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【海潮天下·導(dǎo)讀】

2026年3月19日，英國?？巳卮髮W(xué)（University of Exeter）研究團隊在《海洋科學(xué)前沿》期刊上發(fā)表了一項研究，深入探討了海上風電基礎(chǔ)對底棲魚類生物量的影響，特別關(guān)注了風電基礎(chǔ)附近的魚類聚集現(xiàn)象。該研究發(fā)現(xiàn)，風電塔基在一定范圍內(nèi)通過提供硬質(zhì)棲息環(huán)境，顯著增加了魚類的數(shù)量和生物量，尤其是在30米以內(nèi)的區(qū)域。研究表明，風電基礎(chǔ)對底棲魚類的影響呈現(xiàn)局部性特征，并為今后優(yōu)化風電項目設(shè)計，尤其是“人工礁效應(yīng)”的應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。

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出品 | 海潮天下

在蘇格蘭東北部的默里灣，波濤之下矗立著數(shù)十座鋼鐵構(gòu)筑的海上風電基座。這些巨大的“夾克式”結(jié)構(gòu)支撐著海面上的風力發(fā)電機，其實也在悄然重塑著海底的生態(tài)格局。

長期以來，科學(xué)界已知人工設(shè)施會產(chǎn)生“人工魚礁效應(yīng)”，吸引海洋生物集聚，但這種影響在空間尺度上究竟如何展開？它能輻射多遠，又對不同魚種有著怎樣的“魔力”？

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▲上圖：坐落于蘇格蘭東北部莫里灣（Moray Firth）海域的翠絲（Beatrice）海上風電場。圖源：Beatrice

2026年3月19日，由?？巳卮髮W(xué)安東尼·J·比克內(nèi)爾（Anthony W. J. Bicknell）博士領(lǐng)銜的研究團隊在《海洋科學(xué)前沿》（Frontiers in Marine Science）發(fā)表了最新成果。這項研究對翠絲（Beatrice）海上風電場的實地觀測，精準量化了底層魚類對風電基座的“依戀距離”，揭示了在微觀尺度（小于250米）下，魚類分布隨距離變化的嚴謹規(guī)律。

▲從地圖上感覺一下！在蘇格蘭東北部的默里灣距離海岸線約13公里處，海浪之下矗立著數(shù)十座巨大的海上風電基座。圖源：: Eric Gaba, NordNordWest, Uwe Dedering

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誰在基座旁安了家？水下相機的“點名冊”

為了深入探究魚兒們的分布邏輯，該研究團隊采用了立體誘餌式遠程水下視頻系統(tǒng)（Stereo BRUV）。

這是一種非破壞性的觀測手段，通過在海底放置帶有誘餌的相機，利用雙目攝像頭捕捉魚類的種類、數(shù)量和體型數(shù)據(jù)。相較于傳統(tǒng)的拖網(wǎng)調(diào)查，這種方式不會傷害生物，且能記錄下魚類在人工結(jié)構(gòu)附近的自然分布狀態(tài)。

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▲上圖：這項研究的立體誘餌式遠程水下視頻系統(tǒng)（Stereo-BRUV）調(diào)查布設(shè)示意圖。圖中展示了三個維度的關(guān)鍵信息：（A）詳細標注了默里灣內(nèi)翠絲（Beatrice）海上風電場的風機點位分布，以及具體的BRUV投放位置；（B）將研究區(qū)域置于宏觀背景下，紅色方框標示出翠絲風電場在不列顛群島及北?，F(xiàn)有或規(guī)劃風電群中的地理位置；（C）實驗的精細化設(shè)計，BRUV設(shè)備被布設(shè)在距風機基座不同距離（30米、60米、120米和240米）的四個點位上，布設(shè)方向特意選擇與當?shù)厥⑿械讓雍Ａ骷捌骄疃群Ａ鞣较虼怪?，以確保觀測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和代表性。論文出處：Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026)

2024年夏季，研究人員在24座風電基座周圍進行了精密布局。他們在距離基座30米、60米、120米和240米的不同點位放置了共計96個觀測設(shè)備。拍攝了長達72小時的視頻素材，并配合先進的YOLO深度學(xué)習模型進行自動識別與計數(shù)之后，科學(xué)家們最終記錄到了2626條魚，涉及9種硬骨魚和3種軟骨魚。

數(shù)據(jù)分析顯示，該海域的“原住民”主要由黑線鱈（Haddock）和各種鰈形目平魚（如大斑鰈、歐洲鰈等）組成。這兩類魚占據(jù)了觀測總數(shù)的94%以上，反映了北海該區(qū)域魚類社區(qū)的典型結(jié)構(gòu)。

