風力發電場正在世界各地湧現。僅在美國，風力發電能力在過去十年中就增加了兩倍。儘管這一趨勢對於減少排放和應對氣候變化的努力來說是好訊息，但越來越多的研究表明，風力渦輪機以顯著的方式擾亂了當地環境。例如，科學家已經記錄到，渦輪機殺死了成千上萬的鳥類和蝙蝠。
現在，一項新的研究發現，風力能源還會透過食物鏈中層層傳遞的變化間接影響生態系統：像老虎、大白鯊和人類一樣，風力渦輪機可以發揮頂級掠食者的作用。
但研究人員強調，即使風力能源具有生態影響，我們仍然應該使用它。畢竟，化石燃料對環境的破壞更為嚴重。參與研究的科學家們表示，他們的工作旨在幫助人們就如何以及在哪裡使用清潔能源做出更明智的決定，而不是批評風力發電。
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頂級掠食者
風力發電場在印度生物多樣性熱點地區西高止山脈運營了大約二十年。這個地點非常適合研究人員瑪麗亞·塔克及其同事研究渦輪機如何影響當地生態系統。他們上週發表在《自然生態與進化》上的研究發現，在有風力發電場的區域，鳥類比沒有風力發電場的區域稀少四倍，並且覓食的頻率也較低。但研究人員表示，這不是因為鳥類飛入渦輪機葉片而死亡。“我們可以看到鳥類飛到風力發電場的邊緣，然後飛走，”印度科學研究所生態科學中心的生態學教授塔克說。“這完全是迴避行為。”
風力渦輪機附近鳥類的減少影響了蜥蜴的健康和種群規模。圖片來源：阿比·瓦納克
塔克和她的團隊隨後評估了一種鳥類通常捕食的特定蜥蜴物種的種群。他們清點了蜥蜴的數量，採集了血液樣本來測量壓力水平，並分析了身體狀況和顏色。（雄性在下顎下方有一塊顏色鮮豔的皮膚，用於性交流）。科學家還記錄了蜥蜴對捕食者的敏感性——研究人員在動物逃跑之前可以靠近它們的程度。
毫不奇怪，研究人員發現，在有風力渦輪機的區域，蜥蜴的數量更多，因為鳥類較少。“我們完全預料到，當頂級掠食者減少時，獵物的密度會增加，”塔克說。這些蜥蜴也對捕食者不那麼警惕，並且壓力水平低於在渦輪機範圍之外的同類。
然而，他們其餘的結果出乎意料。儘管生活在渦輪機附近的蜥蜴受到的捕食者壓力較小，但它們比生活在其他地方的同類更瘦、顏色也不那麼鮮豔。這聽起來可能違反直覺，但塔克說這在生態學上是有道理的。“對食物的高度競爭意味著每個個體的質量實際上降低了，”她指出。“這就是當你移除頂級掠食者時發生的細微差別。”
除了風力渦輪機如何影響這種蜥蜴物種外，這項研究還有一個更大的意義：它表明風力發電場可以透過本質上充當頂級掠食者，在生態系統內產生一系列意想不到的影響。“這種人造結構已經移除了食物網中的一層。這就是頂級掠食者所做的——它移除了它下面的一層，”塔克說。“透過移除它下面的一層，那一層下面的層就從壓力中解放出來。”
在西高止山脈的案例中，這種影響甚至可能超出蜥蜴，延伸到它們吃的昆蟲以及與當地食物網相關的植物。塔克說，風力渦輪機可能會在地球上的其他生態系統中引發這種連鎖反應，尤其是在食物網較為簡單的生態系統中。
清潔能源的影響
這些生態影響只是風力發電場擾亂環境的一種方式。最明顯的麻煩跡象，早在多年前就已出現，是大量鳥類和蝙蝠被渦輪機碰撞殺死——或者被與渦輪機相關的氣壓變化殺死。據信，渦輪機每年在美國殺死140,000到500,000只鳥。對蝙蝠的估計甚至更高：一項研究估計，美國每年總共有651,000到888,000只蝙蝠死亡。當然，與飛入建築物後死亡的鳥類數量相比，這些數字似乎相對較少——據估計，僅在美國每年就有3.65億到9.88億只鳥死亡。根據一項研究，該國的化石燃料發電廠每年殺死約2400萬隻鳥。
除了直接碰撞外，科學家們還觀察到其他間接影響——例如，幾種鳥類被風力渦輪機取代。還有證據表明，一些哺乳動物會避開有風力渦輪機的區域，或者在靠近它們時壓力水平更高，塔克說。“我們知道，風力發電場會對野生動物產生各種各樣的不利或負面影響，”俄克拉荷馬州立大學全球變化生態與管理助理教授斯科特·洛斯說，他沒有參與這項新研究。這種情況也可能在更大的生態規模上發生。“風力渦輪機分割[景觀]，改變聲音景觀和空域，並可能改變人類活動量——所有這些都可能改變棲息地，”美國地質調查局的研究野生動物生物學家託德·卡茨納指出，他沒有參與這項工作。研究還發現，渦輪機可以透過混合大氣來改變當地溫度。
但一些專家表示，塔克及其團隊的最新研究將風力能源影響的研究引向了一個新的、有趣的方向。“這項研究真的很酷，因為據我所知，這是第一個表明在不止一個[食物鏈]層面產生影響的研究，”洛斯說。卡茨納同意，“他們正在強調一個非常重要且我們根本不瞭解的話題，”他說。“這項研究可能對我們理解風力能源對單個物種和社群層面種群動態的影響產生重要影響。”
塔克和外部專家都強調，這並不意味著我們應該妖魔化或去除風力能源。“所有型別的能源提取都會產生環境後果，”卡茨納指出。而且，風力能源具有重要的環境效益：例如，執行渦輪機不排放溫室氣體，也不需要水。塔克說，她仍然支援清潔能源而不是化石燃料，因為氣候變化對世界各地的物種和生態系統構成威脅。“我絕不是建議不要使用清潔能源，”她說。“這不是我論文的Message。”
相反，塔克建議決策者在決定在哪裡建造風力發電場時認真考慮風力能源的生態影響。“新的風力發電場應建在不特別獨特、不富含生物多樣性的環境中，以便我們最大限度地減少影響，”她說。“我們不能對影響確實存在的事實視而不見。”