陆忠民 张志宏 徐凌云 丁玲 俞晓峰 王倩

（1.上海勘测设计研究院 上海 200434；2.上海东海风力发电有限公司 上海 200433)

1 前言

近年来，随着全球能源、资源和环境问题的突出，特别是全球气候变化日趋明显，风电越来越受到世界各国的高度重视，海上风力发电因其具有较好的风能条件和辽阔的海域面积等独特优势正成为风力发电领域的新亮点。

根据全球风能协会的统计报告，2012年全球海上风电累计装机容量高达 5410MW，同比增长31.4%。世界海上风电仍主要集中在欧洲，占世界海上风电装机容量的90%左右，未来海上风电场更是朝着大型化发展。

我国海上风电起步较晚， 2010年6 月，我国首座大型海上风电场——上海东海大桥海上风电场的投产，成为欧洲之外的第一个大型海上风电场。“十二五”期间，中国将积极开展海上风电项目示范，促进海上风电规模化发展，海上风电正处于加快发展的态势。

海上风电场按水深可分为潮间带风电场、近海风电场和深海风电场。目前我国已建成投运的东海大桥海上风电场和欧洲已建的主要海上风电场水深都在50m以内，属潮间带和近海风电场。近海海域及岛屿既是风能资源丰富地区，同时也是鸟类迁徙的主要通道和栖息地,海上风电场的建设产生的干扰和障碍都有可能对鸟类的栖息、觅食、飞行等行为产生一定的影响。其影响因素是多变的，取决于多种因素，包括风电场周围的环境特征，气象特征，周围现有鸟类的数量和种类，鸟类栖息、觅食的习性等。海上风电场对鸟类行为影响主要有以下几个方面：

（1)对鸟类栖息地和觅食的影响；

（2)由于风机干扰或者形成障碍引起的对鸟类迁徙的影响；

（3)由于撞击风机引起的对鸟类生存的影响；

（4)风电场建设和运行期间的噪声、电磁场影响。

我国海上风电场建设尚处于起步阶段，海上鸟类监测和调查不容易开展，因此目前国内在海上风电场对鸟类的影响方面的研究较少。本文通过对国外海上风电场鸟类影响的研究成果梳理，总结了海上风电场对鸟类行为学方面的影响，以期为我国海上风电场的鸟类影响评估和生态保护提供借鉴。

2 对鸟类栖息和觅食的影响

风电场对鸟类的干扰影响随着建设区域生境的差异、风电场选址和规模的不同以及区域分布鸟类种群对风电场敏感性的不同而不同。风电场选址避开鸟类重要栖息地以及鸟类自身的趋避、适应行为均可降低风电场建设对鸟类栖息觅食的影响。

研究表明，鸟类可成功改变飞行方向以避开风机进行觅食，某些鸟类对风电场建成后的生境还会产生适应性。Petersen等专家曾对 Horns Rev海上风电场区域的黑海番鸭（Common Scoter)开展了调查，发现黑海番鸭在风电场海域的觅食现象比以往任何一次调查都常见，究其原因可能是风电场建成几年之后，黑海番鸭已经习惯了在风电场区域内觅食。如果风电场选址避开了鸟类重要的栖息地，这种直接的栖息地丧失对鸟类的影响非常有限。

关于海上风电场风机、输电线路、变电站产生的噪音和电磁干扰对鸟类的影响，A.L.Drewitt 和R.H.W.Langston开展了研究，认为噪音和电磁干扰会对鸟类的迁徙路线产生一定的影响，同时风电场输电线路、变电站会侵占海岸滩涂、湿地，也会间接影响鸟类对这些生境的栖息利用，但这种影响的表现程度并不十分明显。

据统计，风电场对鸟类产生的最大影响范围为 800m，繁殖鸟是 300m。国外海上风电场对鸟类分布的影响距离如表1所示。

表1 风电场运行对鸟类分布的干扰影响

3 对鸟类迁徙的影响

海上风电场对鸟类迁徙的干扰程度与很多因素有关，鸟类在风电场建设初期对风电场表现出趋避特征比较明显，但是随着时间的推移，部分鸟类会对风电场内的环境会产生适应性，从而在数量上会有所增加。

