CN111076116A - 一种减少鸟撞的照明设备及风电场减少鸟撞的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少鸟撞的照明设备及风电场减少鸟撞的方法，该照明设备包括发光体，所述发光体发出620‑750mm波长的红色光。本发明通过采用620‑750mm波长的红色光作为照明设备的光源来减少对鸟类的吸引，从而能够减了鸟类对照明设备所在位置的撞击，克服了长期以来人们都普遍认为红光容易吸引鸟类、而对蓝光敏感，不易被吸引，而将蓝光作为减少鸟类撞击光源使用的技术偏见。

Description

一种减少鸟撞的照明设备及风电场减少鸟撞的方法

技术领域

本发明涉及光照驱鸟技术领域，具体涉及一种减少鸟撞的照明设备及风电场减少鸟撞的方法。

背景技术

目前地球上光污染日益严重，五颜六色的人工光源对生态系统造成了很大影响。就鸟类而言，在世界各地已发生了很多鸟类撞击人工光源的事件。

在野外，人们很早就发现一些人工光源会使候鸟在夜间迁徙时迷失方向，朝着光源飞行(Avery et al.,1976；Rowan,1925)。随着人类社会的发展，人工光源应用越来越广泛。人工光源的日益增多，已经严重影响到鸟类的迁徙(La Sorte et al.,2017；Cabreracruz et al.,2018)。灯光会干扰候鸟中途栖息地的选择(Mclaren et al.,2018)，使鸟类降低飞行速度并在光源吸引下聚集(Van Doren et al.,2017)。由人工光源引起的鸟类撞击事件不断被报道，撞击对象包括夜间有灯光照明的灯塔、船舶、石油钻井平台、机场、高楼等(Avery and Cassel,1976；Crawford and Engstrom,2001；Jones and Francis,2003；Flemming andKasper,2011)。每年迁徙季节候鸟撞击光源的事故，造成了大量的候鸟死亡(Core et al.,2002；Longcore ed al.,2008)。在北美通讯塔每年杀死400-500万只鸟类，大多是夜间迁徙的新热带种类(Shire andWinegrad,2000)。

秋季是鸟类趋光撞击的高发期，此外天气状况也会影响到鸟类的趋光飞行。除了这些人们无法改变的自然条件，光源本身属性也会影响到鸟类的夜间趋光性，其中光波长可能是影响鸟类趋光飞行的一个重要因素。候鸟依靠隐花色素蛋白进行地磁定向和候鸟夜间撞击人工光源的行为都离不开光刺激，且都与光波长有关。候鸟夜间迁徙过程中撞击人工光源是否是因为候鸟的正常磁定向受到了光源的干扰？目前实验研究已证明红光会干扰鸟类的地磁定向(Wiltschko et al.,1993)，Poot等(2008)的实验认为红光容易吸引候鸟撞击，并认为可能是因为红光刺激下鸟类地磁定向紊乱造成了鸟类撞击人工光源。因为鸟类用于地磁定向的隐花色素蛋白只有在紫外光、蓝光照射下被激活，而在红光和完全无光照的条件下，隐花色素蛋白基本上不被激活(Nieβner et al.,2011；Nieβner et al.,2014)，所以长波光(红光)照射下鸟类的磁定向能力受到干扰，不能正常定向(Wiltschkoet al.,1993；Wiltschko et al.,1995；Wiltschko et al.,2004；Wiltschko et al.,2014)。因此，基于目前的研究，都普遍认为红光是易吸引候鸟撞击的，鸟类对蓝光敏感、不易被吸引，可以将蓝光作为减少鸟类撞击的光源来使用，比如专利文献CN105557679A所公开的“一种光照驱鸟设备及采用该设备的驱鸟方法”，在该方案中，其就是采用蓝光进行驱鸟，该方案也是认为蓝光对鸟类不吸引，从而达到一个驱鸟的效果。

