海摘要:随着全球对清洁能源的需求不断增长,风力发电作为一种重要的可再生能源,其发展速度迅猛。但风力发电场建设对生态环境的各个尺度上的影响,也日益受到关注。蝙蝠作为重要的生态系统工程师,在控制害虫、传播种子等方面发挥着重要作用。由于栖息地丧失、人为干扰等因素,许多蝙蝠物
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随着全球对清洁能源的需求不断增长,风力发电作为一种重要的可再生能源,其发展速度迅猛。但风力发电场建设对生态环境的各个尺度上的影响,也日益受到关注。蝙蝠作为重要的生态系统工程师,在控制害虫、传播种子等方面发挥着重要作用。由于栖息地丧失、人为干扰等因素,许多蝙蝠物种的数量正在下降,甚至面临灭绝的威胁。那么,风力发电场建设对蝙蝠种群,尤其是对蝙蝠的饮水和觅食行为产生了怎样的影响?
过去几个月,笔者与联合国《保护野生动物迁徙物种公约》能源工作组(ETF)的蝙蝠保护专家组团队共同推动了一项给世界自然保护大会(WCC 2025)的动议,并已经于1月15日前提交。而其中一位专家恰好是下面这项最新研究的作者。为助力全球环境治理、并供我国学者了解最新研究动态信息,编译分享信息如下,供感兴趣的读者们参阅。感谢该研究的通讯作者给笔者发来研究图片。本文仅代表资讯,供读者参考,不代表平台观点。(按/王芊佳)农业景观中的一个生态重要的小型水体(照片由Jon A. Juraez拍摄)感谢作者团队向“海洋与湿地”(OceanWetlands)供图
本文约6200字,阅读约12分钟
2025年1月16日,“海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到,联合国《保护野生动物迁徙物种公约》能源工作组(ETF)专家领导的研究团队在《生物保护》(Biological Conservation)期刊上发表了最新的学术论文。这篇来自德国莱布尼茨动物园和野生动物研究所的研究指出,风力涡轮机可能意外地影响蝙蝠的生活。该文章题为《风力涡轮机使蝙蝠远离饮水地点》(Wind turbines displace bats from drinking sites),该研究探讨了风力涡轮机是否会干扰蝙蝠的饮水和觅食活动,特别是在靠近涡轮机的水塘附近。
该文指出,蝙蝠是依赖水源进行饮水和觅食的物种,而风力涡轮机的逐渐增多可能对它们造成威胁。该研究表明,风力涡轮机的运行能够迫使蝙蝠远离重要的栖息地,尤其是那些它们常常在其中饮水和觅食的小型水塘。因此,研究人员提出了一个问题:风力涡轮机是否会将蝙蝠驱赶出这些关键栖息地?
为了探讨这一问题,研究人员使用自动化探测器在59个不同距离(约50~5000米)远离风力涡轮机的水塘中记录了蝙蝠的声音活动和觅食行为。研究对象为三种功能性觅食蝙蝠:开阔空间觅食蝙蝠(open space foraging bats)、边缘空间觅食蝙蝠(edge space foraging bats)和狭窄空间觅食蝙蝠(narrow space foraging bats)。研究发现,边缘空间觅食蝙蝠在这些水塘中最为常见,而开阔空间和狭窄空间觅食蝙蝠的数量较少。
进一步的分析显示,开阔空间和狭窄空间觅食蝙蝠的声音活动随着距离风力涡轮机的距离缩短而显著减少。也就是说,风力涡轮机的存在似乎迫使这些蝙蝠减少在水塘附近的活动。相比之下,边缘空间觅食蝙蝠的声音活动并未受到风力涡轮机的显著影响。
在觅食行为方面,研究人员观察到,开阔空间觅食蝙蝠在靠近风力涡轮机的水塘附近的觅食活动明显减少。而对于狭窄空间觅食蝙蝠来说,尽管其觅食活动也呈现出减少的趋势,但未达到统计学上的显著差异。更为显著的是,边缘空间觅食蝙蝠在风力涡轮机附近的水塘中并未出现觅食行为的改变。
这些发现表明,风力涡轮机在蝙蝠饮水和觅食栖息地附近的布局,可能会破坏蝙蝠的资源景观,进而影响蝙蝠的生存和种群数量。研究人员强调,避免风力涡轮机与蝙蝠重要栖息地的重叠,对于保护生物多样性,尤其是农田生态系统中的蝙蝠至关重要。
