兩年前，法國(guó)南部盧納斯鎮(zhèn)的一座風(fēng)電場(chǎng)，因在數(shù)年內(nèi)導(dǎo)致上千只鳥(niǎo)類和蝙蝠死亡，于2023年12月被尼姆上訴法院終審裁定在15個(gè)月內(nèi)拆除并恢復(fù)原貌。這類問(wèn)題，比比皆是。如何避免呢？請(qǐng)看科學(xué)界支招。
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出品 | 海潮天下

近年來(lái)，風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔、可再生的能源形式，越來(lái)越多地出現(xiàn)在全球能源轉(zhuǎn)型的版圖上。尤其在應(yīng)對(duì)氣候變化、減少二氧化碳排放的背景下，風(fēng)電被認(rèn)為是替代傳統(tǒng)化石能源的重要手段之一。但是，科學(xué)家們也逐漸發(fā)現(xiàn)，這一綠色能源的擴(kuò)張并非毫無(wú)代價(jià)。在歐洲，尤其是在法國(guó)，研究者們注意到風(fēng)電設(shè)施對(duì)本地生態(tài)系統(tǒng)，特別是對(duì)蝙蝠等野生動(dòng)物，可能帶來(lái)一定的干擾甚至威脅。

蝙蝠作為生態(tài)系統(tǒng)中的重要一環(huán)，扮演著捕食昆蟲(chóng)、維持生物平衡等角色。但它們?cè)陲L(fēng)電項(xiàng)目的選址與運(yùn)行中，常常處于被忽視的位置。在過(guò)去的十幾年里，關(guān)于風(fēng)電設(shè)施與蝙蝠死亡之間關(guān)系的研究不斷增多，其中包括因飛行路線與風(fēng)機(jī)葉片重疊而發(fā)生的撞擊，以及風(fēng)電設(shè)施對(duì)棲息地的影響等問(wèn)題。這些影響雖然不總是顯著，但在一定區(qū)域或特定種群中可能產(chǎn)生累積效應(yīng)。因此，如何在推動(dòng)風(fēng)能發(fā)展的同時(shí)，合理評(píng)估與減少對(duì)野生動(dòng)物的影響，成為一項(xiàng)越來(lái)越受到重視的議題。

海潮天下（Marine Biodiversity）小編注意到，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，法國(guó)的一組研究人員開(kāi)展了一項(xiàng)為期多年的研究，前不久發(fā)表在《可再生與可持續(xù)能源評(píng)論》期刊上。他們的目標(biāo)并不是反對(duì)風(fēng)電，而是探索一種更加科學(xué)、系統(tǒng)的方式，來(lái)在能源發(fā)展與生態(tài)保護(hù)之間尋找平衡。他們提出了一種新的評(píng)估框架，這個(gè)框架基于建模方法，用于提升環(huán)境影響評(píng)估（EIA）的準(zhǔn)確性和可操作性。該研究的出發(fā)點(diǎn)很簡(jiǎn)單：現(xiàn)有的生態(tài)評(píng)估方法，雖然在制度上被嚴(yán)格執(zhí)行，但在實(shí)際操作中存在不少問(wèn)題，比如數(shù)據(jù)不完整、采樣范圍有限、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等。這些問(wèn)題導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果在實(shí)際決策中參考價(jià)值有限，甚至可能產(chǎn)生誤導(dǎo)。

該研究團(tuán)隊(duì)指出，法國(guó)現(xiàn)行的EIA程序在多個(gè)環(huán)節(jié)上存在改進(jìn)空間。比如，在風(fēng)電項(xiàng)目的初期選址階段，開(kāi)發(fā)方通常依賴地圖和已有數(shù)據(jù)判斷某個(gè)區(qū)域的生態(tài)狀況。但是，這些數(shù)據(jù)往往存在時(shí)間滯后、覆蓋不全或物種信息片面的情況。即使后續(xù)有專門的野外調(diào)查來(lái)補(bǔ)充資料，也由于經(jīng)費(fèi)和時(shí)間限制，難以覆蓋全面。此外，數(shù)據(jù)采集往往缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，不同項(xiàng)目使用的評(píng)估方式可能存在差異，導(dǎo)致各地的評(píng)估結(jié)果難以直接比較。