此外，风力发电是世界上持续增长最快的能源生产技术，已成为一个相当规模的产业。风电被认为是一种清洁的新能源生产方式，然而风电场也会对鸟类产生较大影响，特别是位于候鸟迁徙通道附近的海上风电场和山地风电场时常会造成鸟类撞击。一些候鸟迁徙通道附近风电场的鸟类监测数据显示，造成鸟撞的主要原因是风电场升压站的灯光会吸引夜间迁徙候鸟，使得鸟类撞击明亮的建筑物。研究发现大多数候鸟都是夜间迁徙，他们在夜间迁徙过程中具有趋光性，特别是在大雾笼罩的夜晚。由于风电场升压站生产安全和生活要求，很难彻底杜绝室外照明，因此有必要设计一种能减少鸟撞的照明设备。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种减少鸟撞的照明设备，以解决现有发光光源容易吸引鸟类撞击的技术问题，并克服长期以来人们都普遍认为红光容易吸引鸟类、而对蓝光敏感，将蓝光作为减少鸟类撞击光源使用的技术偏见。

本发明的第二目的在于提供一种风电场减少鸟撞的方法，以减少鸟类在风电场范围内的撞击。

为了实现本发明的第一个发明目的，本发明实施提供了：

一种减少鸟撞的照明设备，包括发光体，所述发光体发出620-750mm波长的红色光。

进一步地，所述的减少鸟撞的照明设备还包括功率调节器，用以调节发光体的工作功率。

进一步地，所述发光体为LED灯。

为了实现本发明的第一二发明目的，本发明实施提供了：

一种风电场减少鸟撞的方法，其特征在于，包括：

将投光灯设置在风电场升压站四角及室外设备需要照明位置处，投光灯的角度为倾斜向下；

所述投光灯工作时发出620-750mm波长的红色光。

进一步地，所述的风电场减少鸟撞的方法还包括：根据不同天气状况和照明要求，调节投光灯在10瓦—200瓦间照明。

进一步地，所述投光灯主要在候鸟迁徙季节的夜间照明使用，晴朗的夜晚，使用100—150瓦功率照明，雾天夜晚，投光灯需使用30瓦—50瓦功率照明。

进一步地，所述鸟迁徙季节的季节为3月初—5月底，8月下旬-11月底。

进一步地，所述投光灯为LED投光灯。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明通过采用620-750mm波长的红色光作为照明设备的光源来减少对鸟类的吸引，从而能够减了鸟类对照明设备所在位置的撞击，克服了长期以来人们都普遍认为红光容易吸引鸟类、而对蓝光敏感，不易被吸引，而将蓝光作为减少鸟类撞击光源使用的技术偏见。

附图说明

图1为在金山垭口不同颜色光源所捕捉到鸟类数量；

图2为左美果不同颜色光源所捕捉到鸟类数量。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例1：

本实施例提供了一种减少鸟撞的照明设备，包括LED发光体，该LED发光体发出620-750mm波长的红色光。

作为一种优选，该减少鸟撞的照明设备还包括功率调节器，用以调节LED发光体的工作功率，以适应不同的天气气候，来减少对鸟类的吸引。

为了验证本实施例提供的减少鸟撞的照明设备的有效性，发明人作出了如下的研究试验：

研究地点分别位于中国云南省开远市的左美果(N23°37′21″，E103°30′24″，海拔2334m)和镇沅县的金山垭口(N23°56′40″，E101°29′50″，海拔2467m)，两个地点都是夜间候鸟迁徙的重要聚集地。这两聚集地分别位于西北——东南走向的大黑山和哀牢山山脉的山脊垭口部位，两点间相距大约200km。秋季候鸟向南迁徙过程中需要翻越山脉，受山脉的阻隔，候鸟沿山脉东坡的山谷聚集迁飞，最后从山脉的一些较矮垭口处翻越。秋季受西南季风影响，聚集点周边经常处于大雾笼罩之下，人们发现在这种天气状况下，很多夜间迁徙候鸟会撞击垭口附近的建筑物或汽车光源。当地林业部门利用候鸟的趋光性，每年秋季在候鸟迁徙聚集地使用灯光诱捕候鸟开展环志，近20年云南省的夜间鸟类环志数量已超过了14万。

