海上風電場對鳥類行為的影響分析

陸忠民 張志宏 徐凌云 丁玲 俞曉峰 王倩

（1.上?？睖y設計研究院 上海 200434；2.上海東海風力發電有限公司 上海 200433)

1 前言

近年來，隨著全球能源、資源和環境問題的突出，特別是全球氣候變化日趨明顯，風電越來越受到世界各國的高度重視，海上風力發電因其具有較好的風能條件和遼闊的海域面積等獨特優勢正成為風力發電領域的新亮點。

根據全球風能協會的統計報告，2012年全球海上風電累計裝機容量高達 5410MW，同比增長31.4%。世界海上風電仍主要集中在歐洲，占世界海上風電裝機容量的90%左右，未來海上風電場更是朝著大型化發展。

我國海上風電起步較晚， 2010年6 月，我國首座大型海上風電場——上海東海大橋海上風電場的投產，成為歐洲之外的第一個大型海上風電場。“十二五”期間，中國將積極開展海上風電項目示范，促進海上風電規?；l展，海上風電正處于加快發展的態勢。

海上風電場按水深可分為潮間帶風電場、近海風電場和深海風電場。目前我國已建成投運的東海大橋海上風電場和歐洲已建的主要海上風電場水深都在50m以內，屬潮間帶和近海風電場。近海海域及島嶼既是風能資源豐富地區，同時也是鳥類遷徙的主要通道和棲息地,海上風電場的建設產生的干擾和障礙都有可能對鳥類的棲息、覓食、飛行等行為產生一定的影響。其影響因素是多變的，取決于多種因素，包括風電場周圍的環境特征，氣象特征，周圍現有鳥類的數量和種類，鳥類棲息、覓食的習性等。海上風電場對鳥類行為影響主要有以下幾個方面：

（1)對鳥類棲息地和覓食的影響；

（2)由于風機干擾或者形成障礙引起的對鳥類遷徙的影響；

（3)由于撞擊風機引起的對鳥類生存的影響；

（4)風電場建設和運行期間的噪聲、電磁場影響。

我國海上風電場建設尚處于起步階段，海上鳥類監測和調查不容易開展，因此目前國內在海上風電場對鳥類的影響方面的研究較少。本文通過對國外海上風電場鳥類影響的研究成果梳理，總結了海上風電場對鳥類行為學方面的影響，以期為我國海上風電場的鳥類影響評估和生態保護提供借鑒。

2 對鳥類棲息和覓食的影響

風電場對鳥類的干擾影響隨著建設區域生境的差異、風電場選址和規模的不同以及區域分布鳥類種群對風電場敏感性的不同而不同。風電場選址避開鳥類重要棲息地以及鳥類自身的趨避、適應行為均可降低風電場建設對鳥類棲息覓食的影響。

研究表明，鳥類可成功改變飛行方向以避開風機進行覓食，某些鳥類對風電場建成后的生境還會產生適應性。Petersen等專家曾對 Horns Rev海上風電場區域的黑海番鴨（Common Scoter)開展了調查，發現黑海番鴨在風電場海域的覓食現象比以往任何一次調查都常見，究其原因可能是風電場建成幾年之后，黑海番鴨已經習慣了在風電場區域內覓食。如果風電場選址避開了鳥類重要的棲息地，這種直接的棲息地喪失對鳥類的影響非常有限。

關于海上風電場風機、輸電線路、變電站產生的噪音和電磁干擾對鳥類的影響，A.L.Drewitt 和R.H.W.Langston開展了研究，認為噪音和電磁干擾會對鳥類的遷徙路線產生一定的影響，同時風電場輸電線路、變電站會侵占海岸灘涂、濕地，也會間接影響鳥類對這些生境的棲息利用，但這種影響的表現程度并不十分明顯。

據統計，風電場對鳥類產生的最大影響范圍為 800m，繁殖鳥是 300m。國外海上風電場對鳥類分布的影響距離如表1所示。

表1 風電場運行對鳥類分布的干擾影響

3 對鳥類遷徙的影響

海上風電場對鳥類遷徙的干擾程度與很多因素有關，鳥類在風電場建設初期對風電場表現出趨避特征比較明顯，但是隨著時間的推移，部分鳥類會對風電場內的環境會產生適應性，從而在數量上會有所增加。

風電場建設給鳥類遷徙帶來的不利影響，主要表現為鳥類的趨避行為會使鳥類選擇遠離風機飛行，從而在一定程度上減少了鳥類的活動范圍，這也是風電場的屏障效應，但從另一個角度來說，鳥類對風電場的這種趨避行為也可以減少鳥類碰撞風機的風險。風電場對鳥類的干擾程度取決于一系列的因素，包括季節、鳥類物種、鳥類的集群規模、鳥類的適應程度、鳥類對風電場建設區域的利用格局、風電場建設區域到重要棲息地的距離、風電場周邊可替換棲息地的可提供性、風機的類型以及鳥類所處的生活史周期（越冬、換羽、繁殖等)等。

