吳建國，鞏倩, ，王陽

（1. 中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012；2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；3. 國家氣候中心，北京 100081）

應(yīng)對氣候變化是人類面臨的重大全球性環(huán)境問題，發(fā)展風(fēng)電場是減緩氣候變化的重要技術(shù)選擇。全球風(fēng)能資源豐富。不考慮土地資源的限制，全球約有3%的土地面積上分布著較豐富的風(fēng)能資源[1-3]。海上風(fēng)速強(qiáng)，風(fēng)能資源更有效[1-4]。地理位置和地勢差異，風(fēng)能資源在全球范圍和一年內(nèi)分布并不均勻[1]。陸上風(fēng)能發(fā)電潛力時空差異較大[2]。盡管對風(fēng)電潛力的估計存在較大的差異[5-7]，但即使是最保守的估計，開發(fā)風(fēng)電的潛力也超過了能源消費(fèi)的需求[8-9]。風(fēng)電的利用主要是通過建立風(fēng)電場來實(shí)現(xiàn)。按照地表分布區(qū)域的不同，風(fēng)電場分為陸上風(fēng)電場和海上風(fēng)電場。陸上風(fēng)電場也包括了建在沿海灘涂的風(fēng)電場。按水位深度的不同，可將海上風(fēng)電場分為潮間帶、近海和深海風(fēng)電場[10]。近年來，風(fēng)力渦輪機(jī)制造技術(shù)有了很大進(jìn)步，特別是在制造大容量渦輪機(jī)技術(shù)方面不斷有新進(jìn)步。這些渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子直徑較長、輪轂高度較高、掃掠面積較大，使風(fēng)能容量因子較大和風(fēng)能利用地表高度較高。陸上風(fēng)電轉(zhuǎn)子直徑從2010年的81.2 m增加到2018年的110.4 m，平均額定功率從2010年的1.9 MW提高到2018年的2.6 MW。另外，離岸風(fēng)力渦輪機(jī)平均尺寸也增加了3.4倍，額定功率從2000年的1.6 MW增加到2018年的5.5 MW[11]。2010年以來，風(fēng)電場容量系數(shù)呈增加趨勢。陸上風(fēng)電場容量系數(shù)從2010年的27%增加到2019年的36%，海上風(fēng)電場容量系數(shù)從2010年的37%增加到2019年的44%[11]。2020年，世界上最大的渦輪機(jī)在比利時的海岸運(yùn)行，這臺渦輪機(jī)額定功率9.5 MW、轉(zhuǎn)子直徑164 m。浮動式渦輪機(jī)的使用，促進(jìn)了對更深水域豐富風(fēng)能資源的開發(fā)利用。與固定底式渦輪機(jī)風(fēng)電場相比，浮動式渦輪機(jī)風(fēng)電場在安裝過程中對海床侵入較小，但對風(fēng)力渦輪機(jī)而言，近海氣象條件卻更加惡劣[12]。容量、尺寸、轉(zhuǎn)子直徑和功能改進(jìn)，使風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)對不同區(qū)域風(fēng)能資源分布狀況適應(yīng)性增強(qiáng)?，F(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率和容量系數(shù)都有較大程度的提高[13]。同時，建設(shè)風(fēng)電場的成本也開始下降。自2015年以來，陸上風(fēng)電場總安裝成本平均下降了23%。2010—2019年，海上風(fēng)電場安裝成本下降了18%，但由于海上風(fēng)電項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到了更深水域和更遠(yuǎn)海上，每年價格都呈現(xiàn)較大的波動[12]。海上風(fēng)電場在2001—2006年安裝水深約10 m，離岸距離很少超過20 km。目前可以建在更深水域（10～55 m），離岸距離能達(dá)到不超過90 km的范圍。隨著向更深水域和港口外地點(diǎn)的擴(kuò)展，海上風(fēng)電場安裝成本從2000年平均約2500美元/千瓦增加到2011—2014年約5400美元/千瓦，2018年又降至約4350美元/千瓦[12]。技術(shù)進(jìn)步和成本下降，使風(fēng)電場成為減緩氣候變化的重要技術(shù)選擇。但同時需要指出的是，風(fēng)電場占用土地資源及海洋水域面積，并且會改變局地氣候、土壤和海水的條件，在工程施工過程、運(yùn)營和服役階段都會對陸地植被、土壤及水體環(huán)境和生物等造成一定程度的破壞，影響陸地及海洋生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性。另外，風(fēng)電場在建設(shè)施工、運(yùn)營和服役階段也會對陸地及海洋環(huán)境造成一定的污染。這些問題都需要在發(fā)展風(fēng)電場過程中妥善解決。全面評估風(fēng)電場對陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性與環(huán)境的影響，對保障風(fēng)電的綠色發(fā)展有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

為了改善生態(tài)環(huán)境和減少碳排放，我國在過去建造了一定規(guī)模的風(fēng)電場。2020年，我國確定了到2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰及2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)。在實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰及碳中和戰(zhàn)略中，把發(fā)展風(fēng)電確定為重要的技術(shù)選擇。在這樣的背景下，我國風(fēng)電場建設(shè)的數(shù)量和規(guī)模將會持續(xù)增加。但需要指出的是，風(fēng)電場增加將會對我國陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性和環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。積極發(fā)揮風(fēng)電場效益并最大程度地降低其負(fù)面影響，需要充分認(rèn)識風(fēng)電場對陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性和環(huán)境的影響。為此，本文系統(tǒng)收集了國內(nèi)外最新的科學(xué)研究文獻(xiàn)，對風(fēng)電場對陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性與環(huán)境的影響研究進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，希望對風(fēng)電場科學(xué)利用和管理決策及相關(guān)研究提供一定的參考。

1 生態(tài)系統(tǒng)

1.1 陸上

風(fēng)電場建設(shè)將占用一定的土地資源，進(jìn)而影響土地及生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。我國相關(guān)研究[14]表明，青海共和縣風(fēng)電場的建設(shè)占用了一定面積的草地，施工結(jié)束后占用的部分土地變成了建筑物或硬化場地，失去了原有土地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。另外，風(fēng)電機(jī)組等設(shè)備及建筑材料運(yùn)輸、安裝和堆放，以及施工機(jī)械及車輛碾壓等，也要臨時占用部分草地，這也會影響草地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。在美國的研究[15]表明，到2040年美國風(fēng)電開發(fā)利用所需的土地資源需求將增加，有超過20萬 km2的土地將受到風(fēng)電開發(fā)的影響，包括間距將有超過80萬km2的土地資源會受到風(fēng)電開發(fā)的影響。在日本的研究[16]表明，日本規(guī)定只能在破壞了的農(nóng)田、草地、荒地和灌叢地開發(fā)可再生能源，除了被法律禁止的自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的土地外，在日本可用于光伏和風(fēng)能開發(fā)的土地面積將達(dá)3428 km2，占到連續(xù)土地面積的0.9%。

大型風(fēng)力渦輪機(jī)將影響氣象和氣候條件[17]。安裝風(fēng)機(jī)將使部署地的局地空氣動力學(xué)粗糙度改變，影響邊界層湍流及大氣環(huán)流，進(jìn)而影響溫度、降水和風(fēng)速等要素。風(fēng)電場對全球氣候的影響要小于溫室氣體排放引起的氣候變化和氣候的年際變化[18]。在美國的研究[19]發(fā)現(xiàn)，在五大湖區(qū)安裝了432臺渦輪機(jī)的大型風(fēng)電場對伊利湖盆地?zé)崃Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大的影響，受風(fēng)力渦輪機(jī)的影響，盆地中心風(fēng)速和應(yīng)力降低，局地氣候條件改變。在美國的研究[20]表明，加利福尼亞州發(fā)展風(fēng)電場將增強(qiáng)區(qū)域抗旱能力，并有益于地下水資源的可持續(xù)利用。