研究工作分别在两个聚集点同时开展。选择面向鸟类迁徙方向的山坡支设捕鸟雾网各一张(孔径36mm，长12m，高2.6m，5兜)，网前0.5m处放置用于吸引候鸟的光源。选择使用红、黄、绿、蓝4种颜色的LED光源，其中红蓝绿四种为单色光，黄色为复合光，也是环志站诱捕鸟类时使用的光源颜色，4种颜色的光源功率均为50W，相关光源数据如表1所示。光源每天固定在夜间20点开启，每种光源持续照射1小时后换另一种颜色的光源，直至凌晨0点结束，这一时间段也是夜间候鸟迁徙的一个高峰期。为了减少每晚调查时间段前后期可能存在候鸟迁飞数量的误差，将不同颜色光源打开的时间顺序每晚依次轮换。记录不同颜色光源诱捕到的鸟类种类、数量以及当时的风向和是否有雾。被捕获鸟类在第二天清晨环志后放飞。

表1实验用光源数据

数据在分析时，首先对每组数据进行非参数检验的1-Sample K-S Test，检验每组数据是否成正态分布。经检验，该项调查的数据不成正态分布，因此采用Friedman非参数检验。为了确定造成鸟类捕获数量差异的因素是不同天气状况、不同灯光使用顺序还是光源颜色，使用了广义线性模型进行分析。数据使用SPSS version 22软件进行统计分析，结果如下：

1、不同波长光源的鸟类捕获量

金山垭口秋季迁徙期灯光诱捕鸟类，两年的数据皆显示蓝色光源对夜间迁徙鸟类的吸引力最强，共捕获到鸟类35种294只；而红光捕获到的最少，有8种32只；不同波长的光源诱捕到的鸟类数量呈显著差异(Friedmanχ2＝24.261,n＝41,df＝3,P＝0.000)。左美果的结果与金山垭口的类似，蓝光吸引了最多鸟类，捕获到23种68只，红光捕获鸟类最少，有3种3只，不同波长的光源诱捕鸟类数量也呈显著差异(Friedmanχ2＝14.969,n＝27,df＝3,P＝0.002)。总的来看，三种单色光随波长的增加，诱捕到的鸟类数依次减少，黄光作为复合光对鸟类的吸引作用介于蓝光和红光之间，具体如图1-2所示。

夜间在金山垭口和左美果用光源引诱共捕获到了鸟类51种705只。数量最多的种类为红尾伯劳，捕获了363只。除了雀形目鸟类外，还捕获了较多的杜鹃和鹭类。从不同颜色光源对鸟类的吸引情况来看，大多数种类的鸟都表现为易被蓝光吸引，对红光不敏感(表2)，这种不同颜色光源对鸟类吸引程度的差异在金山垭口(Friedmanχ2＝39.608,n＝51,df＝3,P＝0.000)和左美果(Friedmanχ2＝32.973,n＝32,df＝3,P＝0.000)都表现为极度显著。可以看出易被蓝色光源吸引、而不被红色光源所吸引这一特性在各种夜间迁徙鸟类中都是普遍存在的现象。

2、鸟类种类组成

夜间在金山垭口和左美果用光源引诱共捕获到了鸟类51种705只。数量最多的种类为红尾伯劳，捕获了363只。除了雀形目鸟类外，还捕获了较多的杜鹃和鹭类。从不同颜色光源对鸟类的吸引情况来看，大多数种类的鸟都表现为易被蓝光吸引，对红光不敏感(表2)，这种不同颜色光源对鸟类吸引程度的差异在金山垭口(Friedmanχ2＝39.608,n＝51,df＝3,P＝0.000)和左美果(Friedmanχ2＝32.973,n＝32,df＝3,P＝0.000)都表现为极度显著。可以看出易被蓝色光源吸引这一特性在各种夜间迁徙鸟类中都是普遍存在的现象。