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（圖文無(wú)關(guān)）上圖：一只夜蝠因與風(fēng)力渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片碰撞而死亡。?Christian Voigt

研究方法

為了評(píng)估風(fēng)力發(fā)電對(duì)蝙蝠活動(dòng)的潛在生態(tài)影響，研究團(tuán)隊(duì)選取了法國(guó)兩個(gè)風(fēng)電發(fā)展歷史和現(xiàn)狀差異顯著的地區(qū)作為研究對(duì)象：東部的勃艮第-弗朗什-孔泰地區(qū)（BFC）與西部的布列塔尼-盧瓦爾地區(qū)（BPL）。這兩個(gè)區(qū)域在地形、土地利用及風(fēng)電設(shè)施分布上差異顯著，為研究蝙蝠活動(dòng)模式及其與環(huán)境因子、風(fēng)電裝置的關(guān)系提供了理想的對(duì)比平臺(tái)。研究團(tuán)隊(duì)依托“Vigie-Chiro”這一國(guó)家級(jí)志愿者蝙蝠聲學(xué)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，收集了2015~2020年間在711個(gè)BPL監(jiān)測(cè)點(diǎn)與643個(gè)BFC監(jiān)測(cè)點(diǎn)的蝙蝠活動(dòng)數(shù)據(jù)。為控制數(shù)據(jù)質(zhì)量和代表性，研究?jī)H保留了在最佳氣象條件下、距已知棲息地200米以外、海拔低于800米的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并對(duì)聲學(xué)識(shí)別誤差進(jìn)行了雙重容差處理。

在建模過(guò)程中，研究采用隨機(jī)森林方法（Random Forest）來(lái)分析影響蝙蝠活動(dòng)的關(guān)鍵因素。模型引入了共40項(xiàng)高分辨率預(yù)測(cè)變量，涵蓋地形特征、土地利用、人為干擾、生物氣候等多個(gè)維度，并結(jié)合不同空間尺度（從50米到10公里）進(jìn)行多尺度分析，以貼合蝙蝠在不同尺度上的生態(tài)響應(yīng)。模型的預(yù)測(cè)能力通過(guò)交叉驗(yàn)證下的標(biāo)準(zhǔn)化均方根誤差（NRMSE）加以評(píng)估，并進(jìn)一步通過(guò)變量篩選優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)。為克服志愿者數(shù)據(jù)可能帶來(lái)的空間聚集偏倚，研究者分別使用包含所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的完整數(shù)據(jù)集及僅包含相互間距大于500米點(diǎn)位的子集進(jìn)行建模，以確保預(yù)測(cè)結(jié)果的穩(wěn)健性與代表性。

接著，研究構(gòu)建了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的蝙蝠活動(dòng)基準(zhǔn)框架，用于評(píng)估新建風(fēng)電項(xiàng)目對(duì)蝙蝠可能帶來(lái)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。研究首先基于隨機(jī)點(diǎn)位模擬區(qū)域背景蝙蝠活動(dòng)水平，并將預(yù)測(cè)結(jié)果劃分為五個(gè)等級(jí)，從“低活動(dòng)”到“極高活動(dòng)”。隨后，將本地規(guī)劃部門已批準(zhǔn)的風(fēng)機(jī)選址與該基準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)選址區(qū)域。此外，研究還分析了不同蝙蝠物種在高活動(dòng)區(qū)域中受到風(fēng)電潛在威脅的比例，并結(jié)合各物種的碰撞敏感性指數(shù)進(jìn)行回歸分析，以評(píng)估當(dāng)前風(fēng)電項(xiàng)目是否在避免高碰撞風(fēng)險(xiǎn)種類上取得了成效。這一框架為風(fēng)電項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)估提供了科學(xué)且操作性強(qiáng)的量化工具。

風(fēng)電場(chǎng)。?海潮天下（Marine Biodiversity）攝影

研究發(fā)現(xiàn)

