Oddziaływania farm wiatrowych na ptaki Przemysław Chylarecki
Oddziaływanie farm wiatrowych na populacje ptaków Śmiertelność w wyniku kolizji Fizyczna utrata siedlisk zajęcie terenu przez siłownie Zmiany wzorców wykorzystania terenu odstraszający efekt siłowni efektywna utrata siedlisk rozbudowa infrastruktury drogi serwisowe fragmentacja siedlisk Efekt bariery wymuszone zmiany tras przelotów odstraszający efekt siłowni
oddziaływanie bodźce wzrokowe efekt unikania utrata lub modyfikacja siedliska śmiertelne kolizje efekt fizyczny efekt ekologiczny bariery w przemieszczaniu się (migracje, loty na Ŝerowiska) loty na dalsze odległości odstraszanie od Ŝerowisk utrata Ŝerowisk (fundamenty itp.) efektywna utrata siedlisk fizyczna utrata siedlisk zmiana charakteru Ŝerowisk fizyczna utrata siedlisk śmierć w wyniku kolizji z elementami konstrukcji wiatraka koszty energetyczne zwiększone zuŝycie energii zmniejszone pozyskanie energii lub/i zwiększone zuŝycie energii konsekwencje dla fitness osobnika zmiany w sukcesie lęgowym i przeŝywalności obniŝenie przeŝywalności konsekwencje dla populacji gatunku zmiany ogólnej liczebności populacji upośledzenie właściwego stanu ochrony
Kolizje z siłowniami
Kolizje z siłowniami Polska, GnieŜdŜewo, gm. Puck
Kolizje z siłowniami 2 główne typy kolizji Nocne drobne ptaki wróblowe w okresie migracji (nocnej) sowy, chruściele Dzienne duŝe ptaki o słabej manewrowości w locie ptaki drapieŝne łabędzie, kaczki bociany mewy, rybitwy, ptaki siewkowe drobne ptaki wróblowe śpiewające w locie (skowronki, potrzeszcz)
Kolizje z siłowniami: skala problemu Smola, Norwegia 68 siłowni, w tym 48 x 2.3 MW dołoŝonych w 2005 roku 38 bielików / 5 lat Altamont Pass (APWRA), głównie turbiny starej generacji Roczna śmiertelność oceniana na minimum: 67 orłów przednich 118 myszołowów rdzawosternych 348 pustułek amerykańskich 440 pójdziek ziemnych Łącznie 1127 drapieŝników, 2710 wszystkich ptaków Smallwood & Thelander 2008
Kolizje z siłowniami: gatunki Bardzo duŝe zróŝnicowanie gatunkowe w kolizyjności DrapieŜniki naraŝone szczególnie W USA bardzo wiele migrantów nocnych (drobne wróblaki) WybrzeŜe Europy Zachodniej głównie mewy i rybitwy Generalnie, pochodna 2 czynników zagęszczenia ptaków w powietrzu podatności poszczególnych gatunków
Kolizje z siłowniami: gatunki Belgia, 9 farm Larus argentatus Larus ridibundus Larus fuscus Sterna hirundo Anas platyrhynchos Sturnus vulgaris Sterna sandvicensis Larus marinus Columba livia f. domestica Sterna albifrons Columba palumbus Turdus philomelos Fulica atra 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Everaert 2008
Kolizje z siłowniami: gatunki Niemcy, oportunistyczne kontrole, całość kraju, c. od 2000 r. Buteo buteo Milvus milvus Haliaeetus albicilla Alauda arvensis Falco tinnunculus Larus ridibundus Columba palumbus Apus apus Columba livia f. domestica Anas platyrhynchos Emberiza calandra Sturnus vulgaris Larus argentatus Corvus corax Ciconia ciconia Milvus migrans Larus canus Regulus regulus Corvus corone Emberiza citrinella 0 20 40 60 80 100 120 140 Duerr 2009
Kolizje z siłowniami: gatunki Niemcy, oportunistyczne kontrole, całość kraju, c. od 2000 r. Buteo buteo Milvus milvus Haliaeetus albicilla Alauda arvensis Falco tinnunculus Larus ridibundus Columba palumbus Apus apus Columba livia f. domestica Anas platyrhynchos Emberiza calandra Sturnus vulgaris Larus argentatus Corvus corax Ciconia ciconia Milvus migrans Larus canus Regulus regulus Corvus corone Emberiza citrinella 0 20 40 60 80 100 120 140 Duerr 2009
Kolizje z siłowniami: gatunki Niemcy, oportunistyczne kontrole, całość kraju, c. od 2000 r. Buteo buteo Milvus milvus Haliaeetus albicilla Alauda arvensis Falco tinnunculus Larus ridibundus Columba palumbus Apus apus Columba livia f. domestica Anas platyrhynchos Emberiza calandra Sturnus vulgaris Larus argentatus Corvus corax Ciconia ciconia Milvus migrans Larus canus Regulus regulus Corvus corone Emberiza citrinella 0 20 40 60 80 100 120 140 Duerr 2009
