道路の生態学

道路生態学は、道路や高速道路（公道）の生態学的影響（良い影響と悪い影響の両方）を研究する学問です。これらの影響には、騒音、水質汚染、生息地の破壊や撹乱、地域の空気の質などへの局所的な影響、および生息地の断片化、生態系の劣化、自動車の排出ガスによる気候変動など、交通機関によるより広範な環境への影響が含まれます。

道路、駐車場、その他関連施設の設計、建設、管理、および車両の設計と規制によって、その影響が変化する可能性があります。道路は、森林、草原、小川、湿地帯に重大な損害を与えることが知られています。^[1]道路自体による直接的な生息地の喪失や動物種のロードキルに加えて、道路は水の流れのパターンを変え、騒音、水質、大気の汚染を増加させ、近くの植生の種の構成を変える撹乱を引き起こして地元の在来動物の生息地を減少させ、動物の移動の障壁として機能します。道路は、特に熱帯林で、鉄道、送電線、運河などのインフラストラクチャと同様の影響を及ぼす線状インフラストラクチャ侵入の一種です。^[2]

道路生態学は、生態学者、生物学者、水文学者、エンジニア、その他の科学者など、さまざまな研究者による研究分野として実践されています。道路生態学の研究には、世界的にいくつかのセンターがあります。1) カリフォルニア大学デービス校の道路生態学センター^[3]は、この種のセンターとしては世界初でした。2) ブラジルのラブラス連邦大学のブラジル道路生態学研究センター^[4] 3) ノースカロライナ州立大学交通環境センター^[5] 4) モンタナ州立大学西部交通研究所の道路生態学プログラム^[6]です。道路生態学の研究に関する重要な世界会議もいくつかあります。1) インフラエコネットワークヨーロッパ (IENE) ^[7]は国際的ですが、主にヨーロッパに焦点を当てています。2 ) 国際生態学と交通会議 (ICOET) ^[8] 3) オーストラレーシア生態学・交通ネットワーク（ANET）^{[9]は、オーストラレーシア（亜）大陸に焦点を当てています。4) 絶滅危惧野生生物保護団体が検討している、南アフリカの道路生態学会議の可能性[10]}。

道路は空気の質に良い影響と悪い影響の両方を与える可能性があります。

化石燃料（および一部のバイオ燃料）を動力源とする自動車による大気汚染は、自動車が使用される場所ならどこでも発生する可能性がありますが、混雑した市街地の道路状況やその他の低速状況では特に懸念されます。排出ガスとも呼ばれる排出物には、ディーゼルエンジンからの粒子状排出物、NOx _[ ^11]、 [12]揮発性有機化合物^[12]、 [13]一酸化炭素^{[13 ]、および}ベンゼン^[14]などのさまざまなその他の有害な大気汚染物質が含まれます。大気汚染物質の濃度と呼吸器系への悪影響は、道路から少し離れた場所よりも道路の近くで高くなります。^[15]自動車が巻き上げる道路のほこりは、アレルギー反応を引き起こす可能性があります。^[16]二酸化炭素は人体には無毒ですが、主要な温室効果ガスであり、自動車の排出物は大気中のCO2濃度の増加、ひいては地球温暖化の重要な原因となっ_ています。

人口密集地域から交通を迂回させる新しい道路の建設は、元の地域の空気の質の改善をもたらす可能性がある。しかし、新しい道路は、誘発需要により、通常、全体的な排出量の増加につながる。^{[17]ティラナ外環状道路の開発のために実施された}環境社会影響評価調査 では、ティラナ市中心部の空気の質が改善されると推定された。^[18]

英国ヒンドヘッド近郊で建設中の新しい道路区間は、 A3道路の4マイル区間を置き換えるもので、新しいヒンドヘッドトンネルも含まれており、政府は、日常的な渋滞の解消、渋滞によって引き起こされるヒンドヘッドの大気汚染の除去、環境的に敏感なデビルズパンチボウル地域を横切る既存道路の撤去など、周辺地域に環境上の利益をもたらすと期待している。^{[19] [更新が必要]}

道路やその他の不浸透性表面からの都市流出水は、水質汚染の主な原因です。^{[20]道路から流れ出る} 雨水や雪解け水は、ガソリン、エンジンオイル、重金属、ゴミ、その他の汚染物質を拾い上げがちです。道路流出水は、ガソリンやその他の化石燃料の燃焼副産物として生成されるニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、鉛、多環芳香族炭化水素（PAH）の主な発生源です。^[21]

除氷剤や砂は道路脇に流れ出て、地下水を汚染し、表層水を汚染する可能性がある。^[22] 道路の塩分（主にナトリウム、カルシウム、マグネシウムの塩化物）は、敏感な動植物に有毒である可能性がある。 ^[23]砂は川底の環境を変え、そこに生息する動植物にストレスを与える可能性がある。いくつかの研究では、道路に隣接する集水域や水系と、研究対象の道路から離れた環境の水の物理的特性に明確な違いがあることがわかっている。^{[24]除氷剤、塩分、塩化物、および}窒素（N）やリン（P）などの粒子状汚染物質によってもたらされる栄養素は、隣接する水路で栄養段階のカスケードを引き起こす可能性がある。^{[25] [26]}