風(fēng)電場建設(shè)將造成土壤的破壞并加劇土壤侵蝕。風(fēng)電場建設(shè)對土壤結(jié)構(gòu)的影響主要集中在基礎(chǔ)開挖和回填過程中，在施工時開挖、堆放、回填、人工踩踏、機(jī)械設(shè)備夯實(shí)或碾壓等都會對土壤結(jié)構(gòu)造成破壞[14]。同時，在施工開挖土石方、修建道路和場地平整等過程中也會對地表和植被造成破壞，將使地表裸露，引起水土流失[21]。我國相關(guān)的研究[22]表明，甘肅酒泉戈壁荒漠區(qū)9個典型風(fēng)電場各防治分區(qū)擾動地表的面積從大到小依次為道路區(qū)（63.33%）＞風(fēng)機(jī)區(qū)（21.85%）＞集電線路區(qū)（10.47%）＞施工營地區(qū)（2.93%）＞監(jiān)控中心區(qū)（1.42%）；挖土方量從大到小依次為風(fēng)機(jī)區(qū)（77.38%）＞道路區(qū)（13.76%）＞集電線路區(qū)（6.39%）＞監(jiān)控中心區(qū)（2.16%）＞施工營地區(qū)（0.32%），道路區(qū)和風(fēng)機(jī)區(qū)是最大的擾動區(qū)，土建工程是產(chǎn)生水土流失的主要環(huán)節(jié)；按甘肅酒泉市2015年和2020年裝機(jī)總?cè)萘?，機(jī)組臺數(shù)分別達(dá)到8474臺和13334臺，擾動地表面積將分別達(dá)到7880.82 hm2和12400.62 hm2；開挖土石方總量將分別達(dá)到1271.10萬m3和2000.10萬m3，檢修道路的長度將分別達(dá)到4127 km和6494 km。同時，我國的相關(guān)研究[23-24]還表明，甘肅河西走廊風(fēng)電場道路施工擾動面積約占工程總擾動面積的2/3，土石方開挖量約占工程土石方開挖總量的3/4以上，加劇了水土流失。甘肅河西走廊風(fēng)電場區(qū)的水土流失以風(fēng)力侵蝕為主，兼有水力侵蝕。因?yàn)槭┕ぷ鳂I(yè)面分散，水土流失具有點(diǎn)、線和面侵蝕并存的特點(diǎn)。

風(fēng)電場將影響土壤性質(zhì)。在我國的研究[25]表明，山西大同天鎮(zhèn)縣和河北張家口陽原縣交界風(fēng)電場的建設(shè)增加了擾動區(qū)土壤容重、pH和總孔隙度，降低了土壤電導(dǎo)率、含水量和全鹽，土壤養(yǎng)分（除土壤全磷外）也降低；在擾動區(qū)，植被生長各指標(biāo)和土壤養(yǎng)分均隨遠(yuǎn)離風(fēng)電場距離的增加而增加，距離風(fēng)電場4 km時，植被生長各指標(biāo)和土壤養(yǎng)分與未擾動區(qū)差異不大，初步表明了風(fēng)電場對植被和土壤養(yǎng)分的影響范圍在方圓3 km以內(nèi)。有關(guān)研究[26]對我國河北蔚縣運(yùn)營期的風(fēng)電場區(qū)與對照區(qū)土壤進(jìn)行了調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)運(yùn)營期間風(fēng)電場影響樣地中土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀平均含量低于對照樣地中的對應(yīng)要素含量，除土壤有機(jī)質(zhì)外，在風(fēng)電場與對照樣地中全氮、有效磷和速效鉀平均含量存在顯著的差異；運(yùn)營期間風(fēng)電場樣地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀平均含量隨土層深度增加而減少；風(fēng)電場影響下土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀平均含量均在10 cm處最高，40 cm處最低；風(fēng)電場地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀平均含量隨著輻射半徑增加而增加；距離風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中心50 m輻射半徑處，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀平均含量要高于輻射半徑10 m處。

風(fēng)電場建設(shè)將影響生態(tài)景觀的連通性及生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[27]。我國的相關(guān)研究[28]表明，部署在山西沁源市生態(tài)功能區(qū)的風(fēng)電場對生態(tài)走廊間物種遷移連通性造成了一定的負(fù)面影響，風(fēng)力發(fā)電場影響了物種遷移，造成了景觀切割，影響了物種的生態(tài)走廊，使生態(tài)走廊和景觀連通性下降。在瑞典的研究[29-31]表明，在林區(qū)內(nèi)，為了安裝風(fēng)力渦輪機(jī)，砍伐了一定面積的森林，造成了對林區(qū)生態(tài)功能的破壞。同時，風(fēng)電場也影響了流域生態(tài)系統(tǒng)的功能。

風(fēng)電場將影響生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。在英國的研究[32-33]發(fā)現(xiàn)，建在蘇格蘭泥炭地的風(fēng)電場影響了生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。同時，風(fēng)電場對初級生產(chǎn)力和空氣質(zhì)量產(chǎn)生了積極影響，但對土壤、水和牲畜造成了不利的影響。由于與鋼鐵和混凝土開采過程密切相關(guān)，風(fēng)電場對許多生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)都產(chǎn)生了負(fù)面影響。在美國的研究[34]發(fā)現(xiàn)，俄克拉何馬州風(fēng)力渦輪機(jī)對草原影響較大，特別是風(fēng)電場建設(shè)引起的土地利用變化直接造成了對草地生態(tài)系統(tǒng)功能的破壞。我國的相關(guān)研究[35-36]發(fā)現(xiàn)，遼寧大連瓦房店風(fēng)電場能值承載力為3879.57 hm2/a，能值生態(tài)足跡為5117.59 hm2/a，風(fēng)電場為生態(tài)赤字狀態(tài)?；A(chǔ)建設(shè)生態(tài)足跡最大（占60.93%），風(fēng)力渦輪機(jī)生產(chǎn)和運(yùn)輸階段其次（33.77%），運(yùn)營維護(hù)階段（4.59%）和拆卸回收階段（0.71%）最小。對生態(tài)足跡貢獻(xiàn)較大的主要材料包括鋼材、混凝土、玻璃纖維和環(huán)氧樹脂等。風(fēng)機(jī)生產(chǎn)投入的再生材料越多，風(fēng)電場造成的負(fù)面影響越小。減少鋼材、混凝土、玻璃纖維和土地占用用量等，將使風(fēng)電場生態(tài)足跡降低。