Kolizje z siłowniami: gatunki Niemcy, tylko Brandenburgia (najlepsze dane) Buteo buteo Milvus milvus Alauda arvensis Columba palumbus Columba livia f. domestica Apus apus Emberiza calandra Corvus corax Falco tinnunculus Sturnus vulgaris Corvus corone Emberiza citrinella Haliaeetus albicilla Milvus migrans Regulus regulus Ciconia ciconia Larus ridibundus Anas platyrhynchos Lanius collurio Erithacus rubecula 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Duerr 2009
Kolizje z siłowniami: gatunki Polska 2 farmy: Kisielice i GnieŜdzewo Regulus regulus Anas platyrhynchos Alauda arvensis Columba livia f. domestica Cygnus olor Emberiza citrinella Anas sp Buteo buteo Haliaeetus albicilla Passeriformes Columba palumbus Columba sp Grus grus Ciconia ciconia Circus aeruginosus Falco tinnunculus Perdix perdix Phasianus colchicus Pica pica Vanellus vanellus 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Rodziewicz 2010, Zieliński et al. 2010
ZróŜnicowanie gatunkowe: Gatunki szczególnie kolizyjne kania rdzawa kolizyjność 8-10x większa niŝ myszołowa
Kolizje: gatunki 1000 Dane z RFN (Durr & Illner) 1 kropka = 1 gatunek 100 Liczba ofiar proporcjonalna do wielkości populacji eksponowanej na ryzyko (R 2 =12%) Istnieją gatunki nieproporcjonalnie często kolidujące liczba ofiar 10 1... 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 1E8 populacja lęgowa
Kolizje: gatunki 1000 Dane z RFN (Durr & Illner) Liczba ofiar proporcjonalna do wielkości populacji eksponowanej na ryzyko (R 2 =12%) Istnieją gatunki nieproporcjonalnie często kolidujące liczba ofiar 100 10 Kania ruda Myszołów Śmieszka Bielik Skowronek Pustułka M.srebrzysta Grzywacz 1... 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 1E8 populacja lęgowa
Kolizje: gatunki 1000 Dane z RFN (Durr & Illner) Liczba ofiar proporcjonalna do wielkości populacji eksponowanej na ryzyko (R 2 =12%) Istnieją gatunki nieproporcjonalnie często kolidujące liczba ofiar 100 M.pospolita Potrzeszcz Bocian Kania czarna Kruk COL 10 CIA Jerzyk 1... 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 1E8 populacja lęgowa
Kolizje z siłowniami: mechanizmy Nocne ślepe (niedostrzeganie przeszkody) przywabianie i zatrzymywanie w rejonie przeszkody (światło) Dzienne niedostrzeganie przeszkody, zła ocena ryzyka motion smear końcówki łopat stają się niewidoczne z odległości 20-40 m; prędkość liniowa >300 km/h obszar widzenia peryferyjnego, nieostrego Martin & Shaw 2010, Cons. Biol.; Martin 2011, Ibis
Kolizje z siłowniami: mechanizmy Pole ślepe Widzenie dwuoczne Widzenie jednooczne Martin 2011, Ibis
Kolizje z siłowniami: rozmiary Jednostki Liczba ofiar/turbinę/rok Liczba ofiar/mw/rok moŝe być na miesiąc lub dzień Trochę inne zastosowania na turbinę ocena wpływu oddziaływania konkretnych N turbin na środowisko (ptaki) na MW środowiskowy koszt 1MW energii (np. do zgrubnych porównań węgiel vs wiatr czy hydro) Łatwe do przeliczania (dla danej jednostki czasu, np. roku) N_ofiar/turbinę = N_ofiar/MW * moc 1 turbiny
Kolizje z siłowniami: rozmiary Bardzo duŝa zmienność natęŝenia kolizji 0 64 ofiar/turbinę/rok Średnio, z wielu publikowanych badań/farm 8.1 ofiar/turbinę/rok (Hotker i in. 2006) 3.1 ofiar/mw/rok (NWCC 2004) 5.5 ofiar/mw/rok (AWEA in Smallwood & Thelander 2004) 2.1 ofiar/mw/rok (Smallwood & Thelander 2004) 16.4 ofiar/mw/rok (Krijgsveld & Dirksen 2006)
Kolizje z siłowniami: rozmiary Dane ze 107 farm w Europie, USA i Kanadzie średnia 6.76 ofiar/turbinę/rok mediana 2.40 ofiar/turbinę/rok średnia 9.97 ofiar/mw/rok mediana 2.58 ofiar/mw/rok Lokalizacja przesądza o wszystkim!!
