Badania przedrealizacyjne i prognoza oddziaływań Przemysław Chylarecki
Ocena oddziaływania farmy na ptaki Rozpoznanie ornitologicznych walorów terenu Ocena wraŝliwości (potencjału strat) Prognoza natęŝenia/rozmiaru oddziaływań kolizje, utrata siedlisk i inne Efekty Prognoza moŝliwych strat w awifaunie Liczebność/Ŝywotność populacji Pojemność/powierzchnia siedlisk
Ocena oddziaływania farmy na ptaki Rozpoznanie walorów awifauny Wymaga rzetelnych badań Czasochłonne minimum 1 rok, optymalnie 2-3 lata częste kontrole terenu minimum co 10 dni, w trakcie migracji częściej Wykwalifikowani, dobrzy ornitolodzy terenowi wykrywanie ptaków wymaga doświadczenia dobry terenowiec: 70-90% ptaków wykrywanych i identyfikowanych po głosach Dobrzy analitycy duŝo danych, konieczność dobrej syntezy informacji
Ocena oddziaływania farmy na ptaki Uzgodniony standard metodyczny Wytyczne PSEW (2008) Uzgodnione przez zespół wiodących ornitologów oraz przedstawicieli inwestorów Kompromisowe Rekomendowane przez wiodące organizacje ekologiczne (OTOP, WWF, Greenpeace itd.) Nieobowiązkowe, walor najlepszej dostępnej praktyki www.psew.org
Ocena oddziaływania farmy na ptaki Uzgodniony standard metodyczny - cd Wytyczne GDOŚ (w opracowaniu) Mają zastąpić wytyczne PSEW Przygotowane przez zespół wiodących ornitologów oraz zatwierdzone przez GDOŚ Nieobowiązkowe, walor najlepszej dostępnej praktyki, ale RDOŚ będzie je pewnie stosował Zawartość? wszystko przed nami
Badania ilościowe awifauny (liczenia ptaków) Nie takie znowu proste Intensywność Pełne liczenia wszystkich osobników (cenzusy) Liczenia części osobników (indeksy liczebności) Pokrycie Liczenia na całości obszaru zainteresowania Liczenia na powierzchniach próbnych
Klasyfikacja ilościowych metod badań awifauny Metoda liczenia survey Wszystkie osobniki (cenzus) Część osobników (indeks) Cały obszar Fragment terenu (prawdziwy cenzus) (cenzus na wybranych Cały obszar Fragment terenu powierzchniach) Nieuwzględniająca P Uwzględniająca P Liczebność całkowita (absolutna) Szacunek liczebności całkowitej ± błąd Indeks liczebności Indeks liczebności, szacunek liczebności całkowitej Gregory et al. 2004
Cenzus versus indeks: który kiedy? Kiedy prawdziwy cenzus jest możliwy? gatunki występujące punktowo/płatowo (specyficzne siedliska), gatunki rzadkie i średnioliczne gatunki charakterystyczne, łatwo wykrywalne, gatunki wykazujące silną filopatrię(tradycyjne, znane od lat lęgowiska) We wszystkich pozostałych przypadkach lepszym rozwiązaniem jest indeks W praktyce indeksy + powierzchnie próbne (metodyka sondażowa)
Uroki indeksów Każdy indeks liczebności jest funkcją nakładów na prace terenowe czas (długość kontroli) powierzchnia objęta kontrolą liczba obserwatorów Każdy indeks wymaga więc standaryzacji ustalenie zakresu dopuszczalnych wartości głównych zmiennych wpływających na wynik liczenia
Potrzeba standaryzacji metod Liczba stwierdzonych gatunków jest funkcją nakładów czasu na prace terenowe ESTIMATES: uśrednianie skumulowanej liczby gatunków (+randomizacja kolejności kontroli) Część gatunków pozostaje niewykryta MoŜna ocenić ile (ale nie które) gatunków jest nie wykrytych Kumulatywna liczba gatunków 120 100 80 60 40 20 0 0 100 200 300 400 500 Liczbakontroli1-km odcinków transektów
Potrzeba standaryzacji 70 Ocena liczby występujących gatunków 60 Wyniki są funkcją nakładów czasu na prace terenowe róŝne pod- powierzchnie w granicach farmy korekta wyników porównanie dla 18 kontroli (max wspólna liczba kontroli) Kumulatywna liczba gatunków 50 40 30 20 10 0 Bro Lub Orl Sta Wyb 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Liczba kontroli 1-km odcinków transektów
