《Journal of Animal Ecology》:Offshore wind farm avoidance by a discard-feeding seabird is independent of local fishing activity
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摘要:海上风电场(offshore wind farm, OWF)的数量和规模正在迅速增加,给海鸟带来潜在风险。部分海鸟主动回避OWF,而另一些被其吸引;回避和吸引均可能产生有害影响,包括栖息地丧失和碰撞死亡率升高。由于商业捕鱼通常在OWF边界内被禁止,食腐屑
摘要:海上风电场(offshore wind farm, OWF)的数量和规模正在迅速增加,给海鸟带来潜在风险。部分海鸟主动回避OWF,而另一些被其吸引;回避和吸引均可能产生有害影响,包括栖息地丧失和碰撞死亡率升高。由于商业捕鱼通常在OWF边界内被禁止,食腐屑种类(discard-feeding species)表现出的 apparent回避可能反映的是其被OWF附近渔业活动吸引,而非真正回避OWF本身。本研究利用58只GPS追踪的小黑背鸥(Lesser Black-backed Gull, Larus fuscus)数据,分析其在繁殖地觅食范围内对OWF和渔业活动的时间变异回避与吸引。若OWF的 apparent avoidance 由附近渔业吸引导致,研究人员预期工作日渔业活动远高于周末时,鸟类对OWF的选择强度应较低。研究人员采用步选分析(step selection analysis)估算相对选择强度(含个体变异),检验OWF和渔业活动的选择强度在繁殖前、繁殖期和繁殖后期间、雌雄间及工作日与周末间是否存在差异。种群水平上,小黑背鸥在大多数时期回避OWF,并选择有渔业活动的区域;OWF选择强度和渔业吸引力在个体间差异显著,部分雄性在繁殖期和繁殖后期被OWF吸引。个体间OWF回避变异在繁殖期最大。对渔业活动的吸引不因时期和性别改变。周末渔业强度约为工作日的1/4,但研究人员发现 gulls 对OWF回避强度在工作日与周末间无显著差异,表明回避并非主要由OWF内禁渔驱动。本研究通过证明个体回避行为变异需在碰撞风险模型(Collision Risk Model, CRM)中纳入行为异质性而非假设群体均匀响应,为提升CRM生物学真实性提供了宝贵的实证数据。
本文对发表于《Journal of Animal Ecology》的论文《Offshore wind farm avoidance by a discard-feeding seabird is independent of local fishing activity》进行解读总结。
研究背景与立题依据
大陆架浅海(如北海North Sea)受渔业、航运及海上风电场(offshore wind farm, OWF)建设影响强烈。OWF对海鸟的影响包括涡轮碰撞致直接死亡,或因鸟类回避OWF导致栖息地间接丧失,以及OWF形成飞行障碍增加飞行成本。食腐屑海鸟(discard-feeding seabirds,如小黑背鸥Lesser Black-backed Gull, Larus fuscus)可能因OWF内禁止拖网捕鱼而无诱因进入,使其表现出的宏观回避(macro-avoidance)可能是被OWF外渔船吸引而非真正回避风机本身。既往研究未将OWF附近渔业活动纳入分析。本研究以荷兰Neeltje Jans人工岛繁殖的小黑背鸥为对象,利用GPS追踪与Global Fishing Watch渔业数据,同步量化其对OWF和渔业活动的选择(回避/吸引),检验"OWF apparent avoidance由禁渔导致"这一假说——即若成立,工作日渔业活跃时鸟类应更少选择OWF,而周末渔业少时应减弱回避;同时通过步选分析(Step Selection Analysis, SSA)评估个体、性别、繁殖期差异,为碰撞风险模型(Collision Risk Model, CRM)提供行为异质性参数。
主要技术方法概述