Kolizje z siłowniami: rozmiary Kolizyjność [ofiar/turbinę/rok] Density 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 107 farm Europa i USA empiryczne dane 0 10 20 30 40 50 60 70 N = 107 Bandwidth = 2.2 Arnett et al. 2007, Barclay et al. 2007, Hotker 2006, Everaert 2008 i inni
Kolizje z siłowniami: rozmiary 10% farm 0 ofiar Kolizyjność [ofiar/turbinę/rok] Density 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 22% farm >10 ofiar max=64 ofiary/turbinę/rok 107 farm Europa i USA empiryczne dane 0 10 20 30 40 50 60 70 średnia arytmetyczna=6.76 N = 107 Bandwidth = 2.2 Arnett et al. 2007, Barclay et al. 2007, Hotker 2006, Everaert 2008 i inni
Ryzyko kolizji drapieŝników z siłowniami Średnie z wielu farm/badań: 0.04 os/mw/rok; USA poza Kalifornią (NWCC 2004) 1.37 os/mw/rok; Kalifornia (NWCC 2004) 0.60 os/turbinę/rok; USA + Europa (Hotker i in. 2006; CEC 2008) 0.61 os/mw/rok; USA (Smallwod & Thelander 2004) 1.74 os/mw/rok: USA (AWEA in Smallwood & Thelander 2004) Erickson 2006, WEST Inc; USA, turbiny nowej generacji 0.01-0.10 os/mw/rok; tereny słabo wykorzystywane >0.10 os/mw/rok; tereny silnie wykorzystywane 107 farm z Europy i Ameryki Płn 0.10 os/turbinę/rok; średnia generalna
Dalsze czynniki kolizyjności Ameryka Płn 0 Europa 1.00 róŝnice pomiędzy kontynentami 30 25 dodatkowo efekt generacji siłowni siłownie nowej generacji bardziej kolizyjne Liczba ofiar/turbinę/rok 20 15 10 5 0 1.00 2.00 1.00 2.00 generacja siłowni generacja siłowni
25 Dalsze czynniki kolizyjności Wysokość/moc siłowni Siłownie nowej generacji (>1MW) 73 farmy Europa i Ameryka Płn Liczba ofiar/turbinę/rok 20 15 10 5 0 1.15 1.45 1.75 2.05 2.35 Moc siłowni [MW] 2.75
Dalsze czynniki kolizyjności Badania NABU w RFN (zakończone w 2010) Porównanie siłowni z kolizjami i bez kolizji Siłownie kolizyjne: wyŝsze zlokalizowane dalej od dróg i osiedli więcej pól (zamiast łąk i TUZ) w otoczeniu pojedyncze lub na brzegu farmy Rasran et al. 2010
Zajęcie terenu przez siłownie bezpośrednia utrata siedlisk praktycznie bez większego znaczenia
Odstraszający efekt siłowni ObniŜone zagęszczenia ptaków w otoczeniu siłowni Zarówno lęgowe jak i Ŝerujące Efektywnie utrata siedlisk Strefa obniŝonych zagęszczeń do 500-800 m od siłowni powszechne (większość gatunków wykazuje) zróŝnicowanie gatunkowe w natęŝeniu efektu lęgowe ptaki siewkowe: redukcja zagęszczeń 15-50% w promieniu 500 m
Odstraszający efekt siłowni Szkocja, 12 farm, obecność ptaków w kwadratach 100x100 lub 200x200 m Pearce-Higgins et al. 2009
Odstraszający efekt siłowni ZaleŜny od wysokości siłowni wyŝsze bardziej odpychają Hotker 2006
Efekt bariery Szczególnie waŝny przy powtarzanej ekspozycji Codzienne doloty na noclegowiska i na Ŝerowiska np. Ŝurawie, gęsi, kaczki Doloty do gniazda (karmienie piskląt) WydłuŜenie trasy przelotu o 5-10% (max 30%) Silny efekt skumulowany Tak samo dla utraty siedlisk Koszty energetyczne dłuŝszych przelotów lokalnych ponoszone przez ptaki dorosłe zwiększona śmiertelność przerzucane na pisklęta obniŝona rozrodczość
