当风力涡轮机杀死蝙蝠和鸟类时,这些科学家想要它们的尸体

科学家表示,收集、研究和储存来自风能和太阳能设施的遗骸,可以解锁新的见解。
2013 年,一只红尾鵟在加利福尼亚州利弗莫尔附近的一台闲置涡轮机叶片上起飞。Michael Macor/《旧金山纪事报》经 Getty Images 授权

本文最初发布于 Undark

“这是几具 尸体中气味最小的,”托德·卡茨纳说道,他正透过实验室经理的肩膀朝外看,她正从一张钢制实验桌上的一只死鸽子身上切下一小块肉。他说,送到爱达荷州博伊西这个设施里的样本,很多时候都死了很久了,而且尸体闻起来“除了‘恶心’之外,根本无法轻易形容”。

卡茨纳是美国地质调查局(一个致力于环境科学的政府机构)的野生动物生物学家。他看着他的实验室经理找到鸽子的肝脏,然后将一小块光泽的栗色肝脏放进一个贴有生物危害标志的小塑料袋里。这只鸽子是一个示范样本,但包括肉和肝脏在内的样本通常会被冷冻、编目并储存在冰柜里。羽毛会被装进纸信封,整理在文件盒里;其余尸体则被丢弃。当研究需要时,储存的样本可以被处理并发送到其他实验室进行毒物测试或基因分析。

 

送往博伊西实验室的大多数鸟类尸体都来自可再生能源设施,每年有数十万只飞行动物 因撞击涡轮机叶片和其他设备而死亡。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的保护生物学家马克·戴维斯说,清洁能源项目对于应对气候变化至关重要。但他同时也强调了减轻其对野生动物影响的重要性。“我支持可再生能源开发。我也支持尽最大努力保护生物多样性,”戴维斯说。“我认为这两件事可以很好地共存。”

为此,卡茨纳、戴维斯和其他生物学家正在与可再生能源行业合作,建立一个全国性的死鸟和死蝙蝠的数据库,这些动物死于风能和太阳能设施。戴维斯说,这些尸体能提供关于动物如何生活和死亡的线索,并有助于科学家和项目运营商了解如何减少清洁能源设施对环境的影响。

该数据库需要行业合作伙伴持续的资金和支持来提供样本。但戴维斯补充说,该收藏品的更广泛潜力是巨大的。他和卡茨纳以及其他利益相关者希望,这些尸体能让广泛的野生动物生物学家获得他们工作所需的动物样本,甚至可能为研究人员尚未想到的未来科学问题提供见解。


1980 年, 加利福尼亚州通过将旧金山以东超过 30,000 英亩的土地指定用于风能开发,从而为世界首批大规模风能项目之一奠定了基础,这片土地被称为阿尔塔蒙特山口。在不到二十年的时间里,公司在那里安装了数千台风力涡轮机。但也有一个缺点:虽然海风使阿尔塔蒙特成为风能的理想之地,但该地区也被迁徙的鸟类大量使用。研究表明,它们与涡轮机的旋转叶片相撞,导致红尾鵟、红隼和金雕的死亡人数达数百。

“这是一个建风电场的好地方,但也是一个对风电场来说非常糟糕的地方,”项目所在地阿拉米达县的规划总监阿尔伯特·洛佩兹说。

一份为该州准备的 2004 年 报告 估计了死亡人数,并提出了建议,作者表示这些建议可以将死亡率降低 20% 到 50%。作者认为,最有效的解决方案是用更少的、更大的涡轮机取代阿尔塔蒙特现有的许多小型涡轮机。但作者写道,许多减少死亡的措施将是实验性的,“由于其可能有效性的不确定性程度很高”。随后十多年的研究、紧张关系和诉讼,都集中在如何减少伤亡,同时仍然生产清洁电力以帮助加利福尼亚实现其日益 雄心勃勃 的气候目标。

这一切发生的同时,卡茨纳正在攻读博士学位,研究鹰和其他鸟类,并开始在半个世界外收集羽毛。自 1997 年以来,他几乎每年夏天都回到哈萨克斯坦进行野外研究,他注意到鸟巢下堆积着羽毛。他认为,羽毛携带有关鸟类的年龄、性别、饮食等信息,是太宝贵的资源,不应被遗弃,于是他收集了它们。这是他所谓的强迫性地储存和归档潜在有用的科学材料的开始。

卡茨纳随后在 2007 年合作发表了一篇 论文,研究人员对自然脱落的羽毛进行了基因分析,这项技术可以在难以进行视觉识别时,将羽毛样本与正确的鸟类物种匹配。后来,他拖着鹿的尸体穿越东海岸,引诱并捕捉金雕,以追踪它们的迁徙模式。如今,他的部分研究工作包括检测尸体中的铅和其他化学物质,以了解鸟类是否接触到有毒物质。