▲上圖：底層魚類分布隨空間距離變化的定量規(guī)律。該圖表反映了魚類豐度（A）與生物量（B）相對于風機基座距離的分布數(shù)據(jù)及廣義線性混合模型（GLMM）的預(yù)測估算。圖中灰色圓點代表實測的原始數(shù)據(jù)點，藍色實線表示模型的預(yù)測趨勢，藍色陰影區(qū)域則代表預(yù)測的標準誤差范圍。論文出處：Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026)

▲上圖：鰈形目魚類在不同風機基座距離下的豐度（圖A）與生物量（圖B）分布數(shù)據(jù)。圖中灰色圓點代表原始數(shù)據(jù)點，藍線表示模型預(yù)測趨勢，藍色陰影區(qū)域則代表標準誤差范圍。論文出處：Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026)

▲上圖：黑線鱈（Haddock，學(xué)名：Melanogrammus aeglefinus）在不同風機基座距離下的豐度（圖A）與生物量（圖B）分布數(shù)據(jù)。論文出處：Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026)

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1.5倍的吸引力

這個研究一個最核心的發(fā)現(xiàn)是：距離風電基座越近，底層魚類的生物量（總重量）和豐度（個體數(shù)量）就越高。這一結(jié)論借助構(gòu)建廣義線性混合模型（GLMM）得到了穩(wěn)健的支持。

統(tǒng)計模型揭示了一個清晰的趨勢——在距離基座僅30米處，魚類的數(shù)量和生物量大約是240米處的1.5~1.6倍。這意味著風電基座就像一塊巨大的“磁鐵”，顯著改變了周邊250米范圍內(nèi)的魚類密度。

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▲上圖：翠絲（Beatrice）海上風電場。圖源：Beatrice

有趣的是，不同魚種的表現(xiàn)略有差異。平魚的分布呈現(xiàn)出隨距離增加而穩(wěn)步下降的線性趨勢，而黑線鱈則表現(xiàn)得更為“急迫”——它們在靠近基座的極近距離（小于60米）內(nèi)聚集得最為密集，隨著距離稍稍拉遠，數(shù)量便迅速回落。這種細微的差別暗示了不同魚類利用人工結(jié)構(gòu)的動機可能各不相同，為未來精細化管理提供了依據(jù)。

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是避風港？還是快餐店？

為什么這些魚類會聚攏在冷冰冰的鋼鐵支架周圍？研究人員提出了一系列科學(xué)假設(shè)。

首先是“遮蔽效應(yīng)”，復(fù)雜的夾克式結(jié)構(gòu)為底層魚類提供了躲避強海流的避風港，有助于其降低能量消耗。其次是“食物效應(yīng)”，風電基座表面長滿了貽貝、藤壺等附著生物，形成了一個繁榮的微型生態(tài)系統(tǒng)，為黑線鱈等掠食性魚類提供了豐富的補給。

不過，研究也發(fā)現(xiàn)了一個值得注意的現(xiàn)象：盡管近距離處的魚變多了，但它們的平均體型并沒有顯著變化。無論是在30米處、還是240米處，黑線鱈和平魚的大小基本一致。這說明，風電場吸引的是整個群體、而非特定發(fā)育階段的魚類。

此外，該研究還觀察到，在高密度風機區(qū)域，黑線鱈的生物量比低密度區(qū)域高出約1.2倍，這可能意味著更大規(guī)模的人工結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)。

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▲上圖：翠絲（Beatrice）海上風電場。圖源：Beatrice

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生態(tài)效應(yīng)的“漣漪”

風電基座對底層魚類的這種微觀聚攏效應(yīng)，其影響遠不止于魚群本身。

底層魚類是許多大型海洋哺乳動物（如港灣鼠豚）的主要獵物。當魚類在風電基座周圍高度集中時，實際上改變了海床上的“能量版圖”。

這種濃縮的“食物包裹”，可能會改變海洋哺乳動物的捕食策略、行為路徑。對于能量需求極高的鼠海豚來說，如果能精準預(yù)測并在風電基座附近找到高密度魚群，將極大地提高其捕食效率，進而影響其生存和繁殖的成功率。因此，了解這種微細尺度的分布變化，對于評估海上風電大規(guī)模擴張對整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的長遠影響至關(guān)重要。

