风能的发展导致鸟类物种丰富度的下降

《Environmental Impact Assessment Review》：The development of wind power leads to a decline in bird species richness

本研究以中国县级行政区为单元，通过比较有无风力涡轮机（WTs）的县鸟类多样性，结合潜在分布模型计算WTs影响强度，并利用广义加性模型分析物种丰富度变化规律。结果表明：WTs存在显著负向影响，当影响强度超过0.2时，所有鸟类、留鸟和候鸟物种丰富度均显著下降。该研究为风电场选址和政策制定提供科学依据，促进可再生能源发展与生物多样性保护的平衡。

　　近年来，随着风力发电行业的迅速发展，其对鸟类种群的负面影响逐渐受到关注。风力涡轮机（WTs）作为可再生能源的重要组成部分，在全球范围内被广泛部署，以减少碳排放并推动可持续发展。然而，这种发展并非没有代价，尤其是在生态和环境层面。在中国，作为全球最大的碳排放国之一，实现“双碳”目标（碳达峰与碳中和）是推动能源结构转型的关键。风力发电在中国能源体系中的地位日益突出，不仅有助于减少温室气体排放，还对优化能源结构、实现碳中和目标具有重要意义。随着中国风力发电装机容量的不断增长，风力发电场（WFs）的建设规模也在扩大，这给生态环境带来了新的挑战。

风力发电对鸟类的影响主要体现在直接和间接两个方面。直接影响是指鸟类因与风力涡轮机发生碰撞而导致死亡。例如，在西班牙南部的一项研究中发现，风力涡轮机附近的金雕死亡率显著上升。这种直接的生态影响在某些地区可能尤为严重，尤其是在鸟类活动频繁、迁徙路径经过的区域。间接影响则更为复杂，包括噪声污染、栖息地碎片化以及鸟类因风力涡轮机的存在而改变其飞行路径和高度。例如，在美国大平原地区的一项研究发现，白尾鹿在风力涡轮机附近5公里范围内的繁殖率显著降低，而更远离风力涡轮机的区域则更有利于其繁殖。此外，一些研究指出，风力涡轮机对鸟类的影响还与建设区域的生态特征密切相关。例如，在生态适宜性较高的区域，风力涡轮机对鸟类的干扰更为明显；而在森林区域，风力涡轮机的影响则与森林结构有关，森林鸟类群落对森林质量的敏感性高于对风力涡轮机本身的反应。

尽管已有部分研究关注了风力发电对鸟类的影响，但这些研究往往局限于特定区域或个别风力发电场，缺乏对全国范围内鸟类多样性变化的系统性分析。这种局限性使得我们难以全面了解风力发电对生态系统的整体影响。因此，有必要进行更大范围、更深入的研究，以评估风力发电对鸟类种群的综合影响，并为未来的风力发电场选址和相关政策制定提供科学依据。

本研究聚焦于中国，采用县级行政单位作为研究对象，分析风力发电对鸟类物种丰富度的影响。首先，我们比较了有风力发电场和没有风力发电场的县之间的鸟类物种丰富度。其次，基于1024种鸟类的潜在分布模式，我们计算了风力发电场对鸟类分布的影响强度。最后，我们利用广义加性模型进一步分析了鸟类物种丰富度在风力发电影响强度增加时的变化趋势。研究结果表明，所有鸟类、本地鸟类和迁徙鸟类的物种丰富度在有风力发电场的县均显著低于无风力发电场的县。并且，当风力发电影响强度超过0.2时，鸟类物种丰富度开始迅速下降。这一发现有助于我们更全面地认识风力发电对生态环境的潜在影响，并为实现可再生能源发展与生物多样性保护之间的平衡提供科学支持。

本研究的数据来源于多个渠道，包括OpenStreetMap和Sentinel影像数据，这些数据被研究团队独立解读并整理，形成了涵盖中国自2014年以来的风力发电场的时空分布信息。该数据集的空间精度超过了85%，满足了本研究的需求。在分析过程中，我们选取了2020年的风力发电场分布数据，并结合鸟类物种的分布数据进行比较。通过这种方法，我们能够更准确地评估风力发电对鸟类多样性的影响，并揭示其在不同区域和不同鸟类群体中的差异性。