风电场建设给鸟类迁徙带来的不利影响，主要表现为鸟类的趋避行为会使鸟类选择远离风机飞行，从而在一定程度上减少了鸟类的活动范围，这也是风电场的屏障效应，但从另一个角度来说，鸟类对风电场的这种趋避行为也可以减少鸟类碰撞风机的风险。风电场对鸟类的干扰程度取决于一系列的因素，包括季节、鸟类物种、鸟类的集群规模、鸟类的适应程度、鸟类对风电场建设区域的利用格局、风电场建设区域到重要栖息地的距离、风电场周边可替换栖息地的可提供性、风机的类型以及鸟类所处的生活史周期（越冬、换羽、繁殖等)等。

Bech和Petersen等学者曾对丹麦Horns Rev海上风电场附近迁徙鸟类的行为进行跟踪观测，研究发现风机建设后，主要鸟类黑海番鸭的分布范围发生改变，且其在风电场周边 2～8km范围内的出现频率明显下降。而在迁徙季节，大部分鸟类会绕过风电场迁飞，只有少部分会穿越部分风电场区域。同时，也发现风电场建成一段时间之后，部分鸟类会对风电场内的环境产生适应性，如小鸥（Larus minutus)和普通燕鸥（Sterna hirundo)。

krijgsveld等人采用望远镜扫描和全自动雷达观测相结合的方式对鸟类通过风电场的飞行路径进行了研究，结果表明，鸟类的通量在风电场建设后大大低于风电场建设前所测得的，这也许不全是由于风电场的存在造成的，但与海上风电场特定的离岸位置和风电场区域作业渔船数量的显著减少有一定的关系。

4 鸟机相撞的影响

当风机安装在鸟类飞行通道上时，鸟类在迁徙过程中存在与风机相撞而受伤或死亡的风险，这是影响鸟类生存的最直接也是最严重的影响形式。鸟类与风机相撞的风险在很大程度上取决于鸟类的飞行高度。

根据多年鸟类观测统计结果，一般鸟类在直接的长距离迁徙飞行过程中飞行高度通常较高，绝大部分鸟类的飞行高度在 150m以上，其中大型鸻鹬类在150～400 m之间，鹭类在150～600 m之间，鹳类在350～750 m之间，鹤类在300～700 m之间，鸭类在150～500 m之间，雁类（包括天鹅)在 350～12000 m之间。风机叶片通常高度为30～130m，因此，风机运行对候鸟长距离迁徙的碰撞风险不大。

通常鸟机相撞的风险可能发生在鸟类的当地迁徙活动中，鸟类由于觅食的需要，通常会在觅食地和栖息地之间往返迁飞，这种迁飞由于飞行距离一般较短，其飞行高度通常要低于100 m，因而增加了与风机相撞的风险概率。当然随着海上风机容量的增加，风机扫掠面积和高度都会增加和增高，鸟类撞击到风机上而死亡的风险也会随之增加。

国外海上风电场研究发现，鸟类与风机相撞概率会因不同区域、不同生境以及风电场建设规模、分布鸟类的不同而存在明显差异，如表2所示。Pettersson在Utgrunden的海上风电场，观察到有 500000只海鸭穿过风电场，却没有发生一起撞击事件；Kahlert在丹麦的Nysted海上风电场用雷达进行的研究表明白天大部分鸟类在距风电场3 km以外就开始改变飞行路线，而晚上在1km左右改变方向，在风机群周边飞行时表现出明显的躲避行为；同样的，Pettersson在瑞典的 Kalmar Sound目视观察绒鸭的移动对两个近岸风机的反应，在150万只迁徙水鸟中，只有1次撞击事件。

表2 鸟和风机撞击概率

此外，研究发现撞击死亡率通常与风机的转速呈一定的相关关系，一般变速的风机对鸟类的影响较大。但即使如此，在许多情况下仍然有80%以上的鸟类可以穿过变速的风机而不受丝毫损伤。