在过去十年里,卡茨纳还研究了鸟类如何与风能和太阳能项目等能源设施互动。在此期间,研究估计,在美国,每年有数十万只鸟在这些设施中死亡。这仍然是至少一篇 论文 估计每年因生境破坏、下游气候变化以及化石燃料和核电站的其他影响而死亡的数百万只鸟类的一小部分。但可再生能源正在 快速增长,研究人员正试图确定这种持续增长可能如何影响野生动物。

蝙蝠似乎被旋转的风力涡轮机吸引,有时在试图栖息在塔楼上时被叶片击中。鸟类有时会俯冲下来撞上光伏太阳能电池板—— 可能以为玻璃是安全的水面,可以降落。一种独立但不太常见的太阳能技术,利用镜子将太阳光集中成热能, 烧焦飞得太近的鸟类而闻名—— 这一因素引起了鸟类活动家对这些设施的反对。但科学家们仍然不完全了解这些互动或它们对鸟类和蝙蝠种群的影响,这使得预防它们更加困难。

2015 年,卡茨纳在美国地质调查局工作期间,与一支由其他科学家组成的团队从加利福尼亚能源委员会获得了 100 万美元的资金,用于研究可再生能源对野生动物的影响—— 使用阿尔塔蒙特山口的数百具尸体。NextEra Energy,该地区最大的项目所有者之一,捐赠了约 1200 具从其在阿尔塔蒙特的设施收集的尸体。

该团队分析了十年来在阿尔塔蒙特收集的 411 只鸟类,以及在加利福尼亚太阳能项目四年期间收集的另外 515 只鸟类。他们 发现,这些鸟类来自美国各地,这表明可再生能源设施可能会在迁徙期间影响遥远的鸟类种群。2021 年初,卡茨纳和另一组科学家发表了一篇 论文,检查了在南加州风力设施收集的样本。他们的结果表明,用更少的、更新的型号涡轮机取代旧涡轮机并不一定能减少野生动物的死亡。作者说,项目选址和能源产量可能是影响死亡率的更强决定因素。

在阿尔塔蒙特,科学家们仍在努力了解对鸟类和蝙蝠的影响,并成立了一个技术委员会来监督这项工作。洛佩兹说,正在进行的用新型涡轮机取代旧涡轮机的努力旨在减少在那里被杀死的鸟类数量,但其是否有效仍然是一个悬而未决的问题。人们期望安装更少的、每单位产热量更高的涡轮机,可以减少鸟类的碰撞点,并为栖息地提供更多空间。当安装新涡轮机时,科学家们可以推荐项目场地内鸟类不太可能发生碰撞的地点。但根据卡茨纳和其他科学家撰写的 2021 年论文,除了涡轮机尺寸和间距外,还有其他变量会影响死亡率,例如季节、天气以及该区域的鸟类行为。

在阿尔塔蒙特的一条小路上,一个白色标志标示着 NextEra 的 Golden Hills 风力项目入口,该公司最近在那里用新的、更大的型号取代了使用了几十年的涡轮机。不远处,另一个风力项目处于停滞状态—— 一个时代的遗迹。它的旧涡轮机静止不动,粗壮而灰色,与地平线上优雅的现代后继者并列。除了电力电缆的静电嗡嗡声,山丘一片寂静。

一些保护主义者仍然对该地区感到担忧。2021 年,国家奥杜邦协会(该协会表示强烈支持可再生能源) 起诉 了阿尔塔蒙特一个新风力项目的批准,声称该县在环境审查或减少鸟类死亡方面做得不够。

卡茨纳将他在加州的工作归功于该数据库的起源,他将其命名为“可再生能源-野生动物解决方案倡议”(Renewables-Wildlife Solutions Initiative)。美国土地管理局的野生动物生物学家艾米·费斯诺克(Amy Fesnock)与卡茨纳合作,她简单地称其为“死体文件”。

在爱达荷州,卡茨纳已经收集了超过 80,000 个样本—— 其中许多来自他几十年来一直保存的羽毛收藏,还有数千个最近由可再生能源公司及其合作伙伴寄送。最终,卡茨纳希望看到一个由数据库连接的多个数据库中心。这将允许其他科学家访问鸟类和蝙蝠样本,并以各种方式使用它们,例如提取 DNA 或进行毒理学测试。

“每次我们得到一个动物尸体,它都对研究有价值,”卡茨纳说。“从科学的角度来看,如果你把尸体留在野外,你就是在浪费数据。”