1.2 海上

風(fēng)電場將影響海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。我國的相關(guān)研究[37]發(fā)現(xiàn)，江蘇沿海海上風(fēng)電場（OWF）對海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量流都產(chǎn)生了一定的影響。與2007年建立前相比，在2015年OWF建成后，OWF對浮游植物和動物及底棲魚類都產(chǎn)生了積極影響，促進(jìn)了初級生產(chǎn)力增加，并且引起碎屑增加而使浮游動物食物供應(yīng)和捕食浮游物種的數(shù)量增加，也使一些底棲魚類生物量和產(chǎn)量增加；但對其他生物群體卻產(chǎn)生了負(fù)面影響，使它們生物量和產(chǎn)量降低，并且施工后生態(tài)系統(tǒng)的能量流以及營養(yǎng)流利用效率和傳輸效率均降低。在法國的研究[38]發(fā)現(xiàn)，英吉利海峽塞納河灣延伸到海上的風(fēng)電場封閉區(qū)溢出效應(yīng)對捕魚活動產(chǎn)生了積極影響，使捕獲量增加，風(fēng)電場附近增加最多達(dá)約7%，并且高營養(yǎng)級物種比例增加；生物量和捕撈量增加集中在設(shè)施周圍。同時，風(fēng)電場內(nèi)部也成了一些高移動性捕食物種的集中匯集區(qū)。在歐洲的研究[39]發(fā)現(xiàn)，北海（大西洋東北部邊緣海，位于歐洲大陸西北，即大不列顛島、斯堪的納維亞半島、日德蘭半島和荷比低地間）風(fēng)力渦輪機(jī)陣列對架子海生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生了一定的影響，陣列內(nèi)環(huán)境變化較大，海洋生物響應(yīng)風(fēng)力渦輪機(jī)陣列環(huán)境變化范圍廣，隨渦輪機(jī)間距的增加，環(huán)境變化減小，對海洋生物影響減小。在德國的研究[40]發(fā)現(xiàn)，北海生態(tài)系統(tǒng)過程和特性對海上風(fēng)電場較敏感，其他生態(tài)系統(tǒng)反應(yīng)則較弱。在丹麥的研究[41]發(fā)現(xiàn)，西北歐淺海OWF影響藍(lán)貽貝的生長，促進(jìn)食物供應(yīng)增加，位于渦輪機(jī)支柱水柱上方的藍(lán)貽貝生物量比位于沖刷保護(hù)裝置上的貽貝生物量要高7～18倍，OWF對波羅海西部藍(lán)貽貝有利，影響取決于藍(lán)貽貝與中上層和底棲環(huán)境的相互作用。

風(fēng)電場將影響海洋生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。相關(guān)研究[42-43]發(fā)現(xiàn)，海上風(fēng)電場對海洋景觀和非本地物種擴(kuò)散產(chǎn)生負(fù)面影響，對商業(yè)魚類和貝類產(chǎn)生了正面影響。在德國的研究[44]發(fā)現(xiàn)，海上風(fēng)電場對生態(tài)系統(tǒng)的文化服務(wù)功能產(chǎn)生了一定的破壞。在英國的研究[45]發(fā)現(xiàn)，蘇格蘭擴(kuò)大OWF規(guī)模，增加了電力可利用性和可承受性，但影響捕撈活動并減少食物的供應(yīng)，特別是影響電力和海鮮行業(yè)。增加OWF數(shù)量將對海產(chǎn)品生產(chǎn)部門造成負(fù)面影響，但OWF成本下降對整個經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了積極影響，使低收入家庭受益，并減少了能源供應(yīng)不足的問題。

總之，陸地及海上風(fēng)電場都對陸地及海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能造成了一定的影響，并且對陸地與海洋生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能也產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。

2 生物多樣性

2.1 陸上

風(fēng)電場將影響植被及植物多樣性。在我國的研究[46]表明，與2000—2008年相比，2008年建立的內(nèi)蒙古灰騰梁風(fēng)電場對植物及植被造成一定破壞。風(fēng)電場不利于植物生長，而上及下風(fēng)區(qū)卻有利于植物生長。相對于風(fēng)電場建設(shè)前，風(fēng)電場建立后的2008—2014年，緩沖區(qū)和風(fēng)電場區(qū)植被恢復(fù)比例分別增加了26.66%和13.14%，上風(fēng)區(qū)增加了51.83%，下風(fēng)區(qū)增加了41.07%。風(fēng)電場上及下風(fēng)區(qū)植被恢復(fù)比例，尤其是上風(fēng)區(qū)植被恢復(fù)比例要高于風(fēng)電場的區(qū)域，距離風(fēng)電場中心30～40 km上風(fēng)區(qū)受風(fēng)電場的影響最大。風(fēng)電場建設(shè)過程，包括架設(shè)風(fēng)機(jī)基座、鐵塔基座及部分道路建設(shè)，都會對植被造成一定程度的破壞。風(fēng)電機(jī)組在安裝、調(diào)試和日常維護(hù)過程中，產(chǎn)生漏油等也對植被造成了油污染[47]。風(fēng)電場占用了林地、草地和未利用地，永久占用土地使局部土地上的生物量和生產(chǎn)力減小，并對植物造成了破壞[48]。在修路、架設(shè)輸電電纜、風(fēng)電機(jī)組、箱式變電站和運(yùn)輸材料等過程中，都對植被造成了破壞，影響植被蓋度和群落組成。永久性占用草地，造成植物物種多樣性和生物量降低。施工過程中臨時占用土地也直接破壞植被。同時，揚(yáng)塵降落在植物葉面，降低光合作用、堵塞氣孔、阻礙呼吸作用和蒸騰作用，造成葉尖失水、干枯、落葉甚至死亡。運(yùn)營后有部分不可恢復(fù)的永久占地，造成了植被生物量減少和生態(tài)系統(tǒng)功能下降[14]。相關(guān)研究[26]分析了河北蔚縣運(yùn)營期風(fēng)力發(fā)電場對植被的影響，結(jié)果表明，在運(yùn)營期間，風(fēng)電場中植被生物量與輻射半徑呈線性相關(guān)，在輻射半徑范圍10 m處和輻射半徑范圍50 m處，植被生物量隨運(yùn)營期推移而增加；在相同運(yùn)營期，風(fēng)電場在50 m輻射半徑處植被蓋度高于輻射半徑為10 m處的植被蓋度；運(yùn)營一年的風(fēng)電場周圍植被蓋度為7.35%，運(yùn)營九年的風(fēng)電場周圍植被蓋度達(dá)到82.34%；植被蓋度與風(fēng)電場運(yùn)營期呈正相關(guān)，植被蓋度隨輻射半徑增加而增加。