通過(guò)在法國(guó)兩個(gè)地區(qū)對(duì)12類蝙蝠物種的活動(dòng)情況進(jìn)行的建模，該團(tuán)隊(duì)共構(gòu)建了96個(gè)隨機(jī)森林模型。模型結(jié)合了不同聲學(xué)識(shí)別容錯(cuò)率（10%與50%）以及不同空間獨(dú)立性的數(shù)據(jù)集（全量與子集），在多數(shù)情況下取得了良好的預(yù)測(cè)性能，標(biāo)準(zhǔn)化均方根誤差（NRMSE）值大多低于20%。盡管不同物種、區(qū)域以及數(shù)據(jù)集類型間存在一定差異，這一結(jié)果顯示基于公民科學(xué)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合高分辨率環(huán)境變量，能夠有效預(yù)測(cè)蝙蝠的空間活動(dòng)格局。

變量選擇的結(jié)果進(jìn)一步揭示了影響蝙蝠活動(dòng)的關(guān)鍵生態(tài)因子，包括氣候變量、環(huán)境安靜指數(shù)（quietness suitability index）、不同尺度上的農(nóng)田比例、水體距離等等。其中，安靜指數(shù)的納入尤為重要，它不僅代表噪聲影響，也綜合反映了夜間光污染、道路密度和城市不透水面的影響，凸顯城市化過(guò)程中的復(fù)合性生態(tài)壓力。

不過(guò)，在將這些模型用于分析法國(guó)已批準(zhǔn)建設(shè)的風(fēng)電項(xiàng)目選址情況時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的減緩層級(jí)（mitigation hierarchy）流程并未能有效避免對(duì)蝙蝠高活動(dòng)區(qū)域的直接影響。研究人員發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前已經(jīng)批準(zhǔn)的風(fēng)電項(xiàng)目中，有相當(dāng)比例的項(xiàng)目位于蝙蝠活躍度較高的區(qū)域（而這些物種往往屬于歐盟重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象，其撞擊風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)敏感性較高）。這一發(fā)現(xiàn)表明，傳統(tǒng)的項(xiàng)目評(píng)估流程可能未能充分識(shí)別和規(guī)避對(duì)蝙蝠的潛在影響區(qū)域。這說(shuō)明在缺乏標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估基準(zhǔn)的前提下，僅靠現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和局部調(diào)查，可能難以全面反映當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)實(shí)際狀況，從而影響規(guī)劃決策的科學(xué)性。

具體而言，超過(guò)1/4的風(fēng)電機(jī)組將建于至少1/3蝙蝠物種高度活躍的區(qū)域內(nèi)，而只有不到10%的風(fēng)電項(xiàng)目位于蝙蝠活動(dòng)水平低的區(qū)域。更令人擔(dān)憂的是，這些高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域并未顯示出對(duì)高碰撞敏感性物種的規(guī)避傾向，如山蝠屬（Nyctalus）是高飛行物種，其地面活動(dòng)可直接代表風(fēng)電機(jī)艙高度的活動(dòng)水平，與以往研究在德國(guó)與北美的結(jié)果一致。這些選址模式若無(wú)有效的緩解措施，將對(duì)蝙蝠種群的生存構(gòu)成威脅。

圖源：Froidevaux, Jérémy SP, et al. (2025)

這一方法的實(shí)踐成果值得關(guān)注。研究進(jìn)一步指出，應(yīng)將該建?？蚣芗{入生態(tài)影響評(píng)估流程之中，形成對(duì)于傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的有效補(bǔ)充。盡管后者在捕捉地點(diǎn)特異性的生態(tài)特征方面具有不可替代的作用，但在時(shí)間和空間范圍上常受到資源限制。相較之下，建模方法基于長(zhǎng)期積累的大數(shù)據(jù)，能更系統(tǒng)性、前瞻性地識(shí)別生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)域，并指導(dǎo)決策者采取針對(duì)性保護(hù)或緩解措施，如在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域推行風(fēng)機(jī)限轉(zhuǎn)（curtailment）策略。尤其是近年來(lái)興起的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)與自動(dòng)監(jiān)測(cè)手段，正逐漸成為提高緩解效率的關(guān)鍵工具。