这些数据对阿曼达·黑尔(Amanda Hale)这样的人很重要,她是一名生物学家,曾在德克萨斯基督教大学(Texas Christian University)协助建立该数据库。她现在是 Western Ecosystems Technology 的高级研究生物学家,这是一家咨询公司,除了提供其他服务外,还对可再生能源站点的死野生动物进行调查。她新角色的部分工作是与清洁能源公司及其监管机构沟通,确保决策者拥有最新科学知识来指导项目。她说,更好的数据可以帮助客户制定更准确的保护计划,并帮助机构知道要寻找什么,从而使监管更加直接。

“一旦我们能够理解死亡模式,我认为你就可以在设计和实施缓解策略方面做得更好,”黑尔说。

然而,该倡议并非没有怀疑者。能源与野生动物行动联盟(Energy and Wildlife Action Coalition)的执行董事约翰·安德森(John Anderson)认为这项努力有其价值,但他担心该计划可能“以一种非常不利的眼光来描述可再生能源的影响”,而没有认识到其好处。风能行业长期以来对可能杀死鸟类的说法非常敏感。

Undark 在为本文联系的几家可再生能源公司,对有关其站点野生动物监测的询问没有回应,或停止回应采访请求。其他行业组织,包括美国清洁能源协会(American Clean Power Association)和可再生能源野生动物研究所(Renewable Energy Wildlife Institute),拒绝了采访请求。但许多公司似乎在参与—— 在爱达荷州,卡茨纳收到了来自 42 个州的鸟类样本。

 

威廉·沃埃尔克(William Voelker)是科曼奇族的一员,数十年来一直领导着一个名为 Sia 的鸟类和羽毛数据库,他对美国政府的此类倡议缺乏对部落的考虑感到沮丧。他说,原住民拥有“原住民关注的物种”的优先权。他的数据库为原住民提供用于仪式和宗教目的的鸟类尸体和羽毛,沃埃尔克还照顾鹰。

“目前我们没有任何发言权,这很不幸,”沃埃尔克说。

卡茨纳则表示,他希望这项项目是协作性的。他说,“可再生能源-野生动物解决方案倡议”已将一些样本发送给位于亚利桑那州的一个数据库,该数据库为宗教和仪式目的提供羽毛,RWSI 档案还可以寄送它不存档的其他材料,但尚未联系其他地点这样做。

“如果鸟类的这些部分没有被使用,那将是可耻的,”他说。“我希望它们能被用于科学或文化目的。”


许多美国风电场 已经监测和收集了坠落的野生动物。在阿尔塔蒙特以北一小时车程的一个加州风力发电场,萨克拉门托市政公用事业区(Sacramento Municipal Utility District)试图每年至少清理一次其冷冻柜—— 该公司环境服务部主管亚蒙·赖斯(Ammon Rice)说,在尸体开始发臭之前。公司积累的样本经常被保留到被丢弃。直到最近,政府和学术研究人员才零星地获得样本。

清洁能源公司雇佣人员在其设施中拾取死去的动物有许多原因:一些州要求公司在开发过程的某些阶段调查场地,并追踪发现的死鸟和蝙蝠的数量。清除尸体还可以阻止郊狼、狐狸和秃鹫等食腐动物。联邦政府为风力项目制定了自愿保护 指南;对一些公司来说,遵守这些建议是维持良好政治关系的一部分。

大多数时候,人类搜寻者会遍历项目,在涡轮机下方或穿越太阳能田地行走。斯坦泰克(Stantec)的高级生物学家特雷弗·彼得森(Trevor Peterson)说,这是一项“劳动强度极大的工作”,斯坦泰克是一家经常被聘请进行这些调查的咨询公司。在一些场地,训练有素的狗会嗅出死体。

 

多年来,保护生物学家一直希望找到一种方法来利用堆积在全国各地清洁能源站点冷冻室里的生物。为了启动一个全国性项目,卡茨纳开始与另外两位研究员合作:伊利诺伊大学的保护生物学家戴维斯,以及当时德克萨斯基督教大学的生物学教授阿曼达·黑尔。卡茨纳说,他们是“捡拾死物”的这个小社区的一部分。这三个人开始会面,并加入了美国土地管理局和美国鱼类及野生动物管理局的科学家,他们帮助将该倡议与愿意寄送尸体的其他行业合作伙伴联系起来。

在卡茨纳现有样本的基础上,该数据库从一个想法发展成了一个小型项目。在过去两年里,它从美国土地管理局获得了约 65 万美元的资金,并在该机构最近向国会提交的关于其可再生能源增长进展的 报告 中得到了提及。

在开始参与该数据库工作之前,戴维斯就已经在接收来自风力发电厂的样本。通常尸体是通过邮件寄到他的实验室,但他更倾向于亲自交付,曾发生过一次不幸的事件,一位同事收到了一个装有“蝙蝠汤”的寄送包裹。为了亲自接收包裹,戴维斯经常在大学停车场徘徊,等待对方到达以便卸货。