風(fēng)電場將影響動物多樣性。在我國的研究[14]表明，青海湖周邊風(fēng)電場緊鄰茶卡鹽湖濕地，青海南山距離青海湖較近，野生動物活動受到施工機(jī)械噪聲的影響，產(chǎn)生規(guī)避反應(yīng)、遠(yuǎn)離棲息地；北側(cè)青海湖濕地是候鳥遷徙地，鳥類在大風(fēng)和陰雨夜間遷徙表現(xiàn)出極強(qiáng)趨光性，夜間施工燈光對遷徙候鳥造成不利的影響；運(yùn)營期間，風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)范圍離地面17～163 m，這些范圍是鳥類飛行通過時被風(fēng)機(jī)撞擊的高風(fēng)險區(qū)，尤其在夜間和惡劣多霧天氣條件下，鳥類撞擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片或塔架的可能性較大。同時，在運(yùn)營期間，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行會產(chǎn)生較大噪聲從而影響周邊棲息的動物。相關(guān)研究[49-51]表明，在歐洲地中海繁殖區(qū)，風(fēng)電場數(shù)量增加使雄云雀死亡率增加。風(fēng)力渦輪機(jī)增加使鳥類潛在碰撞死亡風(fēng)險增加，主要因?yàn)轼B類穿過轉(zhuǎn)子掃掠區(qū)時，與風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)生碰撞。在葡萄牙的研究[52-53]發(fā)現(xiàn)，葡萄牙北部歐亞云雀受風(fēng)電場負(fù)面影響較大，風(fēng)電場直接影響云雀種群。以UTM表示1 km2平均碰撞死亡數(shù)，UTM在2006年為1.3%、在2026年為4%，在2026年，氣候和土地覆蓋變化導(dǎo)致云雀種群適宜分布面積減少約4.5%。當(dāng)與研究區(qū)域內(nèi)所有風(fēng)電場引起的云雀全球死亡率結(jié)合分析時，累積影響云雀的區(qū)域?qū)脑瓉淼?.2%增加到3.7%。陸上風(fēng)電場對鳥類多樣性的影響包括導(dǎo)致棲息地喪失、造成干擾和碰撞。特定棲息地鳥類豐富度在熱帶和亞熱帶區(qū)最大，棲息地消失比例與風(fēng)電場運(yùn)營期有關(guān)，造成干擾和棲息地喪失的影響比造成碰撞的影響要大。在2012—2013年兩個繁殖季，研究人員調(diào)查了愛爾蘭12個風(fēng)電場與對照樣地506個地點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)風(fēng)電場內(nèi)鳥類密度比對照區(qū)內(nèi)低，并且在渦輪機(jī)附近差異最大，在渦輪機(jī)范圍100 m內(nèi)，森林內(nèi)鳥類密度較遠(yuǎn)距離低，這種差異由風(fēng)電場相關(guān)棲息地變化引起。在渦輪機(jī)附近，森林覆蓋率減少引起森林內(nèi)鳥類密度減少，風(fēng)電場開放的棲息地物種密度較低卻與距渦輪機(jī)距離無關(guān)，而與風(fēng)電場范圍面積成負(fù)相關(guān)性[54]。在巴西的研究[55]發(fā)現(xiàn)，巴西南里奧格蘭德州風(fēng)電場建設(shè)對鳥類物種組成造成一定的影響，受風(fēng)電場安裝和運(yùn)營影響區(qū)的森林覆蓋率較低，風(fēng)電場區(qū)鳥類群落改變，風(fēng)電場建設(shè)和運(yùn)營對鳥類群落造成負(fù)面影響。在英國的研究[56]發(fā)現(xiàn)，蘇格蘭風(fēng)電場對黑松雞分布和豐富度產(chǎn)生了一定影響，但距離渦輪機(jī)大于500 m處無影響。風(fēng)電場運(yùn)營、風(fēng)電場場地內(nèi)和周邊土地變化等，都是導(dǎo)致黑松雞群落變化的主要原因。在美國的研究[57]發(fā)現(xiàn)，2009—2010年懷俄明州中南部風(fēng)渦輪機(jī)距離每增加1 km，艾草松雞巢穴和成年存活率分別降低7.1%和38.1%，發(fā)展風(fēng)電場和生境破碎化導(dǎo)致這些鳥類巢穴和巢存活率下降。全球風(fēng)電場影響鳥類分布，并且對鳥類棲息地的影響比渦輪機(jī)對鳥類碰撞的影響要大[58]。在歐洲的研究[59]發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電場對鳥類多樣性產(chǎn)生了較大的影響。我國的相關(guān)研究[60]表明，2017—2019年崇明群島67臺風(fēng)力渦輪機(jī)對沿海濕地水鳥活動造成一定的影響，在2017—2018年，63.16%的鳥類和89.86%的水鳥定期飛過防堤，以潮間帶濕地作為覓食地，在防堤后人工棲息地作為補(bǔ)充覓食地及棲息地。在2018—2019年，崇明東灘14個被跟蹤水鳥中有超過60%的種類在距堤壩800～1300 m處棲息。另外，我國相關(guān)研究[61]還表明，風(fēng)電場對崇明島喜樹巢穴分布也產(chǎn)生了一定的影響，總巢穴密度與農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)覆蓋度和離風(fēng)電機(jī)距離呈正相關(guān)，風(fēng)力渦輪機(jī)對喜樹巢穴密度造成一定負(fù)面影響。研究人員分析德國、奧地利和瑞典6個渦輪機(jī)前和后棲息地結(jié)構(gòu)及物種分布圖發(fā)現(xiàn)，風(fēng)力渦輪機(jī)影響了松雞和雷鳥分布，包括分布密度和棲息地選擇。受風(fēng)力渦輪機(jī)影響，棲息地退化，并且在距渦輪機(jī)最大距離650 m處也識別出了這些變化，這些變化與相應(yīng)地點(diǎn)結(jié)構(gòu)性生境適應(yīng)調(diào)整無關(guān)[62]。在美國的相關(guān)研究[63-68]發(fā)現(xiàn)，美國每年有數(shù)十萬只蝙蝠與風(fēng)力渦輪機(jī)相撞而死，7—10月遷徙樹棲蝙蝠死亡率與風(fēng)能設(shè)施部署區(qū)草地覆蓋率成反比關(guān)系。草地覆蓋率反映了景觀開放性，通常與風(fēng)電場影響減少和樹棲性物種豐富性有關(guān)。草地覆蓋度高可以減少渦輪機(jī)對蝙蝠和鳥類的碰撞。同時，在美國東部觀察到大量蝙蝠在渦輪機(jī)上碰死。夏季蝙蝠活動少，蝙蝠在低于渦輪機(jī)高度的樹冠附近飛行。春季天氣暖和，風(fēng)速較低，蝙蝠遷徙高度較高，容易碰在渦輪機(jī)上死亡。許多蝙蝠在風(fēng)電設(shè)施上被碰死，特別是在美國東部林木密布的山脊頂部。風(fēng)電場影響動物棲息地和活動，鳥類和蝙蝠容易碰撞到旋轉(zhuǎn)葉片上而造成死亡，在美國中部也發(fā)現(xiàn)許多蝙蝠碰死在高地風(fēng)電設(shè)施上。由于碰撞、干擾和生境破壞，風(fēng)電場影響動物多樣性，其中鳥類和蝙蝠是受影響最嚴(yán)重的生物類群。風(fēng)電場局部或累積影響著夜間活動的鳥類和蝙蝠。在加拿大的研究[69-70]發(fā)現(xiàn)，在安大略省南部594臺渦輪機(jī)上都發(fā)現(xiàn)了蝙蝠尸體，在7年內(nèi)，蝙蝠豐度下降65%～91%。在夏末，白頭翁、東部紅色和銀發(fā)蝙蝠死亡率與林地植被蓋度有關(guān)，大棕蝠死亡率卻隨海拔升高而降低。研究人員調(diào)查了魁北克從西南到東北距離800 km、海拔近900 m連續(xù)區(qū)風(fēng)電設(shè)施的影響。結(jié)果表明，有超過2/3的風(fēng)電設(shè)施上蝙蝠年死亡率少于50個，更高的裝機(jī)容量引起更高的蝙蝠死亡率，并且死亡率隨海拔升高而降低，從西南到東北方向也呈現(xiàn)了降低趨勢。風(fēng)電場對蝙蝠種群造成了毀滅性破壞。大多數(shù)爬行、集群和遷徙性昆蟲受風(fēng)力渦輪機(jī)的影響也較大。在渦輪機(jī)上昆蟲活動比較活躍，運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)力渦輪機(jī)將碰死昆蟲。在德國的研究[71]發(fā)現(xiàn)，在假設(shè)一只昆蟲質(zhì)量為1 mg的基礎(chǔ)上，估計在植物生長期間風(fēng)力渦輪機(jī)上昆蟲生物量年損失量達(dá)1200 t，相當(dāng)于一年碰死約1.2萬億只昆蟲。部署在溫帶的單個渦輪機(jī)每年可能碰死約4000萬只昆蟲。在美國的研究[72]發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電場設(shè)備對叉角羚冬季活動范圍選擇也產(chǎn)生一定影響。在美國懷俄明州中南部鄧?yán)漳翀龅恼{(diào)查發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電開發(fā)前（2010年冬季）和開發(fā)后（2011年冬季），叉角羚冬季活動范圍選擇存在差異。在2010年渦輪機(jī)安裝之前，叉角羚選擇更靠近風(fēng)力渦輪機(jī)安裝區(qū)域。在2011年風(fēng)電場在冬季棲息地范圍內(nèi)建立后，叉角羚冬季避開風(fēng)力渦輪機(jī)。這與2011年嚴(yán)峻的冬季氣候條件有關(guān)，叉角羚避免冬季棲息范圍內(nèi)的風(fēng)力渦輪機(jī)。在歐洲和北美大陸灌叢與林地上的風(fēng)電設(shè)施建設(shè)、運(yùn)營和維護(hù)過程，對哺乳動物和鳥類的死亡、行為及棲息地都將產(chǎn)生較大的影響，這些影響取決于特定物種棲息地與風(fēng)電場的距離[73]。在葡萄牙的研究[74]發(fā)現(xiàn)，葡萄牙西北部山區(qū)風(fēng)電場對脊椎動物的物種豐富度（兩棲動物、爬行動物、鳥類和哺乳動物）造成一定的影響，每個脊椎動物群體豐富度與棲息地都受到了風(fēng)電場的影響。

