμό αθροιστικών δεικτών που υποδεικνύουν τη σημαντικότητα του εκάστοτε τμήματος του αυτοκινητόδρομου. Επιπλέον, εξετάστηκαν ένα προς ένα τα προβλεπόμενα τεχνικά περάσματα κατά μήκος της χάραξης και βαθμονομήθηκαν βάσει συγκεκριμένης κλείδας. Τέλος, συναξιολογήθηκαν οι αθροιστικοί δείκτες με το βαθμό καταλληλότητας των προβλεπόμενων τεχνικών περασμάτων ανά τμήμα ώστε να αξιολογηθεί το τμήμα ως προς τη διαπερατότητά του για την καφέ αρκούδα και να εντοπίσουμε τις θέσεις όπου κρίνεται απαραίτητο να υπάρχουν περαιτέρω επεμβάσεις για την άμβλυνση του αντίκτυπου του δρόμου. Με αντίστοιχο τρόπο, αξιολογήθηκαν και τα συνοδά έργα του αυτοκινητόδρομου, όπως είναι τα εργοτάξια, οι αποθεσιοθάλαμοι, οι δανειοθάλαμοι και οι εργοταξιακοί δρόμοι. Μετά από προσεκτική εξέταση των τεχνικών χαρακτηριστικών του αυτοκινητόδρομου και της αξιολόγησης της σημασίας της περιοχής της χάραξης, διατυπώθηκαν προτάσεις για μέτρα μείωσης των τροχαίων ατυχημάτων αλλά και μέτρα βελτίωσης της συνδεσιμότητας. Προτάθηκε η βελτίωση των προδιαγραφών των προβλεπόμενων τεχνικών περασμάτων και η επιπλέον κατασκευή δύο διαβάσεων πανίδας, πέραν των προβλεπόμενων. Η υλοποίηση των προτάσεων που διατυπώθηκαν μπορούν να αυξήσουν τη διαπερατότητα του άξονα στο 72%, μειώνοντας το μήκος των μη διαπερατών περιοχών. Η αντίστοιχη αξιολόγηση των συνοδών έργων εντόπισε σημεία που θα επηρεάζονταν έντονα και εξού, διατυπώθηκαν προτάσεις για τη μείωση και του αντικτύπου των συνοδών έργων στο είδος.Οι σύγχρονες κοινωνίες απαιτούν από τις μεγάλες εταιρείες να έχουν φιλική προς το περιβάλλον πολιτική στο πλαίσιο της εταιρικής κοινωνικής ευθύνης και επομένως, πλέον οι κατασκευαστές των δρόμων επιχειρούν να συμπεριλαμβάνουν τον παράγοντα της βιοποικιλότητας στο σχεδιασμό τους. Υπάρχει πληθώρα πιθανών εργαλείων μετριασμού των επιπτώσεων που χρησιμοποιούνται μεμονωμένα ή σε συνδυασμό αλλά υπόκεινται σε περιορισμούς και η αποτελεσματικότητά τους κρίνεται στη λεπτομέρεια αφού εξαρτάται μεταξύ άλλων και από τον τρόπο χρήσης τους. Ως εκ τούτου, κρίνεται κρίσιμη η στενή συνεργασία ειδικών επιστημόνων για την πανίδα με τους μηχανικούς και σχεδιαστές των οδικών δικτύων ώστε να επιλεγούν τα κατάλληλα μέτρα μείωσης των επιπτώσεων των δρόμων και να χρησιμοποιηθούν σωστά για την επιτυχή ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων των δρόμων, διατηρώντας ισορροπία μεταξύ του κόστους και του προβλεπόμενου οφέλους.