Bech和Petersen等學者曾對丹麥Horns Rev海上風電場附近遷徙鳥類的行為進行跟蹤觀測，研究發現風機建設后，主要鳥類黑海番鴨的分布范圍發生改變，且其在風電場周邊 2～8km范圍內的出現頻率明顯下降。而在遷徙季節，大部分鳥類會繞過風電場遷飛，只有少部分會穿越部分風電場區域。同時，也發現風電場建成一段時間之后，部分鳥類會對風電場內的環境產生適應性，如小鷗（Larus minutus)和普通燕鷗（Sterna hirundo)。

krijgsveld等人采用望遠鏡掃描和全自動雷達觀測相結合的方式對鳥類通過風電場的飛行路徑進行了研究，結果表明，鳥類的通量在風電場建設后大大低于風電場建設前所測得的，這也許不全是由于風電場的存在造成的，但與海上風電場特定的離岸位置和風電場區域作業漁船數量的顯著減少有一定的關系。

4 鳥機相撞的影響

當風機安裝在鳥類飛行通道上時，鳥類在遷徙過程中存在與風機相撞而受傷或死亡的風險，這是影響鳥類生存的最直接也是最嚴重的影響形式。鳥類與風機相撞的風險在很大程度上取決于鳥類的飛行高度。

根據多年鳥類觀測統計結果，一般鳥類在直接的長距離遷徙飛行過程中飛行高度通常較高，絕大部分鳥類的飛行高度在 150m以上，其中大型鸻鷸類在150～400 m之間，鷺類在150～600 m之間，鸛類在350～750 m之間，鶴類在300～700 m之間，鴨類在150～500 m之間，雁類（包括天鵝)在 350～12000 m之間。風機葉片通常高度為30～130m，因此，風機運行對候鳥長距離遷徙的碰撞風險不大。

通常鳥機相撞的風險可能發生在鳥類的當地遷徙活動中，鳥類由于覓食的需要，通常會在覓食地和棲息地之間往返遷飛，這種遷飛由于飛行距離一般較短，其飛行高度通常要低于100 m，因而增加了與風機相撞的風險概率。當然隨著海上風機容量的增加，風機掃掠面積和高度都會增加和增高，鳥類撞擊到風機上而死亡的風險也會隨之增加。

國外海上風電場研究發現，鳥類與風機相撞概率會因不同區域、不同生境以及風電場建設規模、分布鳥類的不同而存在明顯差異，如表2所示。Pettersson在Utgrunden的海上風電場，觀察到有 500000只海鴨穿過風電場，卻沒有發生一起撞擊事件；Kahlert在丹麥的Nysted海上風電場用雷達進行的研究表明白天大部分鳥類在距風電場3 km以外就開始改變飛行路線，而晚上在1km左右改變方向，在風機群周邊飛行時表現出明顯的躲避行為；同樣的，Pettersson在瑞典的 Kalmar Sound目視觀察絨鴨的移動對兩個近岸風機的反應，在150萬只遷徙水鳥中，只有1次撞擊事件。

表2 鳥和風機撞擊概率

此外，研究發現撞擊死亡率通常與風機的轉速呈一定的相關關系，一般變速的風機對鳥類的影響較大。但即使如此，在許多情況下仍然有80%以上的鳥類可以穿過變速的風機而不受絲毫損傷。

同樣研究監測還發現鳥撞風機也與環境因素有關。在天氣晴好的情況下，即使在鳥類數量非常多的海岸帶區域，鳥類與風機撞擊的機率基本為零。而大風、雨天、起霧天氣和漆黑的夜晚會降低鳥類對飛行的操控能力，在這些條件下遷徙鳥的飛行高度會降低，促使鳥類與風機的撞擊的風險增加，而且在惡劣天氣條件下，風機上的燈光對鳥類的吸引會增強，變成影響夜間遷徙鳥類安全的一個非常重要的因素，增加了鳥機相撞的風險。

綜上所述，通常情況下，鳥類在長距離遷徙時飛行高度較高，且在風機群周邊飛行時會表現出明顯的繞避行為；僅在惡劣天氣以及低空遷飛覓食的情況下才會增加與風機相撞的概率，因此風機運行對鳥類長距離遷徙的碰撞風險不大。

5 結論

（1)海上風電場的建設會使鳥類產生趨避行為，在一定程度上減少鳥類的活動范圍，但是只要海上風電場選址避開了鳥類的棲息地，其對鳥類棲息和覓食的干擾影響有限。

（2)海上風電場對鳥類遷徙的干擾程度與很多因素有關，在海上風電場建設初期鳥類一般會表現出明顯的趨避行為，但是隨著時間的推移，部分鳥類會對風電場內的環境會產生適應性。

（3)鳥類在長距離遷徙時飛行高度較高，通常會對風電場表現出明顯的繞避行為而不會發生嚴重的碰撞，僅在惡劣天氣以及低空遷飛覓食的情況下才會增加與風機相撞的概率，因此風機運行對鳥類長距離遷徙的碰撞風險不大。

（4)海上風電場對鳥類影響因素復雜，會隨著時間而發生改變，因此在其長時間運行之后對鳥類的棲息、遷徙、生存等行為的影響作用還有待進一步研究。

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