風電擴張下，歐洲蝙蝠為何仍在“撞墻”？一項建模框架規(guī)劃新思路

兩年前，法國南部盧納斯鎮(zhèn)的一座風電場，因在數(shù)年內導致上千只鳥類和蝙蝠死亡，于2023年12月被尼姆上訴法院終審裁定在15個月內拆除并恢復原貌。這類問題，比比皆是。如何避免呢？請看科學界支招。
本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）

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出品 | 海潮天下

近年來，風力發(fā)電作為一種清潔、可再生的能源形式，越來越多地出現(xiàn)在全球能源轉型的版圖上。尤其在應對氣候變化、減少二氧化碳排放的背景下，風電被認為是替代傳統(tǒng)化石能源的重要手段之一。但是，科學家們也逐漸發(fā)現(xiàn)，這一綠色能源的擴張并非毫無代價。在歐洲，尤其是在法國，研究者們注意到風電設施對本地生態(tài)系統(tǒng)，特別是對蝙蝠等野生動物，可能帶來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、維持生物平衡等角色。但它們在風電項目的選址與運行中，常常處于被忽視的位置。在過去的十幾年里，關于風電設施與蝙蝠死亡之間關系的研究不斷增多，其中包括因飛行路線與風機葉片重疊而發(fā)生的撞擊，以及風電設施對棲息地的影響等問題。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。因此，如何在推動風能發(fā)展的同時，合理評估與減少對野生動物的影響，成為一項越來越受到重視的議題。

海潮天下（Marine Biodiversity）小編注意到，針對這個問題，法國的一組研究人員開展了一項為期多年的研究，前不久發(fā)表在《可再生與可持續(xù)能源評論》期刊上。他們的目標并不是反對風電，而是探索一種更加科學、系統(tǒng)的方式，來在能源發(fā)展與生態(tài)保護之間尋找平衡。他們提出了一種新的評估框架，這個框架基于建模方法，用于提升環(huán)境影響評估（EIA）的準確性和可操作性。該研究的出發(fā)點很簡單：現(xiàn)有的生態(tài)評估方法，雖然在制度上被嚴格執(zhí)行，但在實際操作中存在不少問題，比如數(shù)據(jù)不完整、采樣范圍有限、評價標準不統(tǒng)一等。這些問題導致評估結果在實際決策中參考價值有限，甚至可能產(chǎn)生誤導。

該研究團隊指出，法國現(xiàn)行的EIA程序在多個環(huán)節(jié)上存在改進空間。比如，在風電項目的初期選址階段，開發(fā)方通常依賴地圖和已有數(shù)據(jù)判斷某個區(qū)域的生態(tài)狀況。但是，這些數(shù)據(jù)往往存在時間滯后、覆蓋不全或物種信息片面的情況。即使后續(xù)有專門的野外調查來補充資料，也由于經(jīng)費和時間限制，難以覆蓋全面。此外，數(shù)據(jù)采集往往缺乏標準化，不同項目使用的評估方式可能存在差異，導致各地的評估結果難以直接比較。

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（圖文無關）上圖：一只夜蝠因與風力渦輪機旋轉葉片碰撞而死亡。?Christian Voigt

研究方法

為了評估風力發(fā)電對蝙蝠活動的潛在生態(tài)影響，研究團隊選取了法國兩個風電發(fā)展歷史和現(xiàn)狀差異顯著的地區(qū)作為研究對象：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）。這兩個區(qū)域在地形、土地利用及風電設施分布上差異顯著，為研究蝙蝠活動模式及其與環(huán)境因子、風電裝置的關系提供了理想的對比平臺。研究團隊依托“Vigie-Chiro”這一國家級志愿者蝙蝠聲學監(jiān)測項目，收集了2015~2020年間在711個BPL監(jiān)測點與643個BFC監(jiān)測點的蝙蝠活動數(shù)據(jù)。為控制數(shù)據(jù)質量和代表性，研究僅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)測點，并對聲學識別誤差進行了雙重容差處理。

在建模過程中，研究采用隨機森林方法（Random Forest）來分析影響蝙蝠活動的關鍵因素。模型引入了共40項高分辨率預測變量，涵蓋地形特征、土地利用、人為干擾、生物氣候等多個維度，并結合不同空間尺度（從50米到10公里）進行多尺度分析，以貼合蝙蝠在不同尺度上的生態(tài)響應。模型的預測能力通過交叉驗證下的標準化均方根誤差（NRMSE）加以評估，并進一步通過變量篩選優(yōu)化模型結構。為克服志愿者數(shù)據(jù)可能帶來的空間聚集偏倚，研究者分別使用包含所有監(jiān)測點的完整數(shù)據(jù)集及僅包含相互間距大于500米點位的子集進行建模，以確保預測結果的穩(wěn)健性與代表性。

接著，研究構建了一個標準化的蝙蝠活動基準框架，用于評估新建風電項目對蝙蝠可能帶來的生態(tài)風險。研究首先基于隨機點位模擬區(qū)域背景蝙蝠活動水平，并將預測結果劃分為五個等級，從“低活動”到“極高活動”。隨后，將本地規(guī)劃部門已批準的風機選址與該基準進行比對，識別高風險選址區(qū)域。此外，研究還分析了不同蝙蝠物種在高活動區(qū)域中受到風電潛在威脅的比例，并結合各物種的碰撞敏感性指數(shù)進行回歸分析，以評估當前風電項目是否在避免高碰撞風險種類上取得了成效。這一框架為風電項目的環(huán)境影響評估提供了科學且操作性強的量化工具。