Pustułka większe wydatki na lot większa śmiertelność PrzeŜywalność roczna maleje jako funkcja wydatków energetycznych Loty do gniazda (pokarm dla piskląt) główną składową tych wydatków Wydatki energetyczne są kosztowne, nie da się ich w pełni odrobić PrzeŜywalność roczna Dzienne wydatki energetyczne Daan et al. 1996
Orlik krzykliwy redukcja sukcesu rozrodczego przy farmach Sukces lęgowy [liczba piskląt/parę] Scheller 2007 Liczba siłowni/odległość od gniazda
Orlik krzykliwy redukcja sukcesu rozrodczego przy farmach Sukces lęgowy [liczba piskląt/parę] Scheller 2007 Liczba siłowni/odległość od gniazda
Orlik krzykliwy redukcja sukcesu rozrodczego utrata właściwego stanu ochrony (KSO) Wyniki PVA dla 30 lat Utrata KSO = ryzyko spadku populacji o >30% Redukcja sukcesu lęgowego w buforach 1 km i 3 km (strefa impaktu np. farmy) ZagroŜenie dla właściwego stanu ochrony (KSO) Prawdopodobień odobieństwo utraty KSO 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Liczba piskląt/parę w strefie impaktu Sikora i in. 2008
Orlik krzykliwy redukcja sukcesu rozrodczego utrata właściwego stanu ochrony (KSO) Wyniki PVA dla 30 lat Utrata KSO = ryzyko spadku populacji o >30% Redukcja sukcesu lęgowego w buforach 1 km i 3 km (strefa impaktu np. farmy) ZagroŜenie dla właściwego stanu ochrony (KSO) Prawdopodobień odobieństwo utraty KSO 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Liczba piskląt/parę w strefie impaktu Sikora i in. 2008
Przywabiający efekt siłowni Bieliki we wschodnich Niemczech Radionadajniki Porównanie uŝytkowania terenów w granicach home-range Tereny w promieniu 150 m od siłowni uŝytkowane wyraźnie częściej (5x) niŝ tereny z dala od siłowni PodwyŜszona ekspozycja na kolizje Sugestie podobnego zachowania pustułek i kormoranów Krone et al. 2010
Fragmentacja siedliska drogi serwisowe bezpośrednia utrata siedlisk praktycznie bez większego znaczenia
Fragmentacja siedliska drogi serwisowe wzmoŝona penetracja terenu ( utrata siedlisk) zmiany wzorców spływów wody korytarze dyspersji nowej roślinności
Minimalizacja oddziaływań - śmiertelność Wyłączanie (części) turbin z eksploatacji (okresowe) Zmiana lokalizacji wybranych turbin (rezygnacja z danej lokalizacji) Redukcja oświetlenia? (nocne kolizje tylko) Nie ma (jak dotąd) Ŝadnego potwierdzonego badaniami schematu malowania turbin redukującego kolizyjność Zagęszczanie siłowni (unikanie pojedynczych) takŝe sumaryczny footprint mniejszy? Ograniczanie wysokości siłowni Ale przede wszystkim: Unikanie lokalizacji gdzie lata duŝo ptaków, naleŝących do kolizyjnych gatunków
Oddziaływania farm na ptaki Podsumowanie Wielorakie oddziaływania na populacje ptaków bezpośrednia śmiertelność efektywna utrata siedlisk Odstraszanie vs kolizje nie ma dobrych rozwiązań silne odstraszanie mniejsza kolizyjność i odwrotnie jedno kosztem drugiego Ogromne znaczenie lokalizacji farmy siting is everything Niewielkie moŝliwości minimalizacji oddziaływań przy zadanej lokalizacji