關於風電的那些鳥事

■作為一種潔淨能源,風力發電的發展,是為了減緩暖化的速度,在維持人類的電力需求以外,也保障生態環境的永續發展。然而在受惠於暖化減速以前,鳥類便首當其衝的受到風機設置影響,除了直接的鳥擊事件頻傳以外,間接也受到棲地減少的影響,甚至有改變固有習性的情形發生[1],在發展綠能的同時,有沒有什麼方法能夠降低對鳥類的傷害呢?

訓練過的老鷹正在風場中翱翔幫助研究團隊搜集資料(來源: Dennis Schroeder/NREL/Flickr CC (BY-NC-ND 2.0))

撰文|蘇建翰

●降低鳥擊的方法

致力於鳥類保育的美國奧杜邦學會(The National Audubon Society)曾經整理出一些能夠降低鳥擊的方法[2]:我們可以透過相機、雷達來偵測是否有鳥類即將飛越,當預測有鳥類即將通過扇葉橫掃截面有撞擊危險時,便及時降低風機轉速甚至停止,讓鳥類得以安全通過。在這個概念下,也延伸了對於「智慧風機」的想像,利用近年來迅速發展的人工智慧,幫助風機學習鳥類移動的模式,增加辨識出移動中的鳥類的準確率。對於某些瀕危的鳥種,則可以透過在個體安上GPS收發器的方式,確保對於個體位置的精確掌握。

此外,從風機的設計上著手也是一個可以嘗試的方向。例如改變外觀,採用一般來說轉速相對較慢的垂直軸設計風機結構;或者是改變風機的顏色,因為有研究指出白色的扇葉和機體容易吸引昆蟲聚集,而昆蟲又引來了覓食的鳥類;另外紫外光也被指出可以用來驅退鳥類,因此安裝特殊設計的照明系統也是一個選擇。

●最簡單的方法:從選址做起

然而,由於鳥類的種類繁多,特性各有不同,這些方法都無法達到顯著的改善,再者,透過增減速來保護鳥類的過程需要耗費一定的時間,這段時間通常大於鳥類通過風機的週期,因此為了保護鳥類而頻繁升降速勢必會降低風機的發電效率,如何能順利執行,並且同時兼顧保育與發電兩個目的,都還是留待解決的問題[3]。

想要減少鳥類的死亡,最根本卻又簡單的做法,或許就是從謹慎的選址做起,讓風場遠離鳥類的聚居地,例如候鳥遷徙路徑上的濕地或是過境棲地,降低風機和鳥類接觸的機會。如何能辨識鳥類的聚集地呢?一個直覺的想法辨識蒐集各地鳥擊事件產生的屍體,觀察何種土地利用類型的鳥屍最多,便可以判定在該地設置風機對於鳥類的影響最大應該多加避免。

不過,透過蒐集屍體進行研究的方式有其困難,因為搜尋鳥屍的過程中在空間上無法涵蓋所有的區域,每次搜尋在時間上長度和間隔周期也有經費人力等的限制,並且,有許多的因素都會影響到鳥屍在自然界中的「保存期限」,例如鳥屍本身的大小,或者陳屍區域的植被土壤組成,這種種的限制導致搜集到的屍體數目僅能呈現低估的結果。

●生態位因子分析

圖二 不同土地類型(例如森林、草原等環境)下不同物種佔據有不同的生態位, 在各自的生態位之中,可以找出對撞擊敏感的向度,即撞擊敏感生態位(來源:參考[4]自繪)

面對這個困難,一份研究提出從生態位(Ecological Niche)的角度去分析問題的思考方式[4]。生態位,或稱生態區位,如果將如生存環境的溫度、濕度或者在食物鏈中的位置等會影響生存的因子各自用座標軸表示,眾多因子能夠形成一個多維的空間,則某生物在這個多維空間所佔有的區域便可以稱其為生態區位,簡單來說,我們可以將生態位比擬成生物在自然界中所扮演的角色[5]。在同一個環境中,演化會使不同生物趨向扮演不同的角色,因此各自佔有不同的生態位,當佔有類似生態位的外來種入侵時,則會互相競合直到重新達到平衡為止。

利用生態位因子分析(Ecological Niche Factor Analysis)的方式,我們可以去找出研究物種生態位中的撞擊敏感生態位(Collision Sensitive Ecological Niche)——描述某一生物因為人造建築的存在而可能產生撞擊風險的向度——透過觀察不同條件下的撞擊敏感生態位,試圖找出設置風機時對鳥類影響最少的一些方針。

●猛禽可以作為保護鳥類的指標

研究範圍涵蓋德國東北部的布萊登堡邦內3811個風場中的69個風場,包含了617座風機,資料來自2000至2011年間所執行的7428次搜尋行動,在這其中回報尋獲鳥屍的行動有450次。為了確保樣本的個數不致過小,依型態和生態上的相似性將尋獲的屍體分類成五類,分別是鵐(Buntings)、鴉(Crows)、百靈(Larks)、鴿(Pigeons)以及猛禽(Raptors)來進行研究。

研究結果發現猛禽類的撞擊敏感生態位和其他四種分類的重疊程度最高,推測原因除了猛禽類的個體飛行區域本來就較廣以外,考慮其屍體的尺寸,在自然界中能夠保存的期間也比較久,因此能夠被發現的機率也較高(在原始資料中,猛禽類的鳥屍數目在五個類別中為最高)。

鳥類的種類繁多,要一一分析畢竟力有未逮,因此這個研究指出,我們或許可以將猛禽類做為鳥類的代表進行研究,依此去尋思風機在不同場址如何分布能保護猛禽的方針,在降低猛禽遭受鳥擊風險的同時,我們便也能盡可能地去保護到撞擊敏感生態位有所重疊的其他不同鳥類。

 

參考資料:

[1] 不只是「笨笨的死法」 鳥類、蝙蝠與風機之間的恩怨

[2] Will Wind Turbines Ever Be Safe For Birds?

[3] 承諾風機加感測器、降轉以減緩鳥擊 台西風電通過環評

[4] A.Bose, T.Dürr, R. A.Klenke, andK.Henle, “Collision sensitive niche profile of the worst affected bird-groups at wind turbine structures in the Federal State of Brandenburg, Germany,” Sci. Rep., vol. 8, no. 1, pp. 1–13, 2018.

[5] 生態區位

 

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