廣東連州風電場鳥類多樣性及其對風機的響應

蔡國威， 袁倩敏， 梁健超， 魏龍， 蔡堅*， 丁志鋒*

(1.廣東省科學院動物研究所，廣東省動物保護與資源利用重點實驗室，廣東省野生動物保護與利用公共實驗室，廣州510260；2.廣州大學生命科學學院，廣州510006； 3. 廣東省森林培育與保護利用重點實驗室/廣東省林業科學研究院，廣州510520)

風力發電是指把風的動能轉為電能，具有無污染、可再生、儲存量大的特點。在能源短缺與環境保護矛盾日益凸顯的今天，風力發電得到了各國政府的高度重視。截止到2018年，世界風力發電占全球能源需求的4%，到2050年，風力發電產生的電力可能占全球電力供應的20%以上(Miaoetal.，2019)。中國在2010年新增風電裝機容量和累計裝機容量已超越美國，成為全球新增和累計風電裝機容量最多的國家，風電建設已取得了長足的發展。

在全球各地風電建設快速發展的同時，風力發電對其周邊環境的各種影響也引起了越來越多的關注，其中風力發電對生態環境的影響尤其是對鳥類的影響成為研究的熱點(Wangetal.，2015)。已有的研究顯示，風力發電主要影響鳥類的生存、遷徙和棲息地的利用(Drewitt & Langston，2006；Smallwood，2007；Krijgsveldetal.，2009；Pruettetal.，2009；Marquesetal.，2014；Wangetal.，2015；朱永可等，2016；Thakeretal.，2018；Miaoetal.，2019)。早期由于許多風電場選址在鳥類數量較多的區域(Colson，1995)，容易造成鳥類碰撞死亡(Drewitt & Langston，2006)；近些年，由于在風電選址上加強了對鳥類影響的考慮，鳥類與風機的碰撞率有所下降，在0.02～0.60只/風機之間(朱永可等，2016)，如對荷蘭3個大型風電場(1.65 MW)的研究發現，在秋、冬季3個月中平均的碰撞率為0.08只/風機(Krijgsveldetal.，2009)。其次，風力發電會導致鳥類改變遷徙路線或回避障礙物而造成不必要的能量損失(Langston & Pullan,2003)，丹麥Nysted海上風電場的雷達監測顯示，鳥類在白天和晚上分別在距風電場3 000 m和1 000 m處改變飛行方向(王明哲，劉釗，2011)；而部分研究認為鳥類的回避距離在100～3 000 m之間(Drewitt & Langston，2006)。此外，風電還會造成直接的棲息地喪失和間接的棲息地改變(Drewitt & Langston,2006)：直接的棲息地喪失占比為2%～5%(Foxetal.，2006)；而間接的影響可能導致棲息地地理結構的改變，涉及到水文模式或流動、風向和風力等的改變，影響較為復雜和不確定(Drewitt & Langston，2006)，對鳥類的影響范圍最大可達800 m(Percival，2005)，甚至對某些物種(如草原松雞Tympanuchuscupide)的影響范圍達1 600 m(Robel，2002)。

廣東地處熱帶、亞熱帶季風區，風能資源(平均風速、平均風功率密度)較大的地方主要分布在沿海地區和粵東西北海拔較高的山區。據規劃，廣東省2020年陸上風電裝機容量比2015年翻番，2030年風電裝機容量比2020年翻番，在今后5～10年，風電將繼續保持較大規模發展。粵北山區是重要的生態屏障和水源涵養地，同時也是風能資源儲量豐富的地區之一。探討該區域風力發電對鳥類多樣性的影響，將為風電建設與鳥類保護協同發展提供科學依據。

1 研究地和方法

1.1 研究地概況

連州市(112°7′～112°47′E，24°37′～25°12′N)位于廣東省西北部，小北江的上游，屬中亞熱帶氣候區，受季風影響。10月至次年3月盛行東北季風，4—9月盛行夏季風，主要是西南風，年均氣溫19.7 ℃，年均降雨量1 624.9 mm(http://www.lianzhou.gov.cn/zjlz/zrdl/dxdm/)。區內動植物資源豐富，主要森林植被類型有：常綠闊葉林、落葉闊葉林(主要有麻櫟Quercusacutissima、黃連木Pistaciachinensis、楓香樹Liquidambarformosana等)、山地常綠落葉闊葉混交、針葉林(以馬尾松Pinusmassoniana為主)。

連州風電場目前裝機總容量為190 MW，共95臺風力發電機組，塔筒高70 m，葉片長30 m。于2014年12月完成建設并投入運行，風機分布于清遠市連州市(縣級市)星子鎮和大路邊鎮的高山空曠地帶。

1.2 樣線設置

利用Google Earth遙感圖片，結合實地環境，對風機所處位置進行分析，根據生境具有代表性、交通方便、無多個風機相互疊加影響等原則，選擇32條調查樣線作為本項目監測樣線，每條樣線長約1 km。以離風機的距離為分組依據：100～300 m有6條，300～500 m有13條，500～700 m有8條，>700 m有5條。由于實際調查時樣線離風機的距離未能全部落在某一個距離范圍內，本研究以樣線的主要部分落在某一距離作為梯度分組依據。

