血色風場:綠能風力如何影響北美金鵰族群存續

圖一:一群簑羽鶴 (Demoiselle Cranes; Grus virgo) 飛越風機的畫面。圖片來源:維基百科;作者為 Dr. Raju Kasambe (CC BY-SA 4.0)。

撰文|陳瑩

不必筆者贅言,大家都知道使用太陽能、風力等再生性資源所創造出的能源,能夠大幅減少排放二氧化碳等溫室效應氣體,並且不會有發生核原料或廢料外洩污染的風險。但是再生能源也不是完全不會造成生態環境衝擊。先不說建設再生能源設施時對當地環境帶來的干擾和破壞,以及再生能源設施所造成的地景永久性改變。再生能源設施在運作的時候,對當地生物族群也會造成持續性的干擾。

據估計,在美國,每年有 14-33 萬隻的鳥及 50-160 萬隻的蝙蝠死於風力發電機 (以下簡稱「風機」) 渦輪之下。雖然一般認為風機所造成的野生動物死亡率,只會造成小尺度、地區性的族群損失,但是這個說法其實並沒有實際科學證據以供佐證。

金鵰 (Golden Eagles; Aquila chrysaetos) 廣泛分布於北美洲,在西部地區比較常見,是受到美國白頭海鵰與金鵰保育法 (The Bald and Golden Eagle Protection Act) 和候鳥保育法 (Migratory Bird Treaty Act) 完全保護的猛禽物種之一。長久以來造成金鵰生存威脅的主要危機為棲地喪失、鉛中毒及誤食滅鼠藥等等,然而近二、三十年來隨著再生能源產業起飛, 依賴風力翱翔的金鵰因撞擊風機而死的情況,似乎也變成一種常態。

因為金鵰特殊的保育地位,加上本身有著生命週期長、生育率低、對環境變化敏感等等生物鏈頂端獵食者的特性,讓牠們成為被風機誤殺的眾多鳥種中做受矚目的指標性物種。

自1980年代開始營運、位在美國加州北部的阿爾塔蒙山口風力資源區 (Altamont Pass Wind Resource Area; APWRA),是美國最早設立的再生能源風場之一。據估計,一年約有 28-68 隻金鵰死於 APWRA 風機渦輪之下。由於過去數十年來加州金鵰族群量似乎一直維持某個低於「環境可容忍度」(carrying capacity*) 的數量之下不增不減,讓人不禁好奇,這樣的致死率到底對金鵰族群存續有多大的影響。

圖二:飛行中的加州金鵰。圖片來源:Wikimedia Commons, 作者為 Shravans14 (CC BY-SA 3.0).

為了釐清這個問題,一篇發表於今年 (2017) 四月的《保育生物學》(Conservation Biology) 期刊的研究,使用了分子遺傳標記和穩定同位素鑑定被風機誤殺的金鵰來源。研究人員採集了2012-2014 年間死於 APWRA 的金鵰 67 隻,並且採用了北美其他地區的金鵰標本作為背景參考值 ( 同位素分析 44 隻; 分子遺傳結構 27 隻)。

在族群遺傳結構方面,研究人員使用了粒線體 DNA 序列定序、微衛星基因座多樣性及單核苷酸多型性 (single-nucleotide polymorphism, SNP) 等等分子遺傳分析分法,結果發現在 APWRA 誤殺金鵰和加州本地金鵰之間並沒有明顯的族群結構,不過 APWRA 誤殺金鵰和取自美國東部的標本顯然來自不同的族群。

同位素分析方面,由於金鵰主要以陸生動物 (特別是陸生哺乳動物) 為主食,所以可以使用地理敏感性較高的氫同位素「氘」(δ2H) ,搭配採用汰換率約為一年一換的體羽 (body feathers) 檢體作為鑑定金鵰過去一年內的主要棲息地點的指標,結果發現,超過四分之一的誤殺金鵰是近年移入的移民,其中大部分來自超過一百公里以外的地區。

