Impacts of road traffic noise on wildlife Review · Impacts of road traffic noise on wildlife...
Transcript of Impacts of road traffic noise on wildlife Review · Impacts of road traffic noise on wildlife...
Centre d'Études techniques de l'Équipement de l'Est
Ministère de l'Écologie, de l'Énergie, du Développement durable et de l'Aménagement du Territoire
Impacts of road traffic noise on wildlife Review
Guillaume DutilleuxPCI Acoustique et Vibrations ERA 32 « Acoustique » Ifsttar
LRPC de StrasbourgFrance
Ste
ve G
arvi
e, C
reat
ive
Com
mon
s lic
ence
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 2
The Low-Fi soundscape● Anthropogenic noise is everywhere
● Reasons
● Multiple sources● Wide availability of constant energy● Urban sprawl and artificialization of areas●
● A major concern for human beings
● Large body of noise regulations ● A significant burden of disease
[Mill
er, 2
003
][W
HO
/Eu
rope
20
11]
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 3
Biodiversity
● A new concern : how to stop biodiversity loss ?
● Preserving habitats
● Protected aread: EU Natura 2000● Green infrastructure (FR trame verte et bleue)
● Acoustic communication in animals
● Essential in many species● Sometimes unwanted communication
● Susceptibility to noise
● Known for a few millenia● No double glazings
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 4
For terrestrial ecosystems● Why does acoustics matter for wildlife ?
– Biology of acoustic communication
– Evolution of acoustic communication
● Evidence of the impacts of anthropogenic noise
– On acoustic communication (hearing / signalling)
– Effects on demography or ecosystems
● Current practice on mitigation procedures
– Netherlands
– Germany
● Suggestions in the French context
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 5
Biology of acoustic (auto-)communication
● Correlation with size● Multiple generation modes● Several functions and modalities
– Intraspecific or interspecific– Wanted or not
● Energetics : to signal is tiring● Cope with ambient noise
– Masking– Perception :
● Detection● Discrimination
– Signalling : active space
Sur
lykk
e, K
alk
o, P
loS
on
e 2
008
Sue
ur
et a
l., P
loS
on
e 2
008
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 6
Evolution of the acoustic communication
● Signal optimization
– Efficient transduction– Environment-specific attenuation– Environment-specific noise – Mutual exclusion principle
● Relevance of acoustics in evolution
– Hearing predates signalling– Hearing frequency range is larger
than tessiture– Fewer secondary losses of audition
than of vision
[Ryan Brenowitz, 1985]
[Barber et al., 2009]
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 7
Masking
● Great bittern
● Golden oriole
● Common cuckoo
[Tegethof et. al., 2007]
[Weiserbs et Jacob, 2001]
[Tegethof et. al., 2007]
Marek Szczepanek, Creative Commons
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 8
Increase in singing frequency
● Confounding factors corrected : size and temperature.
● + 4.1 Hz / dB
● Insufficient adjustment to avoid masking
● Reduced active space
● How to find a good male ?
Litoria ewingii
Frogs [Parris et al. 2009]Birds [Parris et al. 2008]Insects [Lampe et al. 2012]
JJ H
arr
ison
, C
reat
ive
Co
mm
ons
lice
nce
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 9
Other behavioral effects
[Brumm 2004]
[Fuller et al. 2007]
TimingSound power level
Increasing redundancy
[Aubin et Jouventin, 2001]
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 10
Vigilance
● Mountain goat
● Gets used to train noise● No habituation to road trafic noise
– Characteristic posture as if threatened– Runs away at 400 m range from the vehicule
● Elk and large mammals
● Similar results in cases of aircraft flybys
● Stress
● Increased metabolic level● Exhaustion if the disruption is too frequent and the
availability of food is low
[Singer 1978] Ro
ber
t Sh
ephe
rd,
Cre
ativ
e C
om
mon
s lic
en
ce
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 11
Reduction in density
● Forests, meadows, agroforests● Road traffic noise :
– Obvious correlation between increasing noise and lower density
– Visible effects up to 1000 m– Sophisticated protocols (sampling methods, non standard
statistical tests)– Default cause to effect relationship– Several confounding factors– Problem with statistical significance (thresholds at 0.1 !)