上图:研究区域位于德国勃兰登堡州东北部的Quillow流域,距离柏林约100公里。白色三角形表示风力涡轮机的位置,彩色圆圈则表示该研究的采样点(红色圆圈表示靠近风力涡轮机的水塘,蓝色圆圈表示远离风力涡轮机的水塘)。
本研究在德国勃兰登堡州北部的Quillow流域进行,距离柏林大约100公里。该流域的地理特征包括大范围的农业用地以及一些小片的森林和村庄。特别值得注意的是,流域内有超过1000个小型水塘,这些水塘被称为“冰碛湖”或“冰碛坑湖”,是由古代冰川形成的洼地,部分水塘常年有水,而部分则是季节性水体。由于该地区地势平坦且开放,成为了风力发电的重要区域,数百座风力涡轮机遍布其中,风力发电设施的建设对生态环境可能带来一定影响。
上图:农业景观中具有生态重要性的的小型水体(照片由Jon A. Juraez提供)
为了研究风力涡轮机对蝙蝠栖息地的影响,研究团队选择了具有常年水源的水塘进行声学监测。首先,研究人员对每个水塘进行了详细的环境评估,包括水塘的大小以及水塘与风力涡轮机、森林边缘、道路等因素的距离。这些数据是通过R软件和公开的地理数据层计算得出的,并确保所选的水塘之间没有显著的相关性。在最终选择的60个水塘中,有59个被用于后续分析。
为确保数据的准确性,研究人员在2022年7月的初期和末期选择了七个新月之夜进行数据收集。研究团队避开了满月时段,因为在满月的夜晚,蝙蝠可能会改变栖息地使用模式。此外,选择7月是因为这时当地的雌性蝙蝠正处于哺乳期的后期,能量消耗最大,且大部分水体会开始干涸,蝙蝠对常年水源的依赖性会更高。研究期间,环境条件相对稳定,气温在10°C到15°C之间,风速在9.9 m/s到12.2 m/s之间,避免了风暴或降雨等恶劣天气的干扰。
在数据收集的过程中,研究团队使用了自动化超声波记录仪(Batcorder 3.1)来监测蝙蝠的活动。这些记录仪被安装在离水面约5到10米的位置,且高度设定在1到1.5米之间。为了捕捉到蝙蝠的回声定位信号,记录仪的设置确保能够识别不同种类蝙蝠的低频回声。每晚,研究人员在最多十个水塘进行监测,但每个水塘仅采样一次,以避免数据重复。
一只与风力涡轮机旋转叶片碰撞而死的夜蝠。©Christian Voigt拍摄
蝙蝠的活动数据通过声谱图分析软件(BatExplorer)进行处理,研究人员手动分析蝙蝠的回声定位信号,并将其归类为三种不同的觅食群体。此外,研究人员还统计了蝙蝠的觅食回声,以便后续分析蝙蝠的觅食活动。在分析时,研究人员并未单纯依赖回声定位的次数,而是采用了“活动分钟”这一标准,这一方式能更准确地反映蝙蝠在某一水塘的活动情况。每个活动分钟表示至少记录到一次蝙蝠回声,这样避免了由于少量蝙蝠反复出现在同一水塘而导致的数据重复问题。
在数据分析阶段,研究人员使用了广义线性混合效应模型(GLMM)来分析风力涡轮机对蝙蝠活动的影响。研究假设是蝙蝠在靠近风力涡轮机的水塘附近活动会减少。为了验证这一假设,研究人员考虑了蝙蝠的觅食群体作为一个重要因素,并将其作为模型中的交互项。此外,研究还通过随机因子考虑了站点之间的差异,从而确保分析结果能够充分反映出不同站点的环境变异性。
一只因风力发电机而被驱逐的鼠耳蝠,远离了饮水地点。©Christian Voigt
【研究结论、讨论】
在这项研究中,研究人员记录了8391个蝙蝠回声定位信号,其中3056个来自伏翼(Pipistrellus pipistrellus),这也是最常见的物种;接下来是普通管吻蝠(Pipistrellus pygmaeus),共记录了1738次回声信号;纳氏伏翼(Pipistrellus nathusii)的回声信号有800次。此外,还记录了欧洲宽耳蝠(Barbastella barbastellus)的一次回声信号。根据这些回声信号,研究人员将伏翼、普通管吻蝠和纳氏伏翼等物种归类为“边缘栖息地觅食型”蝙蝠。