圖三:A 為金鵰在北美分布概圖,深黃色區域為定居族群分布範圍,紅色星號為阿爾塔蒙山口風力資源區 (APWRA) 所在位置、B 為 66 隻誤殺金鵰中外來者和原住民的比例分布圖、C 為誤殺金鵰的年齡組成 (括號內為數目)、D 為月份別誤殺比例 (從左至右:一月至十二月;月份之下為數目)、E 為誤殺金鵰的性別組成 (括號內為數目),F 為誤殺金鵰的原生地到風機所在地的距離分布圖。圖片來源:(A) IUCN Red List、(B-F) Figures 3 and 4 in Katzner et al. (2017) Conservation Biology, 31(2), 406-415 (B-F; usage license number 4187731157376).

綜合分子遺傳標記和穩定同位素分析的結果,研究人員推論,長久以來加州金鵰族群量之所以得以維持持平穩定的狀態,這些源源不絕移入的外來移民功不可沒;然而金鵰族群量持平的現象 (不像美國其他猛禽在導入保育措施之後數量都多少有增長),暗示著美國西部金鵰所遭遇的人為生存威脅 (包括高壓電擊、中毒、撞擊等等) 的幅度和廣度之大。另一方面,研究結果也暗示著 APWRA 對於美西金鵰族群的影響,恐怕不僅限於北加州當地而已——同理其他地區的風機對金鵰造成的死亡威脅,也勢必大於過往預想中的影響範圍。

為了減少鳥類誤擊致死的事件發生,APWRA 自 2005 年起陸續移除高風險風機、更換汰換舊款風機渦輪,並且採取季節性停止營運措施 (以冬季為主)。環評公司 ICF International 依據 2005-2013 年間的監測調查數據評估,認為這些措施確實有助於減少鳥擊。但殘酷的事實是動物誤撞風機的悲劇似乎無法完全避免,而且最新的研究報告指出,過去的調查報告裡提出的動物致死率,顯然會因為每次執行調查之間的間隔過長而被低估。

發展再生能源的初衷,無非是希望讓人類在享受能源便利之時,對自然環境的影響減到最低。因此不管是鼓勵綠能的政府、能源開發單位還是能源消費者,都應該正視再生能源發展帶來的環境衝擊,並且積極尋求解決 (或至少是減輕) 影響規模的方法——唯有如此,再生能源才是真的有資格被稱為綠色能源,才是真正的環境友善的能源產業。

* Carrying capacity 環境可容忍度:在限定範圍內,環境資源可永續供養某一物種的個體數目。

 

參考資料:

  1. ICF International. 2015. Altamont Pass Wind Resource Area Bird Fatality Study, Monitoring Years 2005–2013. December. M107. (ICF 00904.08.) Sacramento, CA. Prepared for Alameda County Community Development Agency, Hayward, CA.
  2. Katzner, T. E., Nelson, D. M., Braham, M. A., Doyle, J. M., Fernandez, N. B., Duerr, A. E., ... & Braswell, L. (2017). Golden Eagle fatalities and the continental‐scale consequences of local wind‐energy generation. Conservation Biology, 31(2), 406-415.
  3. Smallwood, K. S. (2017), Long search intervals underestimate bird and bat fatalities caused by wind turbines. Wildlife Society Bulletin, 41: 224–230. doi: 10.1002/wsb.774
  4. California Department of Fish and Wildlife. Golden Eagles in California. https://www.wildlife.ca.gov/Conservation/Birds/Golden-Eagles <Accessed on 12 September 2017>

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作者:陳瑩 台灣大學生態與演化生物學碩士、英國德倫大學生命科學博士。現為耶魯-新加坡國立大學院生命科學系博士後研究員。過去主要以海洋哺乳動物族群遺傳學為研究主題,新研究主題將聚焦於無脊椎動物的基因體學與行為演化。

 

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