風電場。?海潮天下（Marine Biodiversity）攝影

研究發(fā)現(xiàn)

通過在法國兩個地區(qū)對12類蝙蝠物種的活動情況進行的建模，該團隊共構建了96個隨機森林模型。模型結合了不同聲學識別容錯率（10%與50%）以及不同空間獨立性的數(shù)據(jù)集（全量與子集），在多數(shù)情況下取得了良好的預測性能，標準化均方根誤差（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，這一結果顯示基于公民科學的監(jiān)測數(shù)據(jù)結合高分辨率環(huán)境變量，能夠有效預測蝙蝠的空間活動格局。

變量選擇的結果進一步揭示了影響蝙蝠活動的關鍵生態(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，凸顯城市化過程中的復合性生態(tài)壓力。

不過，在將這些模型用于分析法國已批準建設的風電項目選址情況時，研究發(fā)現(xiàn)當前的減緩層級（mitigation hierarchy）流程并未能有效避免對蝙蝠高活動區(qū)域的直接影響。研究人員發(fā)現(xiàn)，在當前已經(jīng)批準的風電項目中，有相當比例的項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保護對象，其撞擊風險和生態(tài)敏感性較高）。這一發(fā)現(xiàn)表明，傳統(tǒng)的項目評估流程可能未能充分識別和規(guī)避對蝙蝠的潛在影響區(qū)域。這說明在缺乏標準化評估基準的前提下，僅靠現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和局部調查，可能難以全面反映當?shù)氐纳鷳B(tài)實際狀況，從而影響規(guī)劃決策的科學性。

具體而言，超過1/4的風電機組將建于至少1/3蝙蝠物種高度活躍的區(qū)域內，而只有不到10%的風電項目位于蝙蝠活動水平低的區(qū)域。更令人擔憂的是，這些高風險區(qū)域并未顯示出對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，其地面活動可直接代表風電機艙高度的活動水平，與以往研究在德國與北美的結果一致。這些選址模式若無有效的緩解措施，將對蝙蝠種群的生存構成威脅。

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

這一方法的實踐成果值得關注。研究進一步指出，應將該建模框架納入生態(tài)影響評估流程之中，形成對于傳統(tǒng)的現(xiàn)場調查的有效補充。盡管后者在捕捉地點特異性的生態(tài)特征方面具有不可替代的作用，但在時間和空間范圍上常受到資源限制。相較之下，建模方法基于長期積累的大數(shù)據(jù)，能更系統(tǒng)性、前瞻性地識別生物多樣性熱點區(qū)域，并指導決策者采取針對性保護或緩解措施，如在高風險區(qū)域推行風機限轉（curtailment）策略。尤其是近年來興起的實時預測與自動監(jiān)測手段，正逐漸成為提高緩解效率的關鍵工具。

此外，文章還強調建立“動態(tài)的、多季節(jié)的生物多樣性基準”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調整評估標準，更準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。但是，這一做法也需警惕“基準轉移綜合癥”（shifting baseline syndrome）的問題，尤其是在人類干擾比較強的區(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)影響評估過程中的潛在貢獻和附加價值（以紅色突出顯示）。圖源：Froidevaux, Jérémy SP, et al. (2025)

其實，這項研究并不意在否定現(xiàn)有的風電發(fā)展政策，也不提出全面限制項目建設。相反，研究團隊的出發(fā)點是尋找一種更有效的方式，讓風電發(fā)展在實現(xiàn)碳減排的同時，也能避免不必要的生態(tài)代價。他們強調，這一建模框架具有很強的靈活性和適用性，不僅可以應用于蝙蝠，也可以擴展至其他物種，如鳥類，甚至適用于其他可再生能源項目，比如太陽能電站。同時，該框架也適合其他國家和地區(qū)，只要具備相應的標準化生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，就可以據(jù)此開展本地化建模和評估。

從更大的層面來看，這項研究回應了聯(lián)合國提出的可持續(xù)發(fā)展目標之間的協(xié)調需求。具體來說，在實現(xiàn)SDG目標7（提供可負擔、清潔能源）和目標13（應對氣候變化）的同時，如何不犧牲目標15（保護陸地生態(tài)）成為一項現(xiàn)實挑戰(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的可能路徑。

當然，研究者也承認，這種方法的實施依賴于高質量、標準化的數(shù)據(jù)，這一點，其實對很多國家或地區(qū)來說仍是挑戰(zhàn)。此外，模型的預測準確性受限于數(shù)據(jù)覆蓋范圍與變量選擇，因此需要持續(xù)的監(jiān)測與模型更新。這些現(xiàn)實問題提醒我們，科學評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，而應作為一種補充手段，提高整體環(huán)境決策的質量。

不過總的來看，這項研究為如何在能源轉型 vs 生態(tài)保護之間取得平衡提供了一個新的視角。它展示了一種基于科學數(shù)據(jù)和建模技術的可能路徑，幫助政府、企業(yè)和公眾更理性地面對風電發(fā)展的生態(tài)影響。在未來風能等可再生能源進一步擴展的過程中，這樣的科學方法和實踐經(jīng)驗，或許將在更多地區(qū)發(fā)揮作用，推動更加協(xié)調和可持續(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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