在其他蝙蝠中,山蝠属(Nyctalus)、棕蝠属(Eptesicus)和蝙蝠属(Vespertilio)的回声信号共2264次,这些蝙蝠被归为“开阔栖息地觅食型”蝙蝠。最后,记录了516次鼠耳蝠属(Myotis spp.)和16次长耳蝠属(Plecotus)的回声定位信号,所有这些蝙蝠被归类为“狭窄栖息地觅食型”蝙蝠。
所有这些8391次回声定位信号一共产生了2956分钟的总活动时间,其中包括352分钟的觅食活动时间。研究人员采用了Poisson混合模型来分析蝙蝠活动与风力发电机距离之间的关系,模型将地点作为随机因子,最终得出了令人关注的结果。模型的解释力较高,约为0.95(条件R²),其中固定效应的解释力为0.38(边际R²)。研究发现,距离风力发电机较近的水塘,对于“边缘栖息地觅食型”蝙蝠,活动并没有受到显著影响。但是,开阔栖息地觅食型和狭窄栖息地觅食型蝙蝠的活动在距离风力发电机较近的水塘附近显著减少。具体来说,与距离风力发电机5公里的水塘相比,开阔栖息地觅食型蝙蝠的活动减少了53%,而狭窄栖息地觅食型蝙蝠的活动减少了63%。
在觅食活动的分析中,结果也与总的蝙蝠活动一致。研究显示,风力发电机对蝙蝠的觅食活动产生了显著影响,尤其是对“开阔栖息地觅食型”蝙蝠影响较大。在风力发电机附近,这些蝙蝠的觅食活动减少了87%,而“狭窄栖息地觅食型”蝙蝠则显示出觅食活动减少的趋势,减少幅度为76%。
这项研究的目的,是想要探讨风力发电机是否会在蝙蝠重要的饮水和觅食地,尤其是在雌性蝙蝠的哺乳和断奶期,造成它们的迁移或回避行为。研究地点位于德国东北部的乌克马克地区,这里有广泛的农田、多个风力发电机,以及大量的小型水塘。这些小小的水塘,为当地的蝙蝠提供了饮水和觅食的场所。该研究表明,尽管风力发电机对“边缘栖息地觅食型”蝙蝠的影响不大,但“开阔栖息地觅食型”与“狭窄栖息地觅食型”蝙蝠的活动都在风力发电机附近显著减少。特别是,开阔栖息地觅食型蝙蝠的活动下降幅度更大,表明风力发电机的存在可能对它们的活动造成了很大的干扰。
这一现象与其他研究的发现一致,很多研究也表明,风力发电机的存在可能会使蝙蝠避开风机附近的水域,尤其是在风力发电机运转时。风力发电机的噪声和尾流湍流,被认为是可能的驱逐因素,这些因素对蝙蝠的影响尚未完全明了。虽然本研究没有直接测量风力发电机的噪声或湍流,但风力发电机的运转无疑是蝙蝠回避的一个关键因素。
有两种可能的原因,或许可以解释蝙蝠为什么会远离风力发电机。一种解释是,风力发电机的尾流湍流可能影响蝙蝠的飞行轨迹,尤其是对于飞行高度较高的蝙蝠物种。另一种解释是,风力发电机发出的噪声可能干扰蝙蝠的回声定位能力,从而使蝙蝠远离这些区域。虽然研究人员没有直接测试这些因素,但他们认为风力发电机的操作模式、噪声和尾流湍流无疑在蝙蝠回避的机制中起着重要作用。
这项研究的结论表明,风力发电机的存在可能导致蝙蝠的局部种群下降,尤其是那些依赖边缘栖息地和开阔栖息地的蝙蝠。这种下降不仅仅是由于蝙蝠在风力发电机附近遭遇伤害,更多的是因为它们选择远离这些区域。蝙蝠在生态系统中扮演着重要的角色,它们通过捕食昆虫害虫来为农田提供自然的害虫控制服务。如果风力发电机的建设不考虑蝙蝠栖息地的保护,可能会对农业生产产生间接影响,导致作物产量下降,并增加农药使用的需求。因此,研究结果强调了在风力发电规划和建设过程中,必须重视蝙蝠等野生动物栖息地的保护,避免因忽视栖息地的损失而影响生态平衡。
该研究的重要性在于,它揭示了风力发电与生物多样性保护之间的潜在冲突,尤其是在农业和自然栖息地交织区域。为确保可持续的能源发展与生态保护之间的平衡,避免风力涡轮机与蝙蝠关键栖息地的过度接近,成为了必须考虑的重要问题。作者团队指出,风力涡轮机的建设和布局在考虑能源效益的同时,还应当关注其对生态环境,特别是对依赖水源的蝙蝠等物种的影响。因此,合理规划风力涡轮机的位置显得尤为重要。
来源:科学吐槽大汇