風(fēng)電場將影響物種棲息地和區(qū)域生物多樣性。我國的相關(guān)研究[75]表明，在鹽城自然保護(hù)區(qū)建設(shè)風(fēng)電場造成植被破壞、生物量減少、土地利用方式改變和景觀破碎化；風(fēng)電場占用了保護(hù)區(qū)內(nèi)的大面積土地，導(dǎo)致鳥類棲息地和覓食地喪失；風(fēng)電場運(yùn)營后產(chǎn)生的噪聲，以及對鳥類的潛在傷害，使保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量降低，并引起生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降。評估在全球的保護(hù)區(qū)、關(guān)鍵生物多樣性區(qū)和荒野區(qū)內(nèi)部署風(fēng)能、水電和太陽能光伏發(fā)電設(shè)施對生物多樣性的影響，在這些保護(hù)區(qū)內(nèi)調(diào)查2206個可運(yùn)行的可再生能源的設(shè)施（922個正在開發(fā)），這些設(shè)施中有886個部署在保護(hù)區(qū)內(nèi)、有749個部署在關(guān)鍵生物多樣性區(qū)內(nèi)、有40個部署在荒野區(qū)內(nèi)。結(jié)果表明，過去發(fā)展可再生能源與生物多樣性較高重疊區(qū)大部分在西歐地區(qū)，但目前發(fā)展可再生能源區(qū)域與生物多樣性高重疊區(qū)卻出現(xiàn)在了東南亞地區(qū)，這些區(qū)域是全球生物多樣性的重要區(qū)。受到可再生能源設(shè)施影響的保護(hù)區(qū)及關(guān)鍵生物多樣性區(qū)面積增加了約30%，受到影響的荒野面積增加了約60%[76]。根據(jù)千年生態(tài)系統(tǒng)評估框架，分析了發(fā)展太陽能、風(fēng)能、水能、海洋、地?zé)崮芎蜕镔|(zhì)能源對生物多樣性的影響。結(jié)果表明，生態(tài)系統(tǒng)變化和生物多樣性喪失驅(qū)動因素與發(fā)展可再生能源密切相關(guān)，發(fā)展這些能源對生物多樣性造成一定的負(fù)面影響[77]。選定18個亞洲國家，分析了2000—2014年氣候變化、能源和特定增長因素對生物多樣性喪失的影響。結(jié)果表明，氣候因素、能源和特定增長因素都將影響水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量，潛在棲息地面積受人口增長和可再生能源影響較大，生物多樣性指數(shù)受平均降水量、外國直接投資流入和人均收入的影響較大，氣候因素和可再生能源均促進(jìn)漁業(yè)產(chǎn)量，N2O排放、可再生淡水資源、外國直接投資流入、人均收入和人口增長也影響漁業(yè)產(chǎn)量[78]。分析全球保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)與發(fā)展太陽能光伏、風(fēng)能和生物質(zhì)能源區(qū)域重疊程度表明，中美洲可再生能源發(fā)展對生物多樣性的影響較高，沒有生產(chǎn)和運(yùn)輸成本等因素限制，開發(fā)風(fēng)能和太陽能對生物多樣性的潛在影響比開發(fā)生物質(zhì)能源要小。當(dāng)能源潛力受本地能源需求限制時，這些差異減小[79]。在巴西的研究[80]發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電場擴(kuò)張范圍與巴西保護(hù)區(qū)范圍重疊，很大比例運(yùn)營或計劃風(fēng)電場被部署在生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)內(nèi)。分析國家及地區(qū)生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)（即生物多樣性保護(hù)最高大于30%優(yōu)先區(qū)域）外發(fā)展太陽能光伏、風(fēng)能和生物質(zhì)能源的潛力，結(jié)果表明，全球或國家范圍內(nèi)確定生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)出現(xiàn)截然不同的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。從全球視角，在生物多樣性最高區(qū)之外，發(fā)展太陽能、風(fēng)能和生物質(zhì)能源的潛力在發(fā)展中國家、人口稀少國家或生物多樣性低但空氣污染死亡率高的國家最高；當(dāng)在國家范圍內(nèi)確立生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)時，在人口密度高的國家中，在生物多樣性最高區(qū)域之外發(fā)展可再生能源潛力最高[81]。

2.2 海上

風(fēng)電場將影響海洋物種活動、群落及棲息環(huán)境等。在過去幾十年，海上風(fēng)電場從安裝在位于不到60 m水深地基上的渦輪機(jī)發(fā)展為停泊在120 m水中的浮式渦輪機(jī)。目前，浮動式渦輪機(jī)可以停泊在約1000 m水中。部署這些深水、浮動OWF對生物多樣性的影響包括：能量去除和改變而導(dǎo)致海洋動力學(xué)變化，電纜產(chǎn)生的電磁場對海洋物種的影響，以及風(fēng)電場設(shè)施安裝引起的物種生境變化對底棲和中上層魚類及無脊椎動物群落的影響，水下風(fēng)電設(shè)施產(chǎn)生的噪聲對海洋物種的影響，相關(guān)設(shè)施結(jié)構(gòu)對動物遷徙和活動的阻礙，以及水質(zhì)變化對物種的影響[82]。把離岸風(fēng)電場風(fēng)力渦輪機(jī)子引入堅(jiān)硬表面，會成為海洋表層生物定殖場所，渦輪機(jī)將影響物種活動及生物量和群落結(jié)構(gòu)，并且隨海上風(fēng)電場持續(xù)發(fā)展及海洋生境變化，生物多樣性變化會影響生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)[83]。在英國的研究[84-86]發(fā)現(xiàn)，新英格蘭隨海上風(fēng)電場增加，海上風(fēng)電容量從1600 MW增加到10000 MW，是4月份平均每小時水力發(fā)電需求及相關(guān)河流流量的一倍多，流量增加與康涅狄格河上瀕臨滅絕魚類（短鼻魚）遷徙期相吻合，但海上風(fēng)電增加對水電運(yùn)營影響最大的大部分月份都與關(guān)鍵魚類生命周期事件并不一致，部署海上風(fēng)電場對減少空氣污染和水資源消耗有益。海上風(fēng)電場對大型底棲生物的影響包括改變棲息地、禁止拖網(wǎng)作業(yè)、減少生態(tài)走廊連通性和引起生物多樣性變化等。風(fēng)電場產(chǎn)生的電磁輻射主要來源于海底電纜。電磁輻射的影響主要是因?yàn)楹Ｑ笊锞哂写琶舾行?。磁場可能影響魚類遷徙，較強(qiáng)磁場還將影響海洋生物的生殖發(fā)育。我國相關(guān)的研究[87]發(fā)現(xiàn)，在江蘇近海東龍?jiān)达L(fēng)電示范區(qū)的風(fēng)電產(chǎn)生的磁場對魚、蝦、蟹和貝類存活和行為等造成一定的影響，并且常見的12種海洋生物對不同磁場強(qiáng)度的響應(yīng)不同。當(dāng)磁場為1.00 mT時，黑鯛的存活和行為在短期內(nèi)（21天）受磁場影響較大，磁場撤銷后14天內(nèi)無顯著變化；試驗(yàn)Ⅱ中，受試生物（黑鯛、半滑舌鰨、文蛤）存活率僅在（4.05±0.01）mT磁場暴露下與對照組差異顯著；受試生物（縱肋織紋螺、半滑舌鰨、天津厚蟹）行為在（4.05±0.01）mT磁場下與對照組差異顯著。短期內(nèi)（21天），風(fēng)電磁場對海洋生物的存活和行為產(chǎn)生一定影響，而撤銷磁場后影響消失。

