【摘 要】
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风能作为一种清洁能源有利于减少二氧化碳的排放,在近十几年中,风能在全球范围内得到了快速的发展,截止到2019年全球总装机容量超过590GW,相比2015年增加一倍。但是当前大量研究已表明风力发电厂会对飞行鸟类产生负面影响,这些影响可以分为直接和间接两类:(a)导致鸟类与之发生碰撞而死亡,尤其多发于高空迁徙和猛禽类鸟种;(b)风电场通过造成栖息地丧失、运动屏障、电磁辐射、噪音和振动干扰间接影响鸟类。
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风能作为一种清洁能源有利于减少二氧化碳的排放,在近十几年中,风能在全球范围内得到了快速的发展,截止到2019年全球总装机容量超过590GW,相比2015年增加一倍。但是当前大量研究已表明风力发电厂会对飞行鸟类产生负面影响,这些影响可以分为直接和间接两类:(a)导致鸟类与之发生碰撞而死亡,尤其多发于高空迁徙和猛禽类鸟种;(b)风电场通过造成栖息地丧失、运动屏障、电磁辐射、噪音和振动干扰间接影响鸟类。这些影响可能会导致鸟类栖息地偏移、行为变化和繁殖成功率下降等,并最终降低鸟类种群数量或生存概率。因此,如何平衡风能发展和水鸟保护已经成为一个全球生物多样性保护的重大议题。中国东海岸的长江河口由于其极高的生物多样性价值和伴随着经济开发而日益增长的环境压力,被视为世界上50个生态最敏感地区之一。其中崇明东滩位于长江入海口,在1998年被定为“Ramsar”湿地,是该地区最重要的水鸟保护湿地之一。其主要的水鸟类群包括鸻鹬类、雁鸭类、鹭类以及鸥类。同时由于崇明岛风力资源丰富,长江口外近海风功率密度300-330 w/㎡,为了利用当地丰富的风力资源,在崇明东滩鸟类国家级自然保护区外围建有两座风力发电厂。因此,崇明东滩面临着平衡风力发电发展与水鸟保护的问题,同时这里也为研究风电场对附近水鸟的影响提供了一个理想的研究区域,尤其是对位于周边生态系统顶端营养级的白鹭(Egretta garzetta)种群。首先为了探究崇明东滩风电场及其周边景观类型是否对周边白鹭的种群数量和行为造成了潜在的间接影响,在崇明东滩风电场区域和无风电场区域共设置了37个实验样方,计算每个样方中心距风电场的距离和样方内不同景观类型的占比(养殖塘边缘、沟渠、水稻田、盐沼草地、盐沼开阔水面、河流和其他),并于2019年6月-10月调查了样方中的白鹭种群数量和行为(休息、移动和觅食)。其次为了研究风电场附近飞行的白鹭是否有与其碰撞的风险,并且了解发生风险的概率与哪些生物和非生物因素有关,于2020年8月-11月分别在江苏南通和崇明东滩风电场附近搜集了飞行白鹭的飞行行为(有无碰撞风险、飞行高度和飞行方向)和其他环境因素(风速、风电机旋转和风电场排布)。通过对数据的分析处理得到以下几个结果:(1)在样方内共记录到白鹭2839只,每个样方的平均丰度为15.073±18.638只。白鹭的丰度不随距离风电场的距离发生显著变化。但白鹭丰度和样方内鱼塘边缘面积成显著正相关,而且和样方内盐沼湿地开阔水面占比成显著负相关。(2)在统计到的行为中,白鹭休息频率最高(42.4%),其次分别为觅食(37.3%)和移动(20.3%)。白鹭使用三种觅食类型的频率分别为:站立等待(44.3%),慢走觅食(45.1%)和快走觅食(10.5%)。移动行为和河流占比呈显著负相关,但三种行为类别都不受距风电场距离的影响。在三种觅食类型中,站立等待和风电场的距离成显著正相关,快走觅食和盐沼开阔水面占比成显著负相关。(3)我们总共记录到了336只白鹭个体在风电场飞行的指标。在风电场周围飞行的白鹭发生危险的概率为28.7%,回避的概率为71.3%,在南通风电场周围的白鹭发生危险的概率高于崇明东滩。白鹭在风电场周围飞行时最主要的飞行方向是穿越风电场(48.1%),其次为平行风电场(31.3%),反向飞行最少(20.6%)。白鹭在风电场附近飞行的高度大多数都位于风电机叶片旋转高度下方(93.7%),未观测到叶片上方飞行的个体。根据模型平均的系数结果,我们发现当风电机旋转时,白鹭在风电机附近飞行时发生风险的概率显著降低。在崇明单排风电场附近的白鹭比南通多排风电场附近的白鹭表现出更低的风险概率。当白鹭穿越风电场的时候,发生危险的概率会显著高于平行和反向风电场飞行。
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