研究人员于2020和2021年繁殖期,对荷兰Neeltje Jans繁殖群落的小黑背鸥(Larus fuscus,n=58只经筛选,初始标记75只)佩戴Ornitela OT-15-3GCT GPS记录器(<3%体重),获取2021年3月1日至2022年9月30日北海区域GPS点位,剔除低精度与异常速度点,按巢数据划分繁殖前(至5月15日)、繁殖(5月15日–7月15日)、繁殖后(7月15日后)三期;性别依据头长二态性判定。OWF数据取自荷兰Borssele I–V及比利时多个风电场涡轮位置,以1 km缓冲作多边形;渔业活动强度数据来自Global Fishing Watch AIS v3(0.01°格网,小时/日)。时间花费分析采用Tweedie分布广义线性混合模型(glmmTMB),含个体随机截距及繁殖期、周末(周五–周日)/工作日(周一–周四)、性别交互。SSA将连续GPS重采样至20分钟间隔,为每步(step,两连续位点连线)生成25条随机步(基于伽马分布步长和Von Mises分布转角),以条件Logistic回归(Poisson-glm with fixed intercept variance)拟合,固定效应含ln(步长)和cos(转角),随机斜率纳入个体以估计行为异质性,逐步AIC比较是否含繁殖期、性别、周末交互项。
研究结果
3.1 Fishing intensity and distribution(渔业强度与分布)
几乎无注册渔业活动发生于OWF内部,渔业主要分布于群落西南近岸。日均渔业强度周末(平均270 h/日)约为工作日(平均1066 h/日)的1/4。
3.2 Distribution and time spent at sea, in the wind farm and in areas with fishing activity(在海上的时间、在风电场内及渔业活动区内的时间分布)
小黑背鸥海上活动主要集中于OWF与海岸间西南—西向水域。种群水平工作日海上停留时间长于周末,繁殖前最长(估计均值约4.01 h/日),繁殖期最短(约2.44 h/日);雄性繁殖期和繁殖后海上时间显著多于雌性,但性别间周末/工作日模式无差异,个体间变异大。鸟群极少进入OWF边界(平均日停留繁殖期最高仅约0.039 h≈2 min,全季人均累计约8–12 h),时间不因周末/工作日显著不同。对有渔业活动区域,工作日平均停留约0.22 h/日(13 min),周末约0.03 h/日(2 min),与渔业强度变化匹配;2021年高于2022年,性别差异不显著。
3.3 Attraction and avoidance of the offshore wind farm and areas with fishing activity(对OWF及渔业活动区的吸引与回避)
SSA基于59只个体98,785步(含随机步共2,567,191条)。种群水平全期总体回避OWF(选择强度β为负),但回避强度因繁殖期而异(AIC最优模型含OWF:period交互),且因性别而异(部分雄鸟繁殖期及繁殖后对OWF呈中性甚至正向选择/吸引)。对渔业活动区呈强种群水平吸引,且不因繁殖期或性别显著改变。个体间OWF选择强度变异在繁殖期最大,雄性繁殖后个体变异高于雌性;部分个体对渔业也呈中性(CI跨零)。最佳模型含OWF:period:sex交互(AIC Δ=0 vs次优含fishing:sex),不支持fishery period交互。
3.4 Attraction to offshore wind farms during the weekend?(周末对OWF的吸引变化)
加入OWF:period:weekend项的模型与不含周末项模型AIC几无差别(ΔAIC=0.1,多3参数),无统计支持周末与工作日OWF选择强度不同。各期雌雄大多仍呈负选择(回避),少数情形CI跨零(雌繁殖前周末、雄繁殖后无论周末/工作日)。表明即便渔业强度降为1/4,回避模式未变。
讨论与结论总结
研究人员发现小黑背鸥种群水平被渔业活动区吸引,大多数时期回避OWF,但个体(尤雄性繁殖期/后)可呈中性或正向选择OWF;个体OWF回避行为异质性在繁殖期最显著。关键的是,尽管周末渔业强度仅为工作日约1/4,鸟类对OWF的回避强度在工作日与周末间无显著差异,证明OWF回避并非主要由风场内禁渔、鸟被场外渔船吸引所致(即apparent avoidance不是渔业排斥造成的假象,而是鸟类自身对OWF或内部生境的真实回避/不偏好)。对渔业区的强吸引与周末海上时间缩短相符,但鸟周末仍出海觅食说明其也采用非依赖丢弃物之觅食策略。讨论指出当前碰撞风险模型(Collision Risk Model, CRM)常用固定回避率,建议纳入繁殖期、性别乃至个体行为异质性(individual behavioural heterogeneity)以提高预测准确性;未来若OWF内允许被动渔业可能增加食腐屑海鸟进入及碰撞风险。研究结论:食腐屑海鸟小黑背鸥对海上风电场的回避独立于局部渔业活动(offshore wind farm avoidance by a discard-feeding seabird is independent of local fishing activity),且个体行为变异需在碰撞风险评估中予以考虑。