道路の凍結防止のために砂利とともに散布される化学物質は、主に塩と塩化カルシウムです。^[27]尿素などの他の化学物質も使用されます。^[27]これらの化学物質は、水の流れや水しぶきによって路面から排出されます。隣接する植物への重金属の 蓄積^[28]とは別に、道路から100メートル（110ヤード）離れた場所でも塩によって植生が被害を受ける可能性があります。^{[29]研究では、ほとんどの凍結防止化学物質の存在下で}オタマジャクシを育てた場合、オタマジャクシの生存率の低下や成熟時の性比の変化など、アメリカアカガエルの個体群動態に悪影響があることがわかっています。^{[30] [31]}

道路への塩の散布による水中の塩化物濃度の上昇は、道路端自体の局所的な現象ではなく、水路全体に広がる可能性がある。^[27]

道路上の自動車交通は、人間と動物の両方に影響を及ぼす可能性のある広範囲の周波数の騒音を発生させます。

騒音公害は環境悪化の要因として見過ごされがちで、通常は大きな影響はないと考えられていますが、交通騒音は野生生物に多くの迷惑をかけることがあります。野生生物に対する騒音の影響についての研究はますます増えています。モーターや走行中の車両構造物上の風によって発生する音、および車両通過時に空気や地面を介して伝達される超音波振動は、動物がコミュニケーションに使用している周波数範囲と振幅と重なることがあります。^{[32] [33] [34]}

いくつかの研究により、騒音は特に鳥類に悪影響を及ぼす可能性があることが明らかになった。主要道路からの騒音は鳴鳥の鳴き声を妨害したり妨害したりすることがあり、交尾、コミュニケーション、渡り、その他の目的に関連する本能的な鳴き声は道路からの騒音によって妨げられる。交通騒音にさらされている都市の鳥は、高周波数の歌を歌うため、鳴き声の振幅が大きくなり、騒音の中でも聞こえる可能性が高くなる。^[35]ある研究では、テストされた鳥に必ずしも直接的な致命的な影響は示されなかったが、騒音のために主要道路周辺の種の個体数が減少したことが示された。 ^[36]騒音の影響は、鳥類やその摂食行動など、特定の種の行動を変えることもある。鳥は、他の種からの聴覚的な手がかりや警戒信号が騒音公害によって隠されるため、捕食者を見つけるために視覚スキャンを使用する時間が増える可能性がある。摂食に費やす時間が減ると、道路の近くに生息する鳥の平均体重が低下する可能性があり、それが直接的に生存率に悪影響を及ぼす。^[37]慢性的な交通騒音への曝露は、ストレス誘発性コルチコステロン（生物がストレス因子にどれだけ強く反応するかの指標）のレベルを低下させることにより、鳥が他の一般的なストレスの合図に反応する能力を妨げます。^[38]鳥が捕食者などのストレス合図に適切に反応できない場合、これは生命を脅かす可能性があります。騒がしい環境では、交通騒音が親鳥の到着音を覆い隠すため、雛鳥が親鳥が到着したときに物乞いをする可能性が低くなります。 ^[39]この影響により摂食速度が低下し、雛鳥の体の大きさと巣立ち後の生存率が低下します。騒音にさらされた雛鳥は免疫機能の低下にも悩まされる可能性があります。^[40]

道路騒音は、特に高速走行の道路、交差点付近、上り坂の区間など、人口密集地に影響を与えると迷惑となる可能性があります。 多数の自動車が通行する道路システムでは、そのような場所では 騒音による健康への影響が予想されます。近くの敏感な受容器での騒音レベルを下げるための騒音緩和戦略があります。道路設計が音響工学の考慮によって影響を受ける可能性があるという考えは、1973 年頃に初めて生まれました。^{[引用が必要]}

スピードバンプは、通常、市街地に設置されますが、騒音公害を増大させる可能性があります。これは、特に大型車両が道路を使用する場合、特に夜間に当てはまります。

新しい道路は交通を人口密集地から遠ざけ、騒音公害を軽減することができます。英国シュロップシャーで計画されている新しい道路計画は、シュルーズベリー市街地の交通騒音を軽減することを約束しています。天然林のほとんどが伐採された地域では、道路によって作物を市場に運び、肥料を輸入することが容易になります。これにより、農場の収穫量と利益を増やすことができます。^{[41] [更新が必要]}

道路は動物の移動に対する障壁やフィルターとして機能し、生息地の断片化につながる可能性があります。^{[42]多くの種は}捕食の脅威のために道路によって作られたオープンスペースを横切ろうとしません^[43]また、道路は交通による動物の死亡率の増加を引き起こします。^[44]この障壁効果により、種が局所的に絶滅した地域への種の移動や再定着が妨げられるだけでなく、季節的に利用可能な資源や広範囲に散在する資源へのアクセスが制限される可能性があります。^[43]