隨著全球海上風電裝機容量的激增，數(shù)以千計的新基座將被打入海底。比克內(nèi)爾博士的研究驗證了海上風電作為“人工魚礁”的積極作用，還量化了空間足跡，為未來的風電場設(shè)計提供了科學(xué)依據(jù)。

研究團隊建議，在未來的風電項目規(guī)劃中，可以考慮采取“自然包容性”措施。例如，通過優(yōu)化基座結(jié)構(gòu)的設(shè)計，進一步增強其對特定魚類的吸引力，從而幫助實現(xiàn)“海洋凈收益”（Marine Net Gain）的目標。在追求綠色能源的道路上，這些深藏海底的“鋼鐵巨人”或許正在以一種意想不到的方式，為海洋生物構(gòu)建出一片片充滿生機的新家園。

感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的全文：
Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026) Fine-scale proximity to offshore wind turbine foundations increases biomass of demersal fish species. Front. Mar. Sci. 13:1765872. doi: 10.3389/fmars.2026.1765872
https://www.frontiersin.org/journals/marine-science/articles/10.3389/fmars.2026.1765872/full

01

人工魚礁效應(yīng)

人工魚礁效應(yīng) (Artificial Reef Effect) 指在海床中放置人工結(jié)構(gòu)（如風機基座、沉船、防波堤等）后，這些結(jié)構(gòu)為海洋生物提供了附著基質(zhì)、避風港和攝食場，從而導(dǎo)致生物多樣性、豐度和生物量在結(jié)構(gòu)周圍顯著增加的現(xiàn)象。在本研究中，夾克式風機基座充當了高性能的人工魚礁。

02

空間衰減規(guī)律

在生態(tài)學(xué)、地理學(xué)以及環(huán)境科學(xué)中，空間衰減規(guī)律（ (Spatial Decay / Distance-Dependent Pattern，常被稱為“距離遞減效應(yīng)”或“距離相關(guān)模式”）是一個核心概念。它描述的是某種現(xiàn)象、相互作用或生物指標（如密度、多樣性、生物量等）隨空間距離的增加而逐漸減弱或降低的定量關(guān)系。簡單來說，空間衰減遵循“近大遠小、近強遠弱”的原則。在空間上，兩個物體或位置離得越近，它們之間的聯(lián)系就越緊密，或者一個中心源對周邊的影響就越顯著；隨著距離拉開，這種影響會迅速或緩慢地消失?？臻g衰減通常不是簡單的線性下降（即不是像滑梯一樣勻速下滑），而往往呈現(xiàn)出指數(shù)衰減或冪律衰減的數(shù)學(xué)特征。

在本文介紹的這項海上風電場的研究中，空間衰減表現(xiàn)為：底層魚類的豐度在緊貼風機基座（如30米處）時達到峰值，而當距離增加到240米或更遠時，這種聚集效應(yīng)顯著下降。

03

海洋凈增益

海洋凈增益（Marine Net Gain）是英國主推的一種海洋管理和開發(fā)原則，要求基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（如海上風電、油氣平臺拆除等）在補償其對環(huán)境造成的負面影響之外，必須通過主動的生態(tài)修復(fù)、棲息地增強或物種保護措施，使海洋生態(tài)系統(tǒng)的整體質(zhì)量、生物多樣性或生態(tài)功能在項目實施后比開發(fā)前有顯著的、可衡量的提升，從而實現(xiàn)從“減少損失”到“創(chuàng)造自然資產(chǎn)”的轉(zhuǎn)變。

詳情可以參見海潮天下（Marine Biodiversity）曾經(jīng)發(fā)布的另外一篇文章：《英國力推“海洋凈增益”，離岸風電將面臨補償海洋保護區(qū)新要求》

思考題·舉一而反三

【思考】這個英國研究，用高精度的定量分析，首次在微觀空間尺度上（小于250米）證實并劃定了海上風電基座對底層魚類的“生物量增益足跡”，科學(xué)地回應(yīng)了人工結(jié)構(gòu)如何改變物種空間分布規(guī)律的底層邏輯。讀過海潮天下此前那篇“海洋凈增益”文章的朋友們可能注意到，2026年5月是英國“凈增益”政策體系從陸地向海洋延伸、從一般開發(fā)向大型工程覆蓋的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點——根據(jù)《2021年環(huán)境法》的授權(quán)，英國政府正式將“強制性生物多樣性凈增益”（BNG）的要求擴大到所有國家重大基礎(chǔ)設(shè)施項目。到時候，從2026年5月起提交的所有大型能源（如海上風電）、交通和水利工程申請，必須證明其能實現(xiàn)至少10%的生物多樣性凈增益。這一要求覆蓋了英格蘭海岸線至低潮位線（Mean Low Water Mark）的所有陸上及近岸關(guān)聯(lián)設(shè)施。照例，舉一而反三，我們來思考幾個小問題（沒標準答案，僅供激發(fā)好奇、啟發(fā)思考）。