在对鸟类物种丰富度的分析中，我们发现有风力发电场的县与无风力发电场的县在鸟类物种丰富度上存在显著差异。所有鸟类的平均物种丰富度在有风力发电场的县为106.8，而在无风力发电场的县则为109.2，差异具有统计学意义（p < 0.01）。同样，本地鸟类和迁徙鸟类的平均物种丰富度在有风力发电场的县也显著低于无风力发电场的县。然而，对于受威胁鸟类的物种丰富度，我们并未观察到显著差异。这一发现可能表明，受威胁鸟类对风力发电场的反应与其他鸟类群体有所不同，或者它们的分布模式受到其他生态因素的更大影响。

此外，本研究还探讨了风力发电影响强度与鸟类物种丰富度之间的关系。我们发现，随着风力发电影响强度的增加，鸟类物种丰富度呈现出明显的下降趋势。特别是在影响强度超过0.2的区域，这种下降趋势变得更加显著。这一结果为理解风力发电对鸟类种群的潜在影响提供了新的视角，同时也为未来风力发电场的选址提供了重要的参考依据。通过分析不同鸟类群体对风力发电场的反应，我们可以更好地制定政策，以减少风力发电对生态环境的负面影响。

在讨论部分，我们进一步分析了风力发电对鸟类多样性的影响及其在风力发电场选址中的重要性。准确评估风力发电对鸟类多样性的影响，有助于制定更科学的风力发电场选址策略，从而在推动可再生能源发展的同时，尽可能减少对生态环境的破坏。然而，目前大多数研究集中在特定风力发电场对鸟类的影响，这种研究方法可能难以推广到更广泛的区域，因为不同类型的风力发电场、当地鸟类的多样性以及生态条件都会对研究结果产生影响。因此，有必要进行更大范围、更系统性的研究，以揭示风力发电对鸟类多样性的综合影响，并为未来的政策制定提供科学支持。

本研究的结论表明，风力发电对鸟类物种丰富度具有显著的负面影响，特别是在影响强度较高的区域。同时，我们发现不同鸟类群体对风力发电的影响程度存在差异，这可能与它们的生态适应性、迁徙习性以及栖息地需求有关。例如，迁徙鸟类可能更容易受到风力发电场的干扰，因为它们的迁徙路径可能经过风力发电场的区域，而本地鸟类可能在风力发电场建成后的适应过程中受到更大的影响。因此，在制定风力发电场选址和建设方案时，应充分考虑不同鸟类群体的生态需求和行为特征，以减少对生态环境的负面影响。

此外，本研究还强调了风力发电对生态环境的潜在影响，包括噪声污染、栖息地碎片化以及鸟类行为的改变。这些间接影响可能对生态系统的整体稳定性产生深远影响。例如，噪声污染可能影响鸟类的沟通和繁殖行为，而栖息地碎片化可能导致鸟类种群的隔离和基因交流的减少。因此，在风力发电场的建设过程中，应采取适当的生态补偿措施，以减少对生态环境的破坏。同时，应加强对风力发电场生态影响的监测和评估，以确保风力发电的发展符合可持续发展的要求。

本研究的成果不仅有助于我们更深入地理解风力发电对生态环境的潜在影响，还为未来的风力发电场选址和相关政策制定提供了科学依据。通过分析风力发电对鸟类物种丰富度的影响，我们可以更好地平衡可再生能源的发展与生物多样性保护之间的关系。同时，本研究也提醒我们，在推动风力发电发展的同时，应充分考虑其对生态环境的潜在影响，并采取相应的措施，以确保风力发电的可持续发展。此外，本研究还为未来的研究提供了方向，即需要进一步探讨风力发电与鸟类物种丰富度之间的非线性关系，以及不同鸟类群体对风力发电场的反应差异。

最后，本研究的作者声明他们没有已知的与本研究相关的竞争性利益或个人关系。同时，本研究得到了多项资助，包括中国国家科技部重点研发计划（2022YFF1303405）和中国博士后科学基金会（证书号：2024M750219）。研究团队还感谢了多个数据支持机构，包括黄土高原分中心、国家地球系统科学数据共享中心以及国家青藏高原/第三极环境数据共享中心。这些数据支持机构提供了重要的数据资源，为本研究的顺利进行提供了保障。