Ocena oddziaływania farmy na ptaki Standard PSEW Dwa etapy procedury Screening na początku Badania podstawowe, jeśli screening nie wykluczy lokalizacji 3 ścieŝki intensywności badań, w zaleŝności od potencjalnej wraŝliwości/walorów terenu RóŜnią się liczbą kontroli w roku (frekwencją kontroli terenu) Wariant podstawowy co 10 dni (30-40 kontroli rocznie)
OOŚ farmy wiatrowej na ptaki Czy istnieje negatywne oddziaływanie na ptaki? kwalifikacja wstępna (screening) tak być moŝe rezygnacja tak zgoda nie Badania podstawowe (baseline survey) budowa farmy tak reakcja (wycofanie z eksploatacji) monitoring porealizacyjny nie eksploatacja
Rozpoznanie zasobów ornitologicznych terenu Screening wskazanie i wykluczenie lokalizacji wysokiego ryzyka w oparciu o dostępną wiedzę i istniejące zasoby informacji wizyta terenowa doświadczonego ornitologa bazy danych, atlasy, publikacje nie moŝe być podstawą stwierdzenia braku oddziaływania
Po co nam badania podstawowe? Charakterystyka awifauny terenu Ocena walorów ornitologicznych terenów farmy Prognoza zagroŝeń dla tych walorów Ocena znaczenia tych zagroŝeń Układ referencyjny dla badań porealizacyjnych
Po co nam badania podstawowe? Bardzo dobra charakterystyka awifauny terenu farmy ilościowa ale zagęszczenia/liczebności wszystkich gatunków niepotrzebne, dla większości wystarczą wystandaryzowane indeksy cenzusy dla rzadkich i średniolicznych reprezentatywna zmienność w czasie zmienność w przestrzeni, jeśli trzeba ale bez przesady, georeferencja zasobów ornitologicznych zawsze będzie rozmyta Ocena walorów ornitologicznych terenów farmy niemoŝliwa bez rzetelnej charakterystyki
Standard GDOŚ Zakres badań podstawowych Skład gatunkowy i liczebność w cyklu rocznym kontrole co 10 dni, technika transektowa ( indeksy) NatęŜenie wykorzystania przestrzeni powietrznej co 10 dni, obserwacje z punktów liczba ptaków na godzinę obserwacji, w rozbiciu na pułap przelotu Cenzus gatunków rzadkich i średniolicznych na całym terenie i w buforze 2 km wokół farmy Identyfikacja koncentracji ptaków w buforze 2 km Liczenia w standardzie MPPL moŝliwość porównania z analogicznymi danymi z całego kraju, >3000 powierzchni*rok
Zakres badań podstawowych Transekty Jeden z 2 wiodących modułów badań Preferowana pora dnia - rano Ptaki notowane w podziale na pasy odległości od transektu moŝliwość wyliczenia zagęszczeń, w praktyce bardzo rzadko stosowana (program DISTANCE) standaryzacja - wystarczy przeliczanie na km transektu
Zakres badań podstawowych Punkty obserwacyjne Jeden z 2 wiodących modułów badań Realizowane równolegle z transektami (nie zamiast) 1 h obserwacji (standaryzacja) nie warto dłuŝej Preferowana pora dnia rano w okresie przelotów pełnia dnia w okresie lęgowym (drapieŝniki) niezbędna rotacja pory liczeń dla uzyskania pełnego pokrycia w cyklu dziennym Ptaki notowane w podziale na pułapy przelotu poniŝej rotora, na wysokości rotora, powyŝej rotora standaryzacja - przeliczanie na 60 min obserwacji
Zakres badań podstawowych Wyznaczanie transektów i punktów obserwacyjnych 2 podstawowe moduły badań, kontrole co 10 dni Traktowane jako narzędzie próbkowania reprezentatywne dla powierzchni farmy Zapewniające pokrycie cn. 40-50% farmy w odległości 1-2 km Rozmieszczenie raczej równomierne niŝ losowe Punkty obserwacyjne nie bliŝej niŝ 3 km od siebie Transekty ok. 2-3 km od siebie podzielone na odcinki w przybliŝeniu 1 km