Q1: 如果魚群真的因為風電基座而聚集，這到底是件好事還是壞事？從表面上看，基座像人工魚礁一樣增加了魚類的局部密度。這究竟是讓海里的魚變多了（生產(chǎn)效應(yīng)），還是僅僅把原本分散在各處的魚“吸引”到了這幾個點上（聚集效應(yīng)）？如果只是簡單的聚集，那么你覺得，這種微觀尺度的聚攏是否誘發(fā)了“生態(tài)陷阱”（Ecological Trap）？——會不會讓這些魚更容易被天敵“一鍋端”、或者更容易被捕魚船精準捕捉，反而不利于種群的長期恢復(fù)呢？

Q2：研究里面講到，單座風機的影像范圍約為250米，但從景觀生態(tài)學(xué)的角度看，當成百上千座風機形成陣列時，它們實際上在原本同質(zhì)化的沙質(zhì)海床上創(chuàng)造了一系列高能量、高復(fù)雜性的“人工島嶼”。這些離散的微觀聚攏點，是否在區(qū)域尺度上形成了一套新型的“步石”（Stepping stones）連通網(wǎng)絡(luò)？對于高度流動的底層魚類或具有遷徙習性的物種，風電場陣列是否改變了它們傳統(tǒng)的遷徙路徑？這種新型的連通性，到底是促進了基因流動呢、還是將物種引向了不適合其生存的區(qū)域？

說白了，這是一個斑塊狀生境的“功能性連通”問題。建議有興趣的科學(xué)家，不妨試試超越單一風機的“點效應(yīng)”（斑塊），去模擬整個風電場集群如何作為一種“人工景觀廊道”，重塑大尺度下的海洋功能連通性（Marine Functional Connectivity）。

▲上圖：翠絲海上風電場風機群的位置，感覺一下。圖源：: Eric Gaba, NordNordWest, Uwe Dedering

Q3：目前的“自然包容性設(shè)計”（Nature-Inclusive Design）多為經(jīng)驗主義嘗試。這個研究指出夾克式基礎(chǔ)（Jacket foundation）比單樁基礎(chǔ)具有更強的聚攏效應(yīng)，這歸功于其復(fù)雜的空間桁架結(jié)構(gòu)。但從工程仿生學(xué)和恢復(fù)生態(tài)學(xué)的角度看，復(fù)雜性并不是越高越好。是否存在一個“結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分形閾值”，能夠精準匹配目標保護物種的生態(tài)位需求，同時避開入侵物種的定居偏好？換句話說，是否存在針對特定物種的自然包容性設(shè)計最優(yōu)解？

Q4：越來越多研究證據(jù)表明，“人工魚礁”的法律地位是值得重新審視的。下面這個問題是關(guān)于風電設(shè)備退役的一個思考，你覺得，“部分移除”是否比“完全拆除”更具生態(tài)正當性？

目前國際條約（如1998年生效的OSPAR公約，締約方包括歐盟以及英國、法國、德國、挪威、荷蘭等15個國家）通常要求在退役時完全移除水下結(jié)構(gòu)，來恢復(fù)海床原貌。但這個研究證明，這些基座已在微觀尺度上形成了高生物量的生態(tài)斑塊。如果強制的去拆掉這些已經(jīng)運行了25年的“準自然棲息地”，會引發(fā)局部生態(tài)系統(tǒng)的二次崩潰嗎？該不該推動法律框架的修訂，允許將具有高生態(tài)價值的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)“原位留存”，來保留這部分已經(jīng)形成的生物量增量呢？

Q5、其實這個研究有個弱點（反正筆者是這么看的），它的研究的數(shù)據(jù)采集自處于運行旺盛期的風電場。那么，老齡化基座的吸引力閾值在哪里？你覺得，在風機停止轉(zhuǎn)動、維護停止后的“幽靈期”，這種微觀聚攏效應(yīng)，是會隨著結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的增加（如部分坍塌）而進一步增強呢，還是會因為化學(xué)物質(zhì)滲漏、或物理穩(wěn)定性下降而衰減？

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資訊源 | Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026)

文 | 王海詩

編輯 | 海潮君

排版 | 盧曉雨

時間 | 2026年3月

#海上風電 #漂浮式風電 #生物多樣性評價

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