Estimation of spatiotemporal trends in bat abundance from mortality data collected at wind turbines

Conserv Biol. 2021 Feb;35(1):227-238. doi: 10.1111/cobi.13554. Epub 2020 Jul 3.

Abstract

Renewable energy sources, such as wind energy, are essential tools for reducing the causes of climate change, but wind turbines can pose a collision risk for bats. To date, the population-level effects of wind-related mortality have been estimated for only 1 bat species. To estimate temporal trends in bat abundance, we considered wind turbines as opportunistic sampling tools for flying bats (analogous to fishing nets), where catch per unit effort (carcass abundance per monitored turbine) is a proxy for aerial abundance of bats, after accounting for seasonal variation in activity. We used a large, standardized data set of records of bat carcasses from 594 turbines in southern Ontario, Canada, and corrected these data to account for surveyor efficiency and scavenger removal. We used Bayesian hierarchical models to estimate temporal trends in aerial abundance of bats and to explore the effect of spatial factors, including landscape features associated with bat habitat (e.g., wetlands, croplands, and forested lands), on the number of mortalities for each species. The models showed a rapid decline in the abundance of 4 species in our study area; declines in capture of carcasses over 7 years ranged from 65% (big brown bat [Eptesicus fuscus]) to 91% (silver-haired bat [Lasionycteris noctivagans]). Estimated declines were independent of the effects of mitigation (increasing wind speed at which turbines begin to generate electricity from 3.5 to 5.5 m/s), which significantly reduced but did not eliminate bat mortality. Late-summer mortality of hoary (Lasiurus cinereus), eastern red (Lasiurus borealis), and silver-haired bats was predicted by woodlot cover, and mortality of big brown bats decreased with increasing elevation. These landscape predictors of bat mortality can inform the siting of future wind energy operations. Our most important result is the apparent decline in abundance of four common species of bat in the airspace, which requires further investigation.

Estimación de Tendencias Espacio-Temporales en la Abundancia de Murciélagos a Partir de Datos de Mortalidad Recolectados Alrededor de Turbinas de Viento Resumen Las fuentes de energía renovable, como la energía eólica, son herramientas esenciales para la reducción de las causas del cambio climático, aunque las turbinas de viento pueden representar un riesgo de colisión para los murciélagos. A la fecha, los efectos a nivel poblacional de la mortalidad asociada a estas turbinas sólo han sido estimados para una especie de murciélagos. Para estimar las tendencias temporales en la abundancia de murciélagos consideramos a las turbinas de viento como herramientas para el muestreo oportunista de los murciélagos en vuelo (análogo a las redes de pesca), en donde el esfuerzo de captura por unidad (abundancia de cadáveres por turbina monitoreada) es un sustituto para la abundancia aérea de murciélagos, después de considerar la variación estacional en la actividad. Utilizamos un conjunto grande de datos estandarizados del registro de cadáveres de murciélagos alrededor de 594 turbinas al sur de Ontario, Canadá, y corregimos estos datos para justificar la eficiencia del muestreador y la extracción por carroñeros. Usamos modelos de jerarquía bayesiana para estimar las tendencias temporales en la abundancia aérea de los murciélagos y para explorar los efectos de los factores espaciales, incluyendo las características del paisaje asociadas con el hábitat de los murciélagos (p. ej.: humedales, tierras de cultivo y bosques), sobre el número de muertes para cada especie. Los modelos mostraron una declinación rápida en la abundancia de cuatro especies dentro de nuestra área de estudio. Las declinaciones en la captura de cadáveres a lo largo de siete años variaron desde el 65% (Eptesicus fuscus) hasta el 91% (Lasionycteris noctivagans). Las declinaciones estimadas fueron independientes a los efectos de mitigación (el incremento en la velocidad a la cual las turbinas comienzan a generar electricidad de 3.5 a 5.5 m/s), lo cual redujo significativamente la mortalidad de los murciélagos, aunque no llegó a eliminarla. La mortalidad a finales del verano de las especies Lasiurus cinereus, Lasiurus borealis y Lasionycteris noctivagans la pronosticó la cobertura de los lotes boscosos, mientras que la mortalidad de E. fuscus disminuyó conforme incrementó la elevación. Estos elementos pronosticadores del paisaje pueden utilizarse para informar al momento de elegir el sitio para la actividad eólica en el futuro y así evitar la mortalidad en murciélagos. Nuestro resultado más importante es la declinación aparente en la abundancia de cuatro especies comunes de murciélagos en el espacio aéreo, lo cual requiere de más investigación.

风能等可再生能源是减少气候变化发生的重要工具, 但风力涡轮机可能会给蝙蝠带来碰撞风险。目前, 仅对一种蝙蝠估计了与风有关的死亡的种群水平影响。为了估计蝙蝠丰度的时间趋势, 本研究考虑以风力涡轮机作为飞行蝙蝠的机会抽样工具 (类似于渔网), 在考虑蝙蝠活动的季节性变化的情况下, 利用每单位监测量的捕获量 (即每一监测涡轮机的蝙蝠尸体数量) 来估计飞行蝙蝠的丰度。我们使用了加拿大安大略省南部 594 个涡轮机蝙蝠尸体记录的大量标准化数据集, 并从调查者效率和尸体清除方面对这些数据进行了修正。接下来, 我们用贝叶斯层次模型来估计空中蝙蝠数量的时间趋势, 并探讨空间因素的影响, 包括与蝙蝠栖息地相关的景观特征 (如湿地、农田和林地) 对每种蝙蝠死亡情况的影响。模型显示, 我们研究区域内 4 种物种的丰度发生了急剧下降; 在过去的 7 年中, 捕获动物尸体数量的下降率范围在 65% (大棕蝠 [Eptesicus fuscus]) 到 91% (银发蝙蝠 [Lasionycteris noctivagans]) 之间。下降率估计值与减缓措施 (将涡轮机开始发电的风力从 3.5 米/秒提高到 5.5 米/秒) 的影响无关, 这一措施显著降低了蝙蝠死亡量, 但没有消除对蝙蝠的致死影响。林地覆盖度可以预测灰蓬毛蝠 (Lasiurus cinereus) 、红蝠 (Lasiurus borealis) 和银发蝙蝠的夏末死亡量, 而大棕蝠的死亡量则随海拔升高而下降。这些蝙蝠死亡量的景观预测因素可以为未来风能发电的选址提供信息。本研究最重要的结果是, 四种空中常见蝙蝠的数量都明显下降, 这需要进一步调查。【翻译: 胡怡思; 审校: 聂永刚】.

Keywords: Bayesian hierarchical models population trends; aeroconservación; aeroconservation; aeroecology; aeroecología; bat mortality; energía eólica; energía renovable; modelos de jerarquía bayesiana; mortalidad en murciélagos; renewable energy; tendencias poblacionales; wind energy; 可再生能源、; 种群趋势、; 航空保护、; 航空生态、; 蝙蝠死亡量、; 贝叶斯层次模型、; 风能.

MeSH terms

  • Animals
  • Bayes Theorem
  • Canada
  • Chiroptera*
  • Conservation of Natural Resources
  • Seasons