Wyznaczanie transektów
Wyznaczanie punktów obserwacyjnych
Unikatowość terenu rozkład wartości dla całego kraju 0.01 0.04 0.12 Walory awifauny
Unikatowość terenu rozkład wartości dla całego kraju 85% powierzchni kraju ma mniejszą wartość mierzonego parametru 0.01 0.04 0.12 Walory awifauny
Miara unikatowości terenu Percentylrozkładu referencyjnego. Procent powierzchni kraju, gdzie gatunek występuje w niższych zagęszczeniach niż na naszej powierzchni Wartość z naszej powierzchni wyrażona w relacji do średniej krajowej (np. 134% średniej, +2.5 odchylenia standardowe ponad średnią) W obu przypadkach konieczna znajomość rozkładu referencyjnego lub choćby jego średniej
Dane MPPL jako referencyjne Dla >180 gatunków mamy reprezentatywne dane z terenu całego kraju Nie zagęszczenia lecz indeksy Można porównywać z analogicznymi indeksami zbieranymi taką samą metodą na powierzchni wiatrakowej Kwadraty 1x1 km kontrolowane w systemie MPPL na powierzchni wiatrakowej Porównywane z rozkładem uzyskanym z MPPL dla całej Polski może być podzbiór powierzchni w krajobrazie rolniczym
Dane MPPL jako referencyjne Porównanie składu gatunkowego Analiza dyskryminacyjna lub MANOVA Obliczanie percentylirozkładu indeksu liczebności dla wybranych gatunków (głównie szczególnie licznych na danej powierzchni) integracja tej informacji 12 z 98 gatunków lęgowych występuje na naszej powierzchni w liczebnościach wyższych niż na 80% powierzchni kraju 3 z 98 gatunków. niż na 90% powierzchni kraju
Dane MPPL jako referencyjne 100 98 96 94 92 90 % powierzchni Polski 88 86 84 gąsiorek wodnik trzcinniczek trzciniak kokoszka kobuz brzęczka potrzos dzierlatka rokitniczka dudek błotniak stawowy srokosz bocian biały potrzeszcz kukułka dymówka
Dane MPPL jako referencyjne Obliczanie percentylirozkładu możliwe bez problemu w Excelu Funkcja PROCENT.POZYCJA Dane MPPL dostępne w domenie publicznej (baza danych na stronie GIOŚ) OTOP ułatwia pozyskanie tych danych (nieodpłatnie) OTOP nie wykonuje obliczeń
Prognozy śmiertelności Bardzo mało danych umoŝliwiających prognozowanie Prognozy będą mało precyzyjne Oceny dotyczą wszystkich ptaków razem z reguły brak moŝliwości zejścia na poziom indywidualnych gatunków przyjęcie proporcji gatunków jak w próbie obserwacji z punktów wygodny punkt wyjścia, choć ewidentnie nieprawdziwy Warto podawać prognozy zarówno w przeliczeniu na siłownię, jak i na MW (gdzie to moŝliwe)
Prognozy śmiertelności Opcja 1. Flat rate liczba kolizji nie jest funkcją zmiennych zewnętrznych Density 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 Kolizyjność [ofiar/turbinę/rok] NiezaleŜne od czynników zewnętrznych 0 10 20 30 40 50 60 70 N = 107 Bandwidth = 2.2 [Średnia liczba ofiar/turbinę/rok] * liczba siłowni wartość oczekiwana Górny limit 95% przedziału ufności czarny scenariusz obowiązuje zasada przezorności Dolny limit 95% przedziału ufności róŝowy scenariusz Z uwagi na niesymetryczny rozkład lepiej prognozować percentyle prognozowanej śmiertelności: np. 10%, 50%, 90%
Prognozy śmiertelności Opcja 2. Procent wolumenu przelotu Liczba kolizji jako funkcja zmiennych zewnętrznych np. natęŝenia wykorzystania przestrzeni przez ptaki Istniejące dane bardzo specyficzne dla miejsca Bardziej generalne tylko dla drapieŝników 0,9 w USA 0,8 Więcej takich zaleŝności dla Altamont (Smallwood et al. 2009) NatęŜenie kolizji [os./mw/rok] 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 y = 0,067x - 0,058 R² = 0,949 0-0,1 0 2 4 6 8 10 12 Intensywność [os./60 min.]