風(fēng)電場將對區(qū)域生物多樣性造成一定影響。相關(guān)研究[88]表明，OWF對區(qū)域鳥類、魚類、哺乳動物、底棲生物和浮游生物等都造成一定影響。我國的相關(guān)研究[89]表明，在2007年建立了東海大橋海上風(fēng)電場后，通過分析南匯東灘1997—2006年的資料、洋山港2005—2006年的資料、相同調(diào)查區(qū)2012年5月—2013年6月的資料可知，建立風(fēng)電場后，盡管區(qū)域鳥類總物種數(shù)變化不大，但鸻形目鳥類種類比例下降，雀形目種類增加，鸻形目鳥類數(shù)量仍占優(yōu)勢，這些變化歸因?yàn)轱L(fēng)電場建設(shè)、近岸其他工程建設(shè)引起的區(qū)域陸化和生境條件改變等影響。另外，我國的相關(guān)研究[90]還發(fā)現(xiàn)，汕頭勒門風(fēng)電場距離南澳候鳥省級自然保護(hù)區(qū)有9 km，風(fēng)電場不在鳥類遷徙主要通道上，對候鳥遷徙影響不大，并且噪聲和電磁輻射對遷徙鳥類影響也不大。同時，發(fā)現(xiàn)留鳥主要棲息于勒門列島各島嶼，未見到鳥類在風(fēng)電場內(nèi)覓食和棲息，但少數(shù)低飛候鳥存在撞機(jī)的風(fēng)險。最大風(fēng)險是風(fēng)電場區(qū)可能會成為一些鳥類的新覓食地，增加了鳥類撞擊到渦輪機(jī)上的風(fēng)險。海上風(fēng)電場擴(kuò)展將影響候鳥和其他海洋生物[42]。在美國的研究[91]發(fā)現(xiàn)，美國大西洋外圍大陸架海上開發(fā)風(fēng)電潛力大，建設(shè)海上風(fēng)電場導(dǎo)致一些物種的棲息地喪失。在2012—2015年，在新澤西州到北卡羅來納州大西洋外圍大陸架上標(biāo)記了236只鳥，分析風(fēng)電場對鳥類的影響。結(jié)果表明，因?yàn)槎痉植荚谘睾：徒端?，斑頭海番鴨和紅喉潛鳥在遷徙期間暴露在了近海風(fēng)電場區(qū)內(nèi)；飛塘鵝分布范圍廣、冬季能到達(dá)更遠(yuǎn)海上和南部，暴露在風(fēng)電場的范圍最大。

總之，陸地及海上風(fēng)電場將對陸地和海洋生物多樣性造成一定的影響，包括對陸地植被及動植物多樣性、區(qū)域多樣性與棲息地的影響，以及對海洋物種活動、群落、棲息環(huán)境及區(qū)域生物多樣性等造成的影響。

3 環(huán)境

3.1 陸上

風(fēng)電場建設(shè)和運(yùn)營階段將造成一定的環(huán)境污染。風(fēng)力渦輪機(jī)安裝和運(yùn)行過程中都會造成一定的環(huán)境污染[92]。風(fēng)電場對環(huán)境的影響主要在制造、運(yùn)輸和建設(shè)階段，在處置和運(yùn)營使用階段，對環(huán)境的影響較小。風(fēng)電場對環(huán)境的影響與風(fēng)電場的使用壽命、風(fēng)力資源質(zhì)量、轉(zhuǎn)換效率和風(fēng)力渦輪機(jī)尺寸都有密切的關(guān)系[93]。風(fēng)電場對環(huán)境產(chǎn)生的影響也包括噪聲、視覺沖擊、固體廢物及對水、大氣和土壤等產(chǎn)生的污染[94-96]。風(fēng)電場施工階段影響包括基礎(chǔ)開挖施工、施工廢污水和施工材料形成廢棄物。在施工期產(chǎn)生的噪聲主要來源包括工程區(qū)土地開挖、道路修建和風(fēng)機(jī)機(jī)組區(qū)施工過程中使用施工機(jī)械產(chǎn)生的機(jī)械噪聲，以及平整場地產(chǎn)生的噪聲和車輛運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的交通噪聲等。噪聲源包括挖掘機(jī)、壓路機(jī)、裝載機(jī)及運(yùn)輸車輛和振搗器。挖掘機(jī)等屬于固定聲源。安裝階段主要噪聲源為汽車及履帶吊裝風(fēng)機(jī)葉片等過程中產(chǎn)生的噪聲[21]。風(fēng)電場噪聲對長期健康影響低于可檢測水平[97]。廢水主要來自施工期混凝土攪拌機(jī)沖洗廢水、砂石料加工系統(tǒng)廢水，以及混凝土運(yùn)輸車輛產(chǎn)生的廢水?；炷涟韬稀B(yǎng)護(hù)和運(yùn)輸車輛及施工機(jī)械沖洗過程是施工階段產(chǎn)生廢水的主要來源。生活污水主要來自相關(guān)人員生活盥洗廢水。對空氣質(zhì)量的影響主要在施工期。污染源主要是施工機(jī)械消耗油料排放的有害物質(zhì)以及場地平整、材料運(yùn)輸和裝卸及場內(nèi)道路修建等產(chǎn)生的粉塵[21]。施工揚(yáng)塵包括場地平整、電纜溝挖填、風(fēng)機(jī)及箱變基礎(chǔ)挖填、道路挖填等產(chǎn)生的揚(yáng)塵，物料臨時堆放在起動風(fēng)速下形成的揚(yáng)塵，物料運(yùn)輸和裝卸過程中由于密閉措施不完善或路面硬化處理不到位產(chǎn)生的揚(yáng)塵，以及施工場地地面干燥時，施工機(jī)械和運(yùn)輸車輛經(jīng)過時產(chǎn)生的動力起塵。另外，場區(qū)施工機(jī)械和運(yùn)輸車輛使用將產(chǎn)生一定尾氣[14]。固體廢物包括施工產(chǎn)生的棄渣和生活區(qū)人員產(chǎn)生的生活垃圾[21]。施工期建筑垃圾主要來自廠區(qū)道路，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)箱變基礎(chǔ)等施工過程中廢棄砂石、水泥料、混凝土，廢金屬與包裝材料等。生活垃圾也是施工期產(chǎn)生的固體廢物。在運(yùn)營期間對環(huán)境的影響主要包括噪聲、固體廢棄物和光影等[14]。