同样研究监测还发现鸟撞风机也与环境因素有关。在天气晴好的情况下，即使在鸟类数量非常多的海岸带区域，鸟类与风机撞击的机率基本为零。而大风、雨天、起雾天气和漆黑的夜晚会降低鸟类对飞行的操控能力，在这些条件下迁徙鸟的飞行高度会降低，促使鸟类与风机的撞击的风险增加，而且在恶劣天气条件下，风机上的灯光对鸟类的吸引会增强，变成影响夜间迁徙鸟类安全的一个非常重要的因素，增加了鸟机相撞的风险。

综上所述，通常情况下，鸟类在长距离迁徙时飞行高度较高，且在风机群周边飞行时会表现出明显的绕避行为；仅在恶劣天气以及低空迁飞觅食的情况下才会增加与风机相撞的概率，因此风机运行对鸟类长距离迁徙的碰撞风险不大。

5 结论

（1)海上风电场的建设会使鸟类产生趋避行为，在一定程度上减少鸟类的活动范围，但是只要海上风电场选址避开了鸟类的栖息地，其对鸟类栖息和觅食的干扰影响有限。

（2)海上风电场对鸟类迁徙的干扰程度与很多因素有关，在海上风电场建设初期鸟类一般会表现出明显的趋避行为，但是随着时间的推移，部分鸟类会对风电场内的环境会产生适应性。

（3)鸟类在长距离迁徙时飞行高度较高，通常会对风电场表现出明显的绕避行为而不会发生严重的碰撞，仅在恶劣天气以及低空迁飞觅食的情况下才会增加与风机相撞的概率，因此风机运行对鸟类长距离迁徙的碰撞风险不大。

（4)海上风电场对鸟类影响因素复杂，会随着时间而发生改变，因此在其长时间运行之后对鸟类的栖息、迁徙、生存等行为的影响作用还有待进一步研究。

1.Petersen, I.K., Fox, A.D., 2007.Changes in Bird Habitat Utilisation around the Horns Rev 1 Offshore Wind Farm,with Particular Emphasis on Common Scoter.NERI Report commissioned by Vattenfall A/S.National Environmental Research Institute, Ministry of the Environment, Denmark,p.40.

2.A.L.Drewitt & R.H.W.Langston.2006.Assessing the impacts of wind farms on birds.In Wind, Fire and Water∶Renewable Energy and Birds.Ibis 148 (Suppl.1)∶ 29–42.

3.Percival, S.M.2003.Birds and Wind Farms in Ireland：A review of potential issues and impact assessment.Report to National Wind Power Ltd.

4.Bech M, Frederiksen R, Pedersen J, et al.Infauna monitoring.Horns Rev Wind Farm 2004.Status Report[J].Prep.Report request.Commissioned by Elsam Engineering A/S, 2005.

5.Krijgsveld K L, Fijn R C, Heunks C, Van Horssen P W, De Fouw J,Collier M, Poot M J M, Beuker D and Dirksen S 2010 Effect studies Offshore Wind Farm Egmond aan Zee,Progress report on fluxes and behaviour of flying birds covering 2007 & 2008 Bureau Waardenburg Report 09-023 Culemborg p 103.

6.Pettersson, J.and Stalin, T.2003.Influence of offshore windmills on migration birds in southeast coast of Sweden.Report to GE Wind Energy.

7.Kahlert, J., Petersen, I.K., Fox, A.D., Desholm, M.&Clausager, I.2004.Investigations of Birds During Construction and Operation of Nysted Offshore Wind Farm at Rødsand.Annual Status Report 2003.National Environmental Research Institute Report Commissioned by Energi E2 A/S.Rønde∶ NERI.Available at∶http∶//uk.nystedhavmoellepark.dk/upload/pdf/Birds2003.pdf.

8.Pettersson, J.2005.The impact of offshore wind farms on bird life in Southern Kalmar sound, Sweden.A final report based on studies 1999-2003.Report for the Swedish Energy Agency.Lund, Sweden∶ Lund University.

9.Orloff, S.& Flannery, A.1996.A Continued Examination of Avian Mortality in the Altamont Pass Wind Resource Area.Final Report to the California Energy Commission.Tiburon,CA∶ BioSystems Analysis.

10.Winkelman J E.The impact of the Sep wind park near Oosterbierum (Fr.), the Netherlands, on birds, 1∶collision victims[J].RIN report, 1992, 92(2)∶ 127-128.