表2不同颜色光捕获到的鸟类种类和数量

由上述实验结果可知，红色光源能较少吸引夜间迁徙候鸟，而蓝色光源会吸引数量最多的候鸟，采用红色波长的光源对减少鸟类撞击光源有显著效果，因此，本发明克服了传统一直认为红光容易吸引鸟类，而对蓝光敏感、不易被吸引，将蓝光作为减少鸟类撞击光源使用的技术偏见。如此，在一些很难取消灯光的鸟撞高发区域，且天气条件人们无法控制的情况下，改用鸟类较不敏感的红光是减少鸟撞事故的方便、经济的有效措施，尤其是采取光源闪烁的方式能进一步减少鸟撞的几率。

实施例2：

本实施例提供了一种风电场减少鸟撞的方法，该方法主要通过将投光灯设置在风电场升压站四角及室外设备需要照明位置处。

具体地，该投光灯为一种LED投光灯，包括LED灯珠，调节器、外壳和立柱组成。灯珠采用620-750nm波长的红色LED发光体，调节器能调整投光灯功率，根据不同天气状况和照明要求，投光灯在10瓦—200瓦间照明。外壳开合处使用密封胶条，以保证室外使用的防水要求，并在外壳上设置调整灯光功率的旋钮，立柱高度在2m—2.5m间，立柱中空，内部为连接投光灯和电源的电线，电源使用交流电。

通过采用本实施提供的风电场减少鸟撞的方法，即通过将投光灯设置在风电场升压站四角及室外设备需要照明位置处，灯珠采用620-750nm波长的红色LED发光体后，候鸟在迁徙的过程中都基本都不会被红色LED发光体所发出的光亮所吸引，从而有效地减少鸟类撞击照明设备、风电场升压站及建筑物现象的发生，进而不会影响鸟类的正常迁徙。

优选地，该投光灯的角度为倾斜向下60度，避免过多的向上空发散光线，以进一步地减少对鸟类的吸引。

另外，该投光灯主要在候鸟迁徙季节(3月初—5月底，8月下旬-11月底)的夜间照明使用，晴朗的夜晚，可以使用100—150瓦功率照明。雾天夜晚，投光灯需降低照明功率，使用30瓦—50瓦的红光照明，以进一步减少对夜间迁徙候鸟的吸引。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种减少鸟撞的照明设备，包括发光体，其特征在于，所述发光体发出620-750mm波长的红色光。

2.如权利要求1所述的减少鸟撞的照明设备，其特征在于，还包括功率调节器，用以调节发光体的工作功率。

3.如权利要求1或2所述的减少鸟撞的照明设备，其特征在于，所述发光体为LED灯。

4.如权利要求3所述的减少鸟撞的照明设备，其特征在于，所述LED灯以闪烁的方式工作。

5.一种风电场减少鸟撞的方法，其特征在于，包括：

将投光灯设置在风电场升压站四角及室外设备需要照明位置处，投光灯的角度为倾斜向下；

所述投光灯工作时发出620-750mm波长的红色光。

6.如权利要求4所述的风电场减少鸟撞的方法，其特征在于，还包括：根据不同天气状况和照明要求，调节投光灯在10瓦—200瓦间照明。

7.如权利要求6所述的风电场减少鸟撞的方法，其特征在于，所述投光灯主要在候鸟迁徙季节的夜间照明使用，晴朗的夜晚，使用100—150瓦功率照明，雾天夜晚，投光灯需使用30瓦—50瓦功率照明。

8.如权利要求7所述的风电场减少鸟撞的方法，其特征在于，所述鸟迁徙季节的季节为3月初—5月底，8月下旬-11月底。

9.如权利要求6所述的风电场减少鸟撞的方法，其特征在于，所述投光灯的角度为倾斜向下60度。

10.如权利要求5-9任一所述的风电场减少鸟撞的方法，其特征在于，所述投光灯为LED投光灯。

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