風(fēng)電場對大氣污染物傳輸將造成一定影響。基于數(shù)值天氣研究與預(yù)報（WRF）模式和空氣質(zhì)量（CMAQ）模型，建立耦合風(fēng)電場參數(shù)化耦合模型，以新疆哈密市兩個相鄰的大型風(fēng)電場為研究對象，評估大型風(fēng)電場對其相鄰風(fēng)電場流及運(yùn)行干擾的特性。結(jié)果表明，大型風(fēng)電場對其下游尾流影響范圍為2030 km，其下游鄰近風(fēng)電場發(fā)電虧損量級約5.8%。另外，以河北張北風(fēng)電基地為研究對象，分析大型風(fēng)電基地的尾流效應(yīng)、功率輸出特性及其對大氣邊界層的影響。結(jié)果表明，尾流效應(yīng)強(qiáng)度與范圍不僅與風(fēng)資源特性有關(guān)，還與風(fēng)電場規(guī)模及地形特征密切相關(guān)。平坦地形下，大規(guī)模場區(qū)和小規(guī)模場區(qū)產(chǎn)生的最大速度虧損分別為11%和8%，尾流在下游35 km和20 km處恢復(fù)；山地地形下，簡單山地地形風(fēng)電場和復(fù)雜山地地形風(fēng)電場尾流影響范圍為6 km或更小。風(fēng)電基地對當(dāng)?shù)卮髿膺吔鐚赢a(chǎn)生了持續(xù)的影響，對較遠(yuǎn)下游區(qū)域影響則微小且不連續(xù)。全國風(fēng)電場對大氣環(huán)境影響呈現(xiàn)較強(qiáng)季節(jié)性差異，風(fēng)電場并未產(chǎn)生額外的大氣污染物，但它促使大氣污染物重新分布，導(dǎo)致區(qū)域大氣污染物發(fā)生南北區(qū)域性擴(kuò)散和傳輸，這種影響在夏季尤為明顯[98]。

在全生命周期內(nèi)，風(fēng)電場在不同階段都會對環(huán)境造成影響。研究人員分析比較了2009—2014年英格蘭和蘇格蘭12個風(fēng)電場全生命周期對環(huán)境的影響，結(jié)果表明，風(fēng)電場退役對環(huán)境的影響也較明顯，并且在全部或部分拆除或退役替代情景下對環(huán)境都會造成一定影響[99]。中小型風(fēng)能、水力、生物質(zhì)能和地?zé)崮馨l(fā)電系統(tǒng)，從規(guī)劃構(gòu)思到建造和安裝所有階段，整個使用壽命期和退役階段都對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響[100]。研究人員對泰國兩臺并網(wǎng)屋頂風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行了包含能源、排放和環(huán)境影響在內(nèi)的全生命周期分析，結(jié)果表明，考慮到工業(yè)性能、應(yīng)用和相關(guān)問題，泰國清邁安裝風(fēng)力渦輪機(jī)的環(huán)境影響不同，與用于基礎(chǔ)箱系統(tǒng)水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)相比，垂直軸風(fēng)力渦輪機(jī)每千瓦時/年消耗大量能源并產(chǎn)生大量排放，使用循環(huán)利用材料方法，能源和環(huán)境影響分別減少60%和50%以上；用熱塑性塑料代替玻璃纖維塑料渦輪機(jī)，垂直軸風(fēng)力渦輪機(jī)能量消耗可以減少36%，用玻璃纖維塑料渦輪機(jī)可以減少40%，對環(huán)境影響將減少15%以上，能量強(qiáng)度、CO2排放強(qiáng)度和能量回收期都更低[101]。

風(fēng)電場對環(huán)境的影響也影響發(fā)展風(fēng)電場項(xiàng)目社會接受度。研究人員調(diào)查了肯尼亞內(nèi)羅畢國家公園游客對公園景觀和渦輪風(fēng)力發(fā)電場的看法，結(jié)果表明，參觀者積極接受昂山風(fēng)電場，額外渦輪機(jī)開發(fā)沒有影響游客體驗(yàn)，但城市中風(fēng)機(jī)額外增長將產(chǎn)生不利影響。景觀中人文因素（風(fēng)力渦輪機(jī)和內(nèi)羅畢天際線）與自然元素和游客自身體驗(yàn)相互作用，創(chuàng)造獨(dú)特場所可喚起人們對地方的依戀感[102]。研究人員調(diào)查評估了墨西哥特韋安特佩克地峽風(fēng)電場的社會接受度，結(jié)果表明，由于信息缺乏、透明度差，以及缺少社區(qū)參與決策，居民反對在其所在地安裝風(fēng)電渦輪機(jī)，但租用土地安裝風(fēng)力渦輪機(jī)農(nóng)民卻非常支持，因?yàn)樗麄兛蓮陌惭b風(fēng)力渦輪機(jī)中受益[103]。在巴基斯坦的研究[104]表明，風(fēng)電場對環(huán)境影響和技術(shù)范式提出挑戰(zhàn)，可提高民眾對環(huán)境問題的關(guān)注度。在澳大利亞的研究[105]表明，能源發(fā)展以多種方式影響社區(qū)，這些影響與景觀宜居性和出入方式變化、社區(qū)凝聚力破壞、收入改變、對財產(chǎn)價值影響及人口變化都有關(guān)。支持發(fā)展風(fēng)電的居民強(qiáng)調(diào)需要平衡當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)利益和負(fù)擔(dān)及采取的措施，以最大程度減少風(fēng)電項(xiàng)目對社區(qū)的負(fù)面影響。歐洲一些國家的居民反對發(fā)展風(fēng)電項(xiàng)目，批評包括渦輪機(jī)密度、拆卸過程及對景觀和生態(tài)系統(tǒng)影響方面的信息錯誤以及缺乏透明度，但風(fēng)電場距離卻沒有對利益相關(guān)者的社會接受度造成影響[106]。

3.2 海上

風(fēng)電場將造成海洋環(huán)境污染。從環(huán)境影響評價角度，OWF建設(shè)對環(huán)境的影響包括：生活污水、施工機(jī)械油污水、懸浮物；施工時震動導(dǎo)致海底泥沙再懸浮引起水體渾濁，影響局部沉積物環(huán)境，潮間帶電纜溝槽開挖產(chǎn)生沙土。施工噪聲源主要為風(fēng)機(jī)、升壓站及生活平臺基礎(chǔ)打樁、施工船舶行駛和電纜線鋪設(shè)等。陸上噪聲主要來源于施工材料的車輛運(yùn)輸，少量加工修配工作等過程。水下沖擊打樁是海洋工程主要強(qiáng)噪聲來源。船舶噪聲主要包括機(jī)械噪聲、螺旋槳噪聲和水動力噪聲，其中機(jī)械噪聲和螺旋槳噪聲為主要噪聲源。施工機(jī)械、船舶和運(yùn)輸車輛均以柴油或汽油為燃料，施工機(jī)械、船舶和車輛運(yùn)行會產(chǎn)生一定廢氣。陸上運(yùn)輸車輛物料裝卸堆放、運(yùn)輸?shù)葘a(chǎn)生揚(yáng)塵。海域施工區(qū)、施工船舶和機(jī)械在運(yùn)行中也會排放廢氣，影響空氣質(zhì)量。海上施工產(chǎn)生的生活垃圾主要來自各施工船舶[107]。我國的相關(guān)研究[108]表明，福清興化灣海上風(fēng)電場營運(yùn)對周邊海域的水質(zhì)、沉積物、生態(tài)系統(tǒng)和漁業(yè)資源等都產(chǎn)生了一定影響，營運(yùn)對海洋生態(tài)環(huán)境的影響在預(yù)測范圍內(nèi)，部分指標(biāo)和程度優(yōu)于預(yù)測的影響。在巴西的研究[109]表明，海上風(fēng)電場安裝、運(yùn)營和維護(hù)及退役過程都對環(huán)境產(chǎn)生了一定影響，包括打樁、布線和刀片旋轉(zhuǎn)等都對環(huán)境產(chǎn)生不同的影響。沿海大氣、生物資源、海洋保護(hù)和近海風(fēng)資源狀況與油氣行業(yè)都對巴西海上風(fēng)電項(xiàng)目發(fā)展有一定的影響。