此外，文章還強(qiáng)調(diào)建立“動(dòng)態(tài)的、多季節(jié)的生物多樣性基準(zhǔn)”的重要性。這種做法類似于“現(xiàn)狀參考狀態(tài)”理念，能夠根據(jù)不斷變化的氣候與土地利用模式適時(shí)調(diào)整評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，更準(zhǔn)確地反映物種在不同季節(jié)和生命周期階段的生態(tài)響應(yīng)。但是，這一做法也需警惕“基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移綜合癥”（shifting baseline syndrome）的問(wèn)題，尤其是在人類干擾比較強(qiáng)的區(qū)域。

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▲上圖展示了將所提出的基于模型的框架整合到生態(tài)影響評(píng)估過(guò)程中的潛在貢獻(xiàn)和附加價(jià)值（以紅色突出顯示）。圖源：Froidevaux, Jérémy SP, et al. (2025)

其實(shí)，這項(xiàng)研究并不意在否定現(xiàn)有的風(fēng)電發(fā)展政策，也不提出全面限制項(xiàng)目建設(shè)。相反，研究團(tuán)隊(duì)的出發(fā)點(diǎn)是尋找一種更有效的方式，讓風(fēng)電發(fā)展在實(shí)現(xiàn)碳減排的同時(shí)，也能避免不必要的生態(tài)代價(jià)。他們強(qiáng)調(diào)，這一建模框架具有很強(qiáng)的靈活性和適用性，不僅可以應(yīng)用于蝙蝠，也可以擴(kuò)展至其他物種，如鳥(niǎo)類，甚至適用于其他可再生能源項(xiàng)目，比如太陽(yáng)能電站。同時(shí)，該框架也適合其他國(guó)家和地區(qū)，只要具備相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，就可以據(jù)此開(kāi)展本地化建模和評(píng)估。

從更大的層面來(lái)看，這項(xiàng)研究回應(yīng)了聯(lián)合國(guó)提出的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之間的協(xié)調(diào)需求。具體來(lái)說(shuō)，在實(shí)現(xiàn)SDG目標(biāo)7（提供可負(fù)擔(dān)、清潔能源）和目標(biāo)13（應(yīng)對(duì)氣候變化）的同時(shí)，如何不犧牲目標(biāo)15（保護(hù)陸地生態(tài)）成為一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。而這種基于數(shù)據(jù)建模的方法，提供了一種兼顧多重目標(biāo)的可能路徑。

當(dāng)然，研究者也承認(rèn)，這種方法的實(shí)施依賴于高質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)，其實(shí)對(duì)很多國(guó)家或地區(qū)來(lái)說(shuō)仍是挑戰(zhàn)。此外，模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性受限于數(shù)據(jù)覆蓋范圍與變量選擇，因此需要持續(xù)的監(jiān)測(cè)與模型更新。這些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題提醒我們，科學(xué)評(píng)估工具的引入不能替代制度執(zhí)行的規(guī)范性與執(zhí)行力，而應(yīng)作為一種補(bǔ)充手段，提高整體環(huán)境決策的質(zhì)量。

不過(guò)總的來(lái)看，這項(xiàng)研究為如何在能源轉(zhuǎn)型 vs 生態(tài)保護(hù)之間取得平衡提供了一個(gè)新的視角。它展示了一種基于科學(xué)數(shù)據(jù)和建模技術(shù)的可能路徑，幫助政府、企業(yè)和公眾更理性地面對(duì)風(fēng)電發(fā)展的生態(tài)影響。在未來(lái)風(fēng)能等可再生能源進(jìn)一步擴(kuò)展的過(guò)程中，這樣的科學(xué)方法和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，或許將在更多地區(qū)發(fā)揮作用，推動(dòng)更加協(xié)調(diào)和可持續(xù)的能源發(fā)展模式。

感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的全文：

Froidevaux J S P, Le Viol I, Barré K, et al. A modeling framework for biodiversity assessment in renewable energy development: A case study on European bats and wind turbines[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2025,
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032124010499

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資訊源 | Froidevaux, Jérémy SP, et al.文 | 王芊佳

編輯 | 海潮君

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