[Reijnen et al. 1995][Waterman et al. 2003]
42-49
[Reijnen et Foppen, 1995][Peris et Pescador, 2003]
Daniel Pettersson, Creative Commons licence Andres Trepte, Creative Commons licence
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 12
Reduction in density (end)
● Road traffic (end)
● The exceptions are generalist species
● A lower dominant frequency is unfavourable
● A proof by industrial noise
● 27 species surveyed
● « No bias » protocol
● 1.5 times more passerine birds on control sites
● 1/3 of species are noise sensitive
[Rheindt, 2003]
[Habib et al., 2007]A
rdo
Be
ltz, C
rea
tive
Co
mm
on
s lic
enc
e
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 13
Reproductive success● Disrupting the balance between species
Pred./prey [Francis et al., 2009]Seed dispersal [Francis et al. 2012]
http
://w
ww
.ce
ll.co
m/c
urr
en
t-b
iolo
gy/
retr
ieve
/pii/
S0
960
9822
090
132
81
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 14
Evaluation and mitigation● Documented in few countries
● Netherlands
Caution:●Impossible to tell emission from propagation●Propagation over flat ground and basic corrections●Forest or forest ?●Single standard atmosphere●Birds only in two very large groups
[Reijnen et al. 1995]
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 15
Evaluation and mitigation
● Prediction of sensitivity
● Classification of species
Sensitivity to masking
Acoustic dependenceof functions
[Garniel et al. 2007]
Noise and/or distancethresholds
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 16
Evaluation and mitigation
● Group-dependent evaluation
● A straightforward measurement of biodiversity loss for over 200 species birds
[Garniel et al. 2010]
Assessment, mitigation and compensation addressed
Two-level approach●Standard●Extended
Caution●Little information on noise prediction:transposition to another country ?
●Potentially obsolete and unsuitablenoise prediction schemes
●Questionable recommendations onmitigation measurements
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 17
In the French context● NMPB 2008 / NF S 31-133:2011
● Different tools for different purposes ?
● From Lday to Ldawn ?
● Meteorological conditions
● Different solutions for differente scales
● Region: collective / railbound transportation● Infrastructure:
– Vertical cut– Traffic calming– Porous pavements
● Sétra information note in press
● Guideline development foreseen
Guillaume Dutilleux "Les effets du bruit routier sur la faune sauvage - Revue"
Journée SFA GABE-GBIO "Les effets du bruit anthropogénique sur la faune terrestre" - CETE Est/LRPC de Strasbourg - 3 décembre 2013 18
Conclusion and perspectives
● Evidence of negative impacts of anthropogenic noise
– Density, diversity, reproductive success
● Update and extend the current assessment and mitigation guidelines
– Toward an assessment species by species
– Birds and... mammals, amphibians, insects ?
– Apply the same approaches as in noise control: involve the acoustic consultant, computer models, meteo
● Improve noise prediction methods
● Account for noise in regulations on terrestrial sensitive species and protected areas, limit values ?
Centre d'Études techniques de l'Équipement de l'Est
Ministère de l'Écologie, de l'Énergie, du Développement durable et de l'Aménagement du Territoire
Thank you !
Guillaume DUTILLEUX ERA32 Acoustique
PCI Acoustique et VibrationsCETE Est / LRPC de Strasbourg
France
Au 1er janvier 2014, les 8 CETE, le Certu, le Cetmef et le Setra fusionnent pour donner naissance au Cerema.
...Alors je vais te dire une quelque chose, dit l'ours. Mes ancêtres ont habité cette région depuis que la forêt y pousse [...] Au début les hommes ne m'ont pas trop dérangé. Ils creusaient un peu le roc et en extrayaient un peu de minerai [...] le marteau ne cognait que quelques fois par jour […] Mais ces dernières années, depuis qu'ils ont construit cette usine à bruit, qui fonctionne au même rythme jour et nuit, je ne peux plus m'y plaire...
In Selma Lagerlöf, Le merveilleurs voyage de Nils
Holgersson à travers la Suède, Actes Sud, p326.