1.3 鳥類調查方法

2019年1、3、4、5月，采用樣線法(Bibbyetal.，2000)對32條樣線進行鳥類調查。調查時步行速度為1～2 km·h-1，用雙筒望遠鏡(KOWA 8×42)觀察，記錄看見或聽見樣線兩側的鳥類種類和數量。每次調查在日出前30 min開始，11∶00結束；15∶00開始，日落前30 min結束。調查僅在天氣良好的情況下進行。

1.4 數據處理

對不同距離梯度的鳥類豐富度和多度進行數據的正態性檢驗和方差齊性檢驗，經檢驗以上數據均符合正態分布和方差齊性，故進行ANOVA分析，采用LSD法進行組間兩兩比較。以上分析在SPSS 22中進行。

2 結果

共記錄鳥類112種(附表)，隸屬于12目37科，其中雀形目Passeriformes物種數最多，有78種，其余各目皆在10種以下；畫眉科Timaliidae鳥類最多，有12種，其次為鶇科Turdidae，有10種，其余各科在1～9種之間；白頭鵯Pycnonotussinensis多度最高(607只)，其次為家燕Hirundorustica(406只)和強腳樹鶯Horornisfortipes(311只)，其他物種均在200只以下(圖1)。

總體上，鳥類豐富度和多度隨著離風機距離的增加而增加，其中500～700 m和>700 m樣線上的鳥類豐富度顯著高于100～300 m的； 500～700 m樣線上的鳥類多度顯著高于100～300 m和300～500 m 的(圖2)。鳥類科和屬的豐富度、種-屬比率也呈現出增加趨勢(>700 m除外)，而種-科比率則無明顯規律，其中500～700 m和>700 m樣線上科的豐富度顯著高于100～300 m的；500～700 m 樣線上屬的豐富度顯著高于100～300 m的(圖3)。

3 討論

本次記錄的鳥類以東洋界為主(76種，占67.86%)，古北界(19種)和廣布種(17種)相對較少，從中國動物地理區系來看，本研究地屬閩廣沿海亞區，鳥類組成代表了熱帶-亞熱帶成分，一些熱帶和亞熱帶的鳥類種類較為突出，如畫眉科、鵯科和鶯科等(張榮祖，1999)。在鳥類區系組成上，以留鳥為主(74種，占比66.07%)。與附近的南嶺保護區(直線距離約為50 km，217種；常弘，陳萬成，1997)和天井山林場(距離約為60 km，142種；劉志發等，2018)相比，本區域鳥類種類相對較少，在一定程度上體現出風電場選址避開了鳥類豐富區域，這與近10多年的報道一致：由于選址的相對合理，鳥類與風力渦輪機的碰撞率比早期下降(朱永可等，2016)。

鳥類豐富度和多度在離風機500 m以后變化不大，表明風機產生噪聲和對棲息地改變的影響主要在500 m以內的距離，這與前人的報道大致相同。如在徐聞沿海風力發電場的研究認為，距離風機250 m外對鳥類的影響較小，500 m外幾乎不受影響(魏科技等，2011)；荷蘭Oosterbierum海堤的風電對水鳥的最大影響距離為500 m(Winkelman，1992)；而荷蘭Urk海堤和比利時Zeebrugge海岸線的風電對水鳥的影響距離皆為300 m。這些結論的差異可能與風電場的規模、風機功率、所處地點、研究對象等的不同有關(Drewitt & Langston，2006)。實際上，由于風機功率的差異以及所處位置的不同等，風機產生噪音的影響和對棲息地物理改變的范圍也有所不同，其影響范圍在500～800 m之間(Robel，2002；Percival，2003；李文婷，2004；魏科技等，2011)。

科和屬的豐富度與物種豐富度的變化一致，這在一定程度上必然的：物種數越多，有可能會增加新的科和屬，導致了科和屬的豐富度呈現增加趨勢。而種-屬比率先增加后下降的趨勢，表明了在中等距離(300～500 m和500～700 m)不同屬的物種數在快速增加，而遠距離(>700 m)則是同屬的物種數在增加。這在一定程度上說明在中等距離時生境異質性吸引了不同生境偏好的物種生存，可能與生境異質性假說有關(Gaston，2000；Kerretal.，2001)；而遠距離的生境類型與中等距離相比變化不大但提供的資源總量在增加，因此同屬的物種數呈現出增加趨勢，可能與資源可用性假說一致(Endara & Coley，2011)。

毫無疑問，離風機300 m以內的區域是鳥類受到風機負面影響最大的區域。該區域以小型雀形目留鳥為主(71.21%)，這些鳥類在地面和灌草叢中活動(66.67%)，以各種無脊椎動物(57.58%)和植物(16.67%)為食，對風機的干擾有較強的耐受性，且飛行高度較低。風機建設主要導致這些鳥類的棲息地喪失和質量下降，及時為這些鳥類營造可替代的棲息地是減輕風機負面影響的措施之一(朱永可等，2016)；其次，對風電場鳥類的長期監測必不可少，這將為評估風電場負面影響提供數據基礎，并為協調風電建設與鳥類保護提供決策依據。

致謝：以下同志參與了野外工作：廣東省科學院動物研究所周智鑫、劉金成、張文穗,廣州翼林生態監測有限公司晁麗芳、羅慧娟,車八嶺國家級自然保護區張新旺，在此表示感謝。

附表 連州風電場鳥類名錄Appendix Bird list of the Lianzhou Wind Power Plant

續附表

續附表

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