长江三角洲海岸带风电开发对越冬水鸟的影响及其保育策略研究

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全球气候变化是当今世界面临的重大挑战之一。节能减排,发展可再生能源是应对气候变化的关键路径。风能因具有清洁、无污染的特点,过去20年间在全球范围内得到了快速的发展。中国自2008年起已是世界上风电装机量最大的国家。国内外已有大量研究指出风电开发会对鸟类产生多种直接和间接的负面影响。直接影响包括鸟类与风电设施相撞引起的死亡;间接影响包括风电发展引起鸟类的时空分布改变,栖息地丧失,行为改变和群落结构改变等。在中国探究鸟类对风电场的响应模式,协调风电开发和鸟类多样性保护至关重要。长江三角洲是我国经济发展强度较高,人口密度较大,风资源丰富和能源需求较高的区域之一。长江三角洲海岸带风电发展迅速,到2018年该区域的风电装机量已达9,418.6 MW。同时长江三角洲海岸带是东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线上重要的停歇地和中转站,每年有超过数百万只水鸟在此区域停歇和越冬。本研究以长江三角洲海岸带(北起灌河河口,南至长江口崇明东滩)为研究区域,于2018-2021年通过对越冬水鸟群落调查,优势类群-雁鸭类的卫星追踪和行为观测;运用方差分析(ANOVA),空间误差自回归(Spatial Auto-regressive Error Models),分层分解(Hierarchical Partitioning)等统计方法;从水鸟的功能和谱系角度的群落构建,雁鸭类分布特征和栖息地利用,雁鸭类与风电设施的相撞风险,以及关键水鸟栖息地和当前风电场的关系角度,探究海岸带风电场及其周围景观结构对水鸟的影响,主要研究结果如下:1功能和谱系角度风电场区域水鸟群落构建2019年12月-2020年2月,2020年12月-2021年3月对长江三角洲海岸带6个不同风电强度的53个研究样点的越冬水鸟群落和景观结构(养殖塘边缘密度、农田面积、归一化植被指数等)进行了调查分析。共记录水鸟63种,91,067只。水鸟群落的物种,功能和谱系多样性在6个风电强度下具有显著差异,且在功能和谱系上的标准化效应值均小于0,说明水鸟群落在功能和谱系上呈聚集状态,在风电场强度最高区域(41-50)尤为显著,环境过滤主导水鸟群落构建。基于最小二乘的一元线性回归和空间自回归误差模型结果显示:水鸟的物种多样性和功能多样性与归一化植被指数呈显著正相关;与风电场强度、景观构型异质性和养殖塘边缘密度呈显著负相关。水鸟的谱系多样性与风电场的强度和养殖塘边缘密度呈显著负相关。功能和谱系多样性的标准化效应值与景观组成异质性和农田面积呈显著正相关。分层分解的结果显示:风电场强度在解释水鸟物种,功能和谱系多样性时具有最高的独立贡献率。本研究表明风电场强度和景观结构共同主导水鸟群落构建;建议在未来风电场规划中要避开养殖塘密度较低的区域,同时减少风电机的数量来减缓对鸟类多样性的影响。2优势类群(雁鸭类)的分布和栖息地利用对风电场的响应2018年11月-2019年2月,2019年11月-2020年1月对长江三角洲崇明东滩有无风电场区域的3种栖息地(人工盐沼湿地,养殖塘和水稻田)的24个研究样方内的雁鸭类丰富度和多度进行了7次调查,并对12只雁鸭类个体进行了卫星追踪。运用两因素方差分析对有无风电场区域的3种栖息地的雁鸭类多度进行分析,结果显示:无风电场区域中的雁鸭类多度显著高于风电场区域,人工盐沼湿地中的雁鸭类多度显著高于养殖塘和稻田。基于1,918条高精度的卫星追踪记录显示,昼夜间雁鸭类的主要栖息地类型分别为盐沼湿地和稻田;雁鸭类的分布和风电场之间存在重叠,夜间重叠比例高于昼间。根据Logistic回归模型结果显示,越冬雁鸭类的栖息地利用受到距水源距离,土地利用类型,人为干扰和风电场的影响,且对雁鸭类栖息地利用有显著影响的变量在昼夜间有所不同。本研究表明雁鸭类倾向于躲避风电场,在未来风电场规划的过程中要避开重要鸟类栖息地周边的养殖塘,水稻田等景观。3优势类群(雁鸭类)与风电机的相撞风险2018年11月-2019年4月,2019年11月-2020年1月对长江三角洲海岸带崇明东滩的15只雁鸭类个体进行卫星追踪,和对雁鸭类活动高峰期的行为进行了6次野外观测。基于3,532条高精度卫星追踪记录显示:雁鸭类在越冬中期和后期距风电机的距离显著高于越冬前期。基于飞行高度的相撞风险分析表明:雁鸭类与风电机的相撞风险与有无风电场区域有关。雁鸭类活动高峰期(黎明和黄昏)的544只次行为观测表明:雁鸭类与风电机的相撞风险和风电场运行状态(开启/关闭)有关。说明雁鸭类与风电场的相撞风险较低;其在行为上采取躲避策略来响应风电机。可通过在雁鸭类活动高峰期(黎明和黄昏)关闭风电场以减缓其对雁鸭类的影响。4关键水鸟栖息地的分布、特征以及和风电场的关系2019年11月-2020年2月,2020年11月-2021年3月,共6次对长江三角洲江苏沿海30个调查样方(15个河口区域,15个开阔海岸带区域)内的越冬水鸟各类群丰富度和多度,以及栖息地特征(潮上滩面积,互花米草面积和人为干扰)进行了调查分析。结果表明:长江三角洲江苏沿岸河口区域越冬水鸟总物种丰富度、总多度、各类群水鸟丰富度和多度显著高于开阔海岸区域;11个河口在本研究中被定义为关键水鸟栖息地;潮上滩面积显著影响水鸟总物种丰富度和多度,以及各类群水鸟丰富度和多度,为关键水鸟栖息地特征;其中关键水鸟栖息地-响水县一排河河口内和300米缓冲区内有高风电场暴露。建议通过制定退役或搬迁策略来管理风电场,减缓其对鸟类的影响。综上所述,长江三角洲海岸带风电场和周边景观结构共同主导鸟类群落构建;雁鸭类分布与风电场之间有重叠,栖息地利用受风电场的显著影响;相撞风险受风电场的有无和运行状态的显著影响;关键水鸟栖息地周边有不同程度的风电场暴露。建议在未来海岸带风电场规划中要避开关键水鸟栖息地以及周边的养殖塘和农田等景观,避开低养殖塘密度区域。建议通过生态补偿等策略协调关键鸟类栖息地内部风电场的退役与搬迁;在冬季雁鸭类活动高峰期调整关键鸟类栖息地0-300米缓冲区内风电机的运行状态,减缓对鸟类的影响。
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