《Diversity》：Transient Responses of Avian Assemblages to Geothermal Drilling in Costa Rica
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由于地热项目通常邻近火山活动区域，而在热带地区这些区域往往与保护区重叠或毗邻，因此评估此类项目对生物多样性的环境影响至关重要。研究人员评估了哥斯达黎加一处地热田钻井活动对鸟类群落的影响。研究假设：（i）钻井期间产生的干扰导致鸟类多样性和丰度暂时下降，钻井噪声停
由于地热项目通常邻近火山活动区域，而在热带地区这些区域往往与保护区重叠或毗邻，因此评估此类项目对生物多样性的环境影响至关重要。研究人员评估了哥斯达黎加一处地热田钻井活动对鸟类群落的影响。研究假设：（i）钻井期间产生的干扰导致鸟类多样性和丰度暂时下降，钻井噪声停止后逐渐恢复；（ii）鸟类响应具有物种特异性，从负面响应到中性耐受不等。研究沿线性样带开展，并在钻井前、钻井期间和钻井后分别进行鸟类采样。研究结果显示，钻井作业期间存在中等且短暂的影响。多样性指标分析表明，仅在一个样地中钻井期间多样性值下降，作业结束后恢复至钻井前水平。个体响应受特定生态性状调控——耐受人类干扰的物种以及具有响亮鸣声的物种表现出更强的适应性，而对声学掩蔽敏感的物种，尤其是配对鸣唱的鸣禽，受影响最为显著。然而，噪声控制不应孤立进行，尤其在保护优先物种依赖森林残片和适宜筑巢树木等关键资源的景观中。群落丰度及多数多样性指标在钻井期间虽有所下降，但未达到显著差异水平，作业结束后均恢复至钻井前水平。
一、研究背景与问题
全球能源转型背景下，地热能被视作稳定、低碳的可再生能源，但其开发可能对生物多样性产生负面影响。地热项目常位于热带火山区域，与保护区重叠或毗邻，而此类项目的环境影响研究相对匮乏，尤其缺乏对建设阶段（如钻井）鸟类群落响应的系统性评估。已有研究多集中于运营期噪声与物种丰富度的负相关，但关于钻井这一时间受限的扰动对鸟类群落多样性、丰度及物种组成动态影响的证据极为有限。哥斯达黎加博林肯地热田（Borinquen Geothermal Field, BGF）毗邻林孔德拉别哈国家公园（Rincón de la Vieja National Park）及瓜纳卡斯特保护区（Guanacaste Conservation Area），是联合国教科文组织世界遗产地及重要鸟类区（Important Bird Area, IBA），具有极高的生态保护价值。因此，评估该地热田钻井活动对鸟类群落的瞬时影响，对于完善环境影响评价（Environmental Impact Assessment, EIA）基线研究具有重要实践意义。
二、研究目的与意义
研究旨在检验两个核心假设：（i）钻井扰动导致鸟类多样性和丰度暂时下降，噪声停止后恢复；（ii）群落响应具有物种特异性，从负面响应到中性耐受不等。该研究填补了热带地热项目施工阶段鸟类群落时间动态响应的研究空白，为同类项目环境影响评价提供了可操作的参考数据，并为噪声控制与栖息地保护协同管理提供了科学依据。
三、主要技术方法
研究采用钻前—钻中—钻后（before–during–after）采样设计，在三个钻井平台（PL2、PL5、PL9）各设置600米线性样带，每样带设6个固定计数点（半径25米，间距100米），每两周采样一次，共170次采样事件（钻前59次、钻中23次、钻后88次），覆盖2016至2023年全年各月。鸟类计数于清晨（6:00–8:00）和黄昏（18:00–20:00）进行，由哥斯达黎加电力研究所（Instituto Costarricense de Electricidad, ICE）地热资源中心同一专业团队完成，以减小观察者间差异。多样性采用Hill数（Hill numbers，q = 0物种丰富度、q = 1 Shannon指数指数、q = 2 Simpson指数倒数）量化，并以样本覆盖度（sample coverage）评估各阶段比较可靠性。β多样性采用Bray-Curtis相异系数计算。不确定性通过偏差校正加速（bias-corrected and accelerated, BCa）自助法（10,000次迭代）及移动块自助法（moving-block bootstrap）评估，后者用于处理平台内重复采样的时间依赖性。丰度差异采用广义线性模型（GLMs），以平台为分层因子，物种水平采用拟泊松（quasi-Poisson）族模型。噪声衰减以距离为自变量，拟合线性、多项式及负指数模型。