Prognozy śmiertelności Opcja 2. Procent wolumenu przelotu Więcej takich zaleŝności dla Altamont (Smallwood et al. 2009) (Smallwood et al. 2009, J. Wildl. Management)
Prognozy śmiertelności Opcja 2. Procent wolumenu przelotu Liczba kolizji jako procent wszystkich ptaków lecących na wysokości siłowni lub rotora Winkelman 1992 0.02% średnia, 24h, siłownia 0.04% górny 95%PU, 24h, siłownia 0.17% średnia, noc, siłownia 0.40% górny 95%PU, noc, siłownia Everaert 2008 0.02% - 0.09% średnia, 24 h, siłownia Krijgsveld et al. 2010 0.14% średnia, noc, siłownia
Prognozy śmiertelności Opcja 3. Modele mechaniczne (Banda) Liczba kolizji jako funkcja szansy przypadkowego przelecenia przez wirujący rotor oraz wcześniejszego uniku Bardzo kontrowersyjny Współczynnik unikania przesądza o wynikach Wyniki BARDZO wraŝliwe na wartości tego współczynnika 10% róŝnicy w input 2000% róŝnicy w output 99.5% vs 99.0% robi bardzo duŝą róŝnicę w wynikach
Prognozy śmiertelności Model Banda Pułap rotora Liczba ptaków dolatujących N r r*(1-c) Kolidujące K=N*r*(1-c) r*c e=1-r Unikające kolizji A=(N*r*c)+(N*e)
Prognozy śmiertelności Opcja 3. Modele mechaniczne (Banda) Silnie krytykowany za hiper-wraŝliwość na współczynnik unikania Współczynnik unikania bardzo trudny do wyliczenia empirycznie Ongiś przyjmowany na poziomie 99.5-99.9% Teraz default = 95.0% Bielik na Smola ma 92.5% Kosmiczne róŝnice w oszacowaniach kolizji Metoda nie zalecana do stosowania (pomimo duŝego uroku)
Znaczenie kolizji dla populacji ptaków Czy dodatkowa śmiertelność jest istotna? Przejście z poziomu prognozy dla siłowni na poziom farmy Siłownia farma (średnie) 1.96 ptaka/turbinę/rok 39 ptaków rocznie/farmę 20 turbin 0.09 drapieŝnika/mw/rok 3.6 ptaka drapieŝnego rocznie/farmę 20 turbin 2MW 5.4 ptaka drapieŝnego rocznie/farmę 30 turbin 2MW
Znaczenie kolizji dla populacji ptaków Czy dodatkowa śmiertelność jest istotna? Kryterium Ŝywotność populacji (PVA, population viability analysis) prawdopodobieństwo wymarcia w określonym horyzoncie czasowym równoznaczne z właściwym stanem ochrony populacji sensu Dyrektywa Siedliskowa i Dyrektywa Szkodowa Narzędzia PVA dla 1-3 najrzadszych gatunków (np. VORTEX) Maksymalne bezpieczne pozyskanie (potential biological removal, PBR) bardzo uproszczona PVA (Excel) Oceny eksperckie nieweryfikowalne
Narzędzie oceny wpływu na lokalną populację Analiza Ŝywotności populacji (PVA) Prawdopodobieństwo wymarcia populacji w określonym odcinku czasu (np. 10 lat) funkcja parametrów demograficznych populacji N t+1 = F (N t, przeŝywalność, reprodukcja) t+1 t parametry demograficzne rozkłady prawdopodobieństwa, losowa realizacja parametry demograficzne pod wpływem oddziaływania inwestycji oszacowanie ilościowe zmian symulacje komputerowe zmian liczebności nieliniowe zaleŝności, nieoczekiwane wyniki
Populacja orlika krzykliwego symulacja zmian liczebności, 100 lat, 100 prób poziom referencyjny, brak inwestycji 14 parametrów demograficznych, brak extra śmiertelności 200 ptaków
Populacja orlika krzykliwego symulacja zmian liczebności, 100 lat, 100 prób farma wiatrowa 100 MW, średnia śmiertelność 0.04 os./mw/rok dodatkowa śmiertelność: 4 os./rok
Narzędzie oceny wpływu na lokalną populację PBR, bezpieczne biologicznie pozyskanie PBR=0.5*R max *N min *f R max =maxmożliwetempowzrostupopulacji N min =minimalnawielkośćpopulacjieksponowanejnaryzyko f = współczynnik 0.1-1.0(zagrożenie populacji; prefer. 0.2) Rutynowo stosowany w rybactwie, ochronie waleni i płetwonogich R max można oszacować z wieku pierwszej reprodukcji i przeżywalności dorosłych Można też lepiej oszacować z uwzględnieniem rozrodczości
Znaczenie kolizji dla populacji ptaków Czy dodatkowa śmiertelność jest istotna? Pojedyncza farma Tak, moŝe być istotna Szczególnie gatunki długowieczne, o niskiej rozrodczości drapieŝniki siewki, mewy Kilka farm Efekt skumulowany Spore ryzyko istotnych oddziaływań
Znaczenie kolizji dla populacji ptaków Efekt skumulowany Przypadek 1. Wielokrotna, powtarzana ekspozycja Farma na drodze pomiędzy gniazdem a Ŝerowiskiem Ekspozycja kilkanaście kilkadziesiąt x dziennie Rybitwy, farma przy kolonii lęgowej dzienne prawdop. kolizji = 0.1% przekłada się na extra 3-6% śmiertelności rocznej (przy 7-12% śmiertelności poziomu tła) Ewidentny negatywny wpływ na populację
Znaczenie kolizji dla populacji ptaków Efekt skumulowany Przypadek 2. Ekspozycja na szereg farm Liczne farmy na trasie migracji ptaków Ekspozycja na kilkaset siłowni w trakcie jednej wędrówki Wędrówka 2x rocznie, kilka lat Prawdop. kolizji nocnej, migranty nad morzem: 2.5% (kumulatywnie b. duŝe) Sumaryczna śmiertelność ptaków migrujących przelatujących po kolei przez kilka farm rośnie w tempie geometrycznym
PVA i PBR w praniu