風電擴張下，歐洲蝙蝠為何仍在“撞墻”？一項建模框架規劃新思路

兩年前，法國南部盧納斯鎮的一座風電場，因在數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，風力發電作為一種清潔、可再生的能源形式，越來越多地出現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化石能源的重要手段之一。但是，科學家們也逐漸發現，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系統，特別是對蝙蝠等野生動物，可能帶來一定的干擾甚至威脅。

蝙蝠作為生態系統中的重要一環，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，但在一定區域或特定種群中可能產生累積效應。因此，如何在推動風能發展的同時，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，前不久發表在《可再生與可持續能源評論》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、系統的方式，來在能源發展與生態保護之間尋找平衡。他們提出了一種新的評估框架，這個框架基于建模方法，用于提升環境影響評估（EIA）的準確性和可操作性。該研究的出發點很簡單：現有的生態評估方法，雖然在制度上被嚴格執行，但在實際操作中存在不少問題，比如數據不完整、采樣范圍有限、評價標準不統一等。這些問題導致評估結果在實際決策中參考價值有限，甚至可能產生誤導。

該研究團隊指出，法國現行的EIA程序在多個環節上存在改進空間。比如，在風電項目的初期選址階段，開發方通常依賴地圖和已有數據判斷某個區域的生態狀況。但是，這些數據往往存在時間滯后、覆蓋不全或物種信息片面的情況。即使后續有專門的野外調查來補充資料，也由于經費和時間限制，難以覆蓋全面。此外，數據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

為了評估風力發電對蝙蝠活動的潛在生態影響，研究團隊選取了法國兩個風電發展歷史和現狀差異顯著的地區作為研究對象：東部的勃艮第-弗朗什-孔泰地區（BFC）與西部的布列塔尼-盧瓦爾地區（BPL）。這兩個區域在地形、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測項目，收集了2015~2020年間在711個BPL監測點與643個BFC監測點的蝙蝠活動數據。為控制數據質量和代表性，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化模型結構。為克服志愿者數據可能帶來的空間聚集偏倚，研究者分別使用包含所有監測點的完整數據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風險。研究首先基于隨機點位模擬區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，識別高風險選址區域。此外，研究還分析了不同蝙蝠物種在高活動區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

研究發現

通過在法國兩個地區對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據集（全量與子集），在多數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、區域以及數據集類型間存在一定差異，這一結果顯示基于公民科學的監測數據結合高分辨率環境變量，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因子，包括氣候變量、環境安靜指數（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，研究發現當前的減緩層級（mitigation hierarchy）流程并未能有效避免對蝙蝠高活動區域的直接影響。研究人員發現，在當前已經批準的風電項目中，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，其撞擊風險和生態敏感性較高）。這一發現表明，傳統的項目評估流程可能未能充分識別和規避對蝙蝠的潛在影響區域。這說明在缺乏標準化評估基準的前提下，僅靠現有的數據和局部調查，可能難以全面反映當地的生態實際狀況，從而影響規劃決策的科學性。

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域內，而只有不到10%的風電項目位于蝙蝠活動水平低的區域。更令人擔憂的是，這些高風險區域并未顯示出對高碰撞敏感性物種的規避傾向，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影響評估流程之中，形成對于傳統的現場調查的有效補充。盡管后者在捕捉地點特異性的生態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據，能更系統性、前瞻性地識別生物多樣性熱點區域，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“動態的、多季節的生物多樣性基準”的重要性。這種做法類似于“現狀參考狀態”理念，能夠根據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和生命周期階段的生態響應。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有的風電發展政策，也不提出全面限制項目建設。相反，研究團隊的出發點是尋找一種更有效的方式，讓風電發展在實現碳減排的同時，也能避免不必要的生態代價。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，只要具備相應的標準化生態監測數據，就可以據此開展本地化建模和評估。

從更大的層面來看，這項研究回應了聯合國提出的可持續發展目標之間的協調需求。具體來說，在實現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）成為一項現實挑戰。而這種基于數據建模的方法，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、標準化的數據，這一點，其實對很多國家或地區來說仍是挑戰。此外，模型的預測準確性受限于數據覆蓋范圍與變量選擇，因此需要持續的監測與模型更新。這些現實問題提醒我們，科學評估工具的引入不能替代制度執行的規范性與執行力，而應作為一種補充手段，提高整體環境決策的質量。

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據和建模技術的可能路徑，幫助政府、企業和公眾更理性地面對風電發展的生態影響。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驗，或許將在更多地區發揮作用，推動更加協調和可持續的能源發展模式。

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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