“听起来很像非法毒品交易,”戴维斯说。“看起来很像非法毒品交易——我向你保证,绝对不是。”

最近,与戴维斯一起工作的现场技术员瑞奇·吉瑟(Ricky Gieser)从伊利诺伊州开车两个半小时到印第安纳州中部,在一家 Cracker Barrel 餐厅的停车场会见了俄亥俄州的一位野生动物官员。戴维斯安排 Undark 通过 Zoom 见证了这次交易。吉瑟戴着乳胶手套,将 300 多只冷冻的鸟类和蝙蝠的袋子从州拥有的冷却器中转移出来,然后小心翼翼地放进他大学拥有的冷却器里。整个交易在 15 分钟内完成,但协调过程却花费了几周时间。

戴维斯研究蝙蝠和其他“人们不喜欢的生物”,重点是遗传学。他在爱荷华州长大,喜欢追逐蜘蛛和蛇,现在他的书桌后面有一个装有腌制响尾蛇的罐子——这是他博士研究的纪念品。他说,保护这些生物至关重要。蝙蝠带来了巨大的经济效益,它们吃掉危害作物的害虫。而且它们的种群正在以惊人的速度下降:在过去十年里,一种名为白鼻综合征的疾病已经导致三种北美蝙蝠物种的种群数量减少了 90% 以上。2022 年 11 月下旬,美国鱼类及野生动物服务局将戴维斯最喜欢的物种——北长耳蝙蝠——列为濒危物种。

对于某些物种来说,风力发电场造成的死亡是种群面临的又一个压力源。科学家们 预计 气候变化将使蝙蝠和整个生物多样性的情况变得更糟。“由于这些因素的结合,现在对蝙蝠来说非常艰难,”戴维斯说。“我们需要比现在付出更多的努力,才能让它们的生活变得更好。”

与其他野生动物研究人员一样,戴维斯有时也难以获得他研究所需的样本来追踪物种和了解它们的行为。许多人花时间在野外,但这成本很高。戴维斯说,根据目标物种的不同,获得足够的动物可能需要数年时间。他在博士论文中使用了博物馆的收藏品,并仍然认为它们是“未被充分利用的研究潜力源泉”。但博物馆通常专注于保持样本的完整性以进行保存和未来研究,因此它们可能不适用于所有项目。

这样就剩下打捞了。美国土地管理局的野生动物生物学家费斯诺克说,冷冻的鸟类和蝙蝠尸体对科学家来说“无价”。卡茨纳说,到目前为止,作为“可再生能源-野生动物解决方案倡议”的一部分收集的样本已经产生了约 10 篇科学论文。戴维斯说,这个收藏品可以通过提供大量样本来降低一些科学家的研究成本,特别是对于难以收集的物种。对科学家来说,用网捕捉在高空飞行的迁徙蝙蝠是困难的,这使得估算种群数量变得具有挑战性。蝙蝠生物学家说,关于它们的行为、分布范围和数量,我们仍然知之甚少。


在科学家们努力 汇集更可靠数据之际,一些公司正在 试验机械化,作为减少设施死亡率的一种可能方法。在怀俄明州的一个风力发电场,公用事业公司杜克能源(Duke Energy)安装了一个类似于高跷 R2D2 的旋转摄像头。这项名为 IdentiFlight 的技术设计用于利用人工智能识别鸟类,并在几秒钟内关闭涡轮机以避免碰撞。

在 IdentiFlight 之前,技术人员曾经在占地 17,000 英亩的场地中间设置折叠椅,每天有时长达八个小时仰望天空,以追踪鹰。该公司环境开发部最近退休的总监蒂姆·海耶斯(Tim Hayes)说,这是一个容易出错且效率低下的系统。他补充说,IdentiFlight 将那里的鹰类死亡率降低了 80%。“它能看到 360 度,而人类不能,它永远不会累,不会眨眼,也不需要上厕所。”

生物学家们表示,由于飞行动物种群数量和分布不完整的数据,这些技术的效果仍然存在一些未知数。

卡茨纳和他的同事们希望这个数据库能有所改变,但首先他们需要长期的资金来吸引更多的合作伙伴和员工。戴维斯估计,仅在他所在的大学建立一个可持续的数据库就需要 100 万到 200 万美元。理想情况下,美国地质调查局在博伊西的部分项目将拥有自己的建筑。目前,卡茨纳将羽毛存放在一个兼作美国地质调查局会议室的空间里。隔壁的房间里,传来低沉的嗡嗡声,墙壁上排列着冰柜。有些装着已经编目的样本。另一些则装着装有鸟类和蝙蝠尸体的黑色垃圾袋,正等待着处理。


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