風(fēng)電場將影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)效益。我國相關(guān)研究[110]表明，濱?？h海上風(fēng)電場建設(shè)對近岸海洋水質(zhì)和海洋生物造成了累積影響。海上風(fēng)電場建設(shè)對近岸海域和風(fēng)電場區(qū)附近海域生態(tài)環(huán)境累積影響較大，這些累積影響隨著建設(shè)數(shù)量和規(guī)模增加而增加。短期內(nèi)海上風(fēng)電場建設(shè)對近岸海洋生態(tài)環(huán)境累積影響較大。在韓國的研究[111]表明，到2030年將安裝容量12～13 GW的新型OWF，這些OWF對海洋環(huán)境將造成一定的影響。OWF開發(fā)項(xiàng)目社會認(rèn)可度受到與陸地的距離、OWF規(guī)模、海上風(fēng)機(jī)高度和對海洋生物影響的制約。在英國的研究[112]表明，蘇格蘭海上風(fēng)電除了預(yù)期環(huán)境效益外，還可以為該地區(qū)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，并且海上風(fēng)電裝機(jī)容量增加使蘇格蘭就業(yè)機(jī)會增加。

總之，陸地及海上風(fēng)電場對陸地和海洋環(huán)境都將造成一定的影響，包括對陸地環(huán)境產(chǎn)生污染以及對海洋環(huán)境的污染，同時，對社會環(huán)境也將產(chǎn)生一定的影響。

4 問題與展望

4.1 問題

在當(dāng)前的相關(guān)研究中，還存在以下諸多問題：

關(guān)于風(fēng)電場對陸地和海洋生態(tài)環(huán)境的影響研究多為局部范圍的個例研究，分析范圍較小；對風(fēng)電場建設(shè)對土地資源及陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響，風(fēng)力渦輪機(jī)對氣象及氣候條件的影響，以及風(fēng)電場對土壤性質(zhì)和景觀連通性及不同生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響等方面的認(rèn)識都還十分有限。另外，針對風(fēng)電場對陸地及海洋生態(tài)環(huán)境的影響研究還集中在短期效應(yīng)，對風(fēng)電場長期對陸地及海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響研究都還不多。

開展風(fēng)電場對陸地及海洋生物多樣性的影響研究還限于少數(shù)植被及動植物，對土壤微生物、藻類、蕨類植物、苔蘚植物、爬行動物、兩棲動物、獸類、鳥類及無脊椎動物等影響的研究報道還不多，關(guān)于風(fēng)電場對物種棲息地和海洋生物活動的影響認(rèn)識還非常有限。同時，關(guān)于風(fēng)電場對陸地及海洋的基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)多樣性影響的整體研究還很少有報道，以及風(fēng)電場對不同尺度陸地及海洋生物多樣性影響的認(rèn)識也十分不足。

關(guān)于風(fēng)電場對濕地和河流生物多樣性影響的研究還較少，以及風(fēng)電場對水生生物多樣性的影響機(jī)制認(rèn)識很有限。另外，對風(fēng)電場產(chǎn)生的土地、污染、輻射及氣候條件改變對陸地與海洋生態(tài)環(huán)境的影響機(jī)制研究還不夠深入，包括風(fēng)電場全生命周期內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)影響方面的分析還較少。

風(fēng)電場對陸地及海洋生態(tài)環(huán)境影響的大多數(shù)研究只是定性分析，定量模型研究并不多。另外，相關(guān)研究還多是對現(xiàn)在已建風(fēng)電場對生態(tài)環(huán)境影響的觀測或模擬分析，對未來風(fēng)電場發(fā)展對陸地與海洋生態(tài)環(huán)境的影響預(yù)測研究還較少。

關(guān)于風(fēng)電場對海洋及陸地環(huán)境污染的影響研究還十分有限，對陸上及海上風(fēng)電場建設(shè)、運(yùn)營及服役后對大氣、水體和土壤的影響及產(chǎn)生的固體廢棄物，以及造成的輻射和噪聲等方面的認(rèn)識都還不充分。另外，對風(fēng)電場建設(shè)和運(yùn)營階段對大氣污染物傳輸?shù)挠绊憴C(jī)制研究還非常有限。

在全生命周期內(nèi)，關(guān)于風(fēng)電場在不同階段對生態(tài)環(huán)境的影響研究還十分有限，包括對風(fēng)電場對環(huán)境的影響以及與區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)效益關(guān)系的認(rèn)識還不充分。

4.2 展望

隨著風(fēng)電場規(guī)模的擴(kuò)大，關(guān)于風(fēng)電場對生態(tài)環(huán)境影響的研究范圍將擴(kuò)大。人們對風(fēng)電場建設(shè)對土地資源與陸地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響，風(fēng)力渦輪機(jī)對氣象及氣候條件的影響，風(fēng)電場對土壤性質(zhì)和景觀連通性以及對海洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響等方面的認(rèn)識都將提高。另外，隨著數(shù)據(jù)積累的增加，風(fēng)電場對陸地及海洋生態(tài)環(huán)境長期的影響研究將引起重視。此外，風(fēng)電場對陸地及海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響研究也將加強(qiáng)，風(fēng)電場對微氣候及海洋水動力學(xué)的影響機(jī)制研究也將引起重視。

隨著人們對風(fēng)電場對生物多樣影響研究的重視，風(fēng)電場對土壤微生物、藻類、蕨類植物、苔蘚植物、爬行動物、兩棲動物、獸類、鳥類及無脊椎動物等的影響研究將得到進(jìn)一步加強(qiáng)，風(fēng)電場對物種棲息地和海洋生物活動的影響研究也將引起關(guān)注。同時，風(fēng)電場對陸地與海洋基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)和景觀生物多樣性的影響研究也將引起重視，風(fēng)電場對不同尺度陸地及海洋生物多樣性的影響認(rèn)識將得到提高。

隨著風(fēng)電場布局范圍擴(kuò)大，風(fēng)電場對濕地和河流生物多樣性的影響，以及對水域生態(tài)系統(tǒng)功能的影響機(jī)制研究也將引起關(guān)注。同時，未來對風(fēng)電場產(chǎn)生的土地、污染、輻射及氣候條件改變對陸地和海洋生態(tài)環(huán)境的影響機(jī)制研究也將引起重視，對風(fēng)電場對不同尺度生態(tài)系統(tǒng)的影響研究也將得到加強(qiáng)。另外，在風(fēng)電場全生命周期內(nèi)對生態(tài)環(huán)境的影響分析也將得到加強(qiáng)。

隨著相關(guān)數(shù)據(jù)積累的增加，風(fēng)電場對生態(tài)環(huán)境影響的定量研究將增加，定量模型研究將引起高度重視。另外，未來對風(fēng)電場對生態(tài)環(huán)境的影響預(yù)測分析也將引起關(guān)注。

隨著風(fēng)電場規(guī)模的擴(kuò)大，對風(fēng)電場建設(shè)、運(yùn)營和服役后的環(huán)境污染，包括對大氣、水體、土壤、固體廢棄物，以及輻射、噪聲影響等方面的研究都將進(jìn)一步得到加強(qiáng)。同時，未來風(fēng)電場建設(shè)和運(yùn)營階段對大氣污染物傳輸?shù)挠绊憴C(jī)制研究也將引起重視。

未來在全生命周期內(nèi)，風(fēng)電場在不同階段對生態(tài)環(huán)境的影響研究將引起高度重視，包括風(fēng)電場對環(huán)境的影響以及與區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)效益關(guān)系等方面的認(rèn)識也將得到提高。