四、研究结果
4.1 影响序列的α多样性（钻前—钻中—钻后）
共记录187种鸟类，隶属129属、42科、17目，总计7967个体。依据IUCN红色名录，两种鸟类列为易危（Vulnerable, VU），即橙额鹦哥（Eupsittula canicularis）和大凤冠雉（Crax rubra）；四种列为近危（Near Threatened, NT），即孤冕雕（Buteogallus solitarius）、紫冠雉（Penelope purpurascens）、厚嘴巨嘴鸟（Ramphastos sulfuratus）和东美草地鹨（Sturnella magna）。所有阶段样本覆盖度均超过0.9，表明各阶段物种鉴定比例高度一致。在三种Hill数（q = 0、1、2）下，仅PL5平台钻井期间多样性均值较钻前显著下降，置信区间排除零，钻后恢复至钻前水平；PL2和PL9平台几乎所有对比均包含零，无稳健证据表明阶段间存在差异。仅在移动块自助法下，PL9平台q = 1的钻后对比不再包含零，提示噪声停止后多样性升高。
4.2 影响序列中鸟类丰度的变化（钻前—钻中—钻后）
尽管钻井期间鸟类丰度略低，但阶段间差异未达统计显著水平；仅平台间丰度差异显著。物种水平上，多数物种丰度在阶段间无显著差异，仅四种物种在钻井期间丰度显著下降：平原鹪鹩（Cantorchilus modestus）、红头美洲鹫（Cathartes aura）、红白苇鹪鹩（Thryophilus rufalbus）以及长尾娇鹟（Chiroxiphia linearis，达常规显著性阈值）。这些物种在钻井结束后均恢复至钻前水平。
4.3 影响序列的β多样性（钻前—钻中—钻后）
β多样性分析显示，各平台物种组成变化模式不同。PL2平台钻前63种、265个体，钻井期间61种、244个体，相异性增加39%；钻后增至92种、824个体，相异性达61%，表明钻后丰富度和丰度增加伴随物种组成重组。PL5平台钻前丰富度和丰度较高，钻井期间急剧下降，相异性达最大值86%；钻后恢复并超过初始值（122种、1948个体），相异性降至28%，提示强烈冲击后发生物种重组，形成与钻前部分趋异的群落。PL9平台各阶段丰富度和丰度处于中间范围（钻前82种、863个体；钻井期间54种、476个体；钻后90种、996个体），相异性较低，提示物种组成随时间较为稳定。
4.4 噪声衰减
噪声随距离衰减最佳拟合为负指数模型（df = 16；adj-R2 = 0.66；p < 0.001）。以鸟类负面行为响应起始噪声水平38 dB(A)为阈值，估算临界影响距离为距钻井平台480米。
五、讨论与结论
讨论部分指出，地热钻井对鸟类群落的影响总体为中等且短暂，主要机制为声学掩蔽（acoustic masking）而非高强度生理应激。低至中等噪声水平（38–50 dB(A)）覆盖约400–500米半径，仅钻井平台附近0–50米范围内噪声达65–90 dB，可能引发系统性生理应激。物种响应呈特异性，多数高丰度物种为适应人类干扰的泛化种，其响亮鸣声使其对中等噪声具有较强耐受性。受影响最显著的物种为配对鸣唱型鸣禽，如红白苇鹪鹩、长尾娇鹟和平原鹪鹩，其精确的鸣唱时间协调对维持配对稳定和繁殖成功至关重要，噪声掩蔽迫使其迁移至邻近区域。红头美洲鹫虽无鸣声能力且日常耐受人类活动，但繁殖期对干扰极为敏感，解释了其钻井期间丰度下降。β多样性模式表明，钻井扰动并非简单的物种贫化或富集过程，而是通过物种替换与局部丰富度变化共同调节群落组成的时间动态。研究结论强调，噪声控制不应孤立实施，尤其在保护优先物种如橙额鹦哥（VU）依赖森林残片和白蚁丘筑巢资源的环境中，森林残片保护是声学控制的必要补充措施，对种群长期存续至关重要。研究同时指出，结果外推需谨慎，因景观初始状态（已改造或原始）可能显著改变结论适用性。