生息地の断片化により、連続した大きな個体群がより小さく孤立した個体群に分裂することもある。^[42]これらの小さな個体群は、遺伝的浮動、近親交配による弱勢、個体群減少や絶滅のリスク増加の影響を受けやすい。^[43]この影響が観察されるかどうかは、問題の種の大きさと移動性、および断片化が発生する空間規模に大きく依存する。^[45]断片化はすべての種に同じように影響を及ぼすわけではない。

道路の存在は、生物種がアクセスできる生息地の量も減少させます。つまり、道路を横断せずに生物が利用できる生息地の量が減少するということです。とはいえ、道路の反対側の生息地が生物にとってアクセス不能になるかどうかは、種によって異なります。道路は、一部の生物にとっては透過性のある障壁ですが、他の生物にとっては不透過性の障壁です。^[46]

道路は、春季池に移動する両生類や爬虫類の個体群にとって特に危険である可能性がある。 ^[47]また、いくつかの種が巣の場所として利用しようとする道路脇の砂利にも危険である可能性がある。 ^[48]爬虫類の本能的な行動により、爬虫類は道路に向かい、死亡率の上昇につながる可能性がある。たとえば、ヘビは体温調節のために道路を熱源として利用する可能性がある。また、一部のカメは路肩に卵を産むことが確認されている。季節ごとの移動パターンにより、カエルやヘビが道路に接触し、死亡率の上昇につながることもある。^[36]

大都市近郊の交通量は週末の観光によって劇的な周期的変化を示す可能性があり、これが鳥の活動パターンの周期的変化を引き起こす可能性があります。^[49]また、道路への設置により、鳥が特定の場所を避けるようになる可能性もあります。なぜなら、その場所は（騒音や化学物質による汚染の増加により）居住に適さないとみなされるからです。特定の鳥の個体群は、より狭い居住可能な場所に閉じ込められることになり、病気や生息地の撹乱による絶滅の可能性が高まります。^[50]

食用動物が生息する森林を通る道路は、密猟を助長または促進する可能性があります。特に貧しい地域では、道路の建設により、個人消費のための密猟だけでなく、第三者への販売（消費用またはペットとして）も促進されています。^[要出典]

同様に、森林地帯での道路建設も、違法伐採業者が木材を運搬することを容易にするため、違法伐採を助長している。^[51]

ドライバー、特に林道を運転するドライバーの間で、速度制限を守り、用心深くあることへの意識を広める必要がある。環境保全グループは、PATH（Provide Animals safe Transit on Highways ^[52]の頭文字をとったもの）という啓発運動を開始し、インドで17,000km以上をカバーし、林道での安全運転の重要性を強調した。^[53]

動物が道路などの人工の障壁を安全に横断できるようにする野生動物横断路は、ロードキルを減らすだけでなく、理想的には生息地の連結性を提供し、生息地の断片化と闘うことを目的としています。^{[1] [54]野生動物横断路には、}地下道トンネル、高架橋、高架が含まれます。

ノースカロライナ州ワシントン郡のハイウェイ64号線沿いでは、野生動物用地下道が地元の野生動物に与える影響を分析する調査が行われた。調査対象区域のハイウェイの周囲にフェンスを張り巡らせた野生動物用地下道が3つ建設された。調査の結果、シカが地下道を最も多く利用し、横断回数の93%を占めていることがわかった。死亡率を計算したところ、地下道付近では死亡数が少ないことがわかった。これはすべての動物に当てはまるわけではない。一部の動物は行動範囲が狭いため、道路を横断するために地下道まで行く傾向がなかった。地下道はクマ、シカ、クーガーなどの大型哺乳類に最も有益である可能性が高い。地下道は死亡率を下げ、地元の種が主要道路沿いの生息地に適応する能力を高めることがわかった。^[55]

道路橋に沿ったフェンスや壁などの構造物は、鳥やコウモリが道路の上や橋の下をより高く飛ぶことを促し、車両との衝突の可能性を低下させます。^[56]鳥などの一部の動物は、繁殖期など、特定の時期に撹乱の影響を受けやすくなります。^[56]

道路から取り除かれた資材は、同じプロジェクト内の建設工事で再利用することも、他の場所で再利用することもできます^[57]。道路建設では、他の産業からの廃棄物も使用できます。

アスファルト舗装は、米国で最もリサイクルされている材料の1つです。道路から取り除かれたアスファルト舗装の80％以上が建設用骨材として再利用されていると推定されています。新しい舗装に混ぜたり、路盤材や充填材として使用したりできます。同様に、道路や建物の解体から出るコンクリートも骨材の優れた供給源になります。^[58]

道路建設に使用される廃棄物の一般的な例としては、石炭フライアッシュ（コンクリートを強化するために使用）、アスファルトシングルと細断タイヤ（アスファルト舗装に使用）、粉砕ガラスと製鉄所スラグ（骨材として使用）などがあります。^[58]

2012年に米国のアスファルト工場では、推定6,830万トンの再生アスファルト舗装材、186万トンのリサイクルアスファルトシングル、および100万トン以上のその他のリサイクル材料を使用して新しいアスファルトを生産しました。^[59]