博弈還是雙贏？海上風電對魚類福利影響方面的思考

中國海洋大學黃六一教授等于2022年11月在《水產(chǎn)學報》上在線發(fā)表題為《海上風電場對魚類福利的影響研究進展》的綜述性論文。該文章系統(tǒng)梳理了海上風電工程對海洋魚類影響的研究進展，主要從海上風電的建設期和運營期發(fā)出的水下噪聲和電磁場對海洋魚類的行為及生理等方面進行了分析和總結(jié)。受"智漁知水"微信公眾號的邀請，本文第一作者對該文章中海上風電噪聲對魚類影響方面的研究進行闡述，便于讀者更快速的了解全文，進一步加強關(guān)于海上風電對魚類福利問題研究的關(guān)注與探索。

隨著陸上風電不斷開發(fā)利用，導致陸地風電場空間資源日益緊缺，人類開始將風電產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向更為廣闊的海洋。據(jù)全球風能理事會（The Global Wind Energy Council，GWEC）2022年報告指出，截至2021年底，全球海上風電新增裝機容量為21.2 GW，為2020年的3倍多。累計裝機容量達到57 GW，比2020年增長58%，海上風電累計裝機容量占全球風電累計裝機容量的比例上升到7%。由于我國海岸線綿長且鄰近電力負荷區(qū)域，近年來，海上風電場建設取得了飛速發(fā)展，截至2021年，我國海上風電裝機累計容量為2535.2萬千瓦。新增裝機容量連續(xù)第4年居世界首位，達1448.2萬千瓦，占全球新增海上風電裝機的80%（圖1）?，F(xiàn)如今，我國海上風電已經(jīng)進入了規(guī)模化、商業(yè)化的快速發(fā)展階段（圖2），且呈現(xiàn)由近海到遠海、由淺水到深水、由小規(guī)模示范到大規(guī)模集中開發(fā)的特點。目前海上風電主要分布在江蘇、廣東和福建三省，2021年這三個地區(qū)持有中國海上風電裝機容量的80.2%（圖3），并將在未來10年新增的裝機容量中占主要份額；與此同時，浙江、遼寧、山東等地也取得新進展；北部灣、遼東灣、海南島西部等優(yōu)質(zhì)海域?qū)⒊蔀橹攸c建設區(qū)域。

圖1 截至2021年全球主要國家海上新增（左）及累計（右）風電裝機容量（數(shù)據(jù)來自CWEA）

圖2 2011-2021年我國海上風電新增和累計裝機容量及（左）平均單機容量（右）（數(shù)據(jù)來自GWEC）

圖3 截至2021年我國主要地區(qū)海上新增（左）及累計（右）風電裝機容量（數(shù)據(jù)來自GWEC）

我國海上風電起步較晚，缺乏對海洋環(huán)境、生態(tài)和資源影響的實證研究，尤其是海上風電場噪聲相關(guān)影響研究甚少。常見的海上噪聲主要來自于船舶噪聲、聲吶、水下地震勘探和水下打樁聲。有研究表明海上人為噪聲可能會降低魚類的聽覺敏感度，威脅魚類重要的行為功能，并且在長期影響下具有累加效果，盡管魚類個體會通過自身補償機制進行調(diào)整，但對于魚類群體的洄游、索餌、求偶、產(chǎn)卵等行為都會因脅迫時間推移而發(fā)生影響。

海上風電場屬于一種大型海洋工程（圖4），其建設主要分成四個時期：施工前期、施工期、運營期、停運期。在此過程中，施工期和運營期是產(chǎn)生噪聲和電磁污染的主要階段。施工期的打樁噪聲是海上風電噪聲強度最大的階段之一，主要能量分布在50 Hz-1 kHz之間，聲壓級約200 dB左右。可分為沖擊式和振動式兩種類型。因為二者產(chǎn)生的噪音會形成強聲場，聲壓級過大對魚類行為及生理會造成影響，國外一些研究表明魚類聽見打樁聲會加快游泳速度及深度，并游離聲源，魚群聚集率、捕食與被捕食率降低，運動協(xié)調(diào)能力下降等。生理方面如引起多器官血腫、魚鰾破裂、內(nèi)耳毛細胞損傷以及因急性應激反應而導致的適應性下降等。

圖4 我國山東半島海上風電場照（王羿寧 拍攝）

a: 海上風機，b: 單樁基礎，c: 水冷散熱風扇，d: 升壓站

海上風電場運營期噪聲主要分為氣動噪聲和機械噪聲兩類。大小僅限于低頻（低于500 Hz）和低強度（80~140 dB）。噪聲傳入水中的途徑主要通過空氣傳播、樁體振動引起的水下傳播、樁基底部振動引起的底質(zhì)傳播。相比于打樁噪聲，運營期噪聲對魚類影響的相關(guān)研究更少。由風機運營期噪聲所造成的聽力損傷，一些研究者表示其對于海洋哺乳動物的影響較大，而對于魚類沒有較大影響或者處在可恢復的范圍之內(nèi)。僅有研究表示魚類的捕食獵物能力下降，原因在于這種水下噪聲掩蔽了被捕食物種的生物噪聲。從而導致魚群豐度降低，而研究表示這兩種不同時期的水下噪聲不會給魚類帶來直接死亡和病死的風險，一些損傷也是因魚種不同而異。

海上風電場電磁場主要由3部分組成：風機磁場、升壓站磁場、海底電纜磁場。有些魚（例如鰻鱺）利用磁場進行定位，如果魚群所在的磁場發(fā)生變化也將會導致它們的空間分布形成變化，從而改變了該地區(qū)的群落結(jié)構(gòu)組成。對此國外學者研究表示海上風電場電磁場會導致其經(jīng)過時游泳速率的降低，但并不會對整個遷移行為帶來較大影響。

不可否認的是，海上風機基礎對魚類具有類似人工魚礁的聚集效應，因此會增加魚類的棲息地，從而對物種多樣性具有積極作用。然而海上風電對魚類的正面和負面影響，究竟是需要博弈，還是可以達成雙贏？需要研究者們的進一步探索。因此，未來的研究應關(guān)注長期低頻低強度海上風電場噪音對魚類的生理及行為可能帶來的影響進行深入研究和評估，以此為今后開展“風漁結(jié)合”的新型養(yǎng)殖模式提供理論數(shù)據(jù)基礎（圖5）。筆者認為，在以往研究工作的基礎上還需要針對風機的實際噪音對不同魚種、不同生活史階段、魚體對聲音不同感知結(jié)構(gòu)以及魚類生理、遺傳等的影響，通過室內(nèi)試驗和野外試驗相結(jié)合，開展系統(tǒng)性研究，探明其對魚類影響的機理，并制定相關(guān)的研究標準和預防措施。

圖5 未來“海上風電場與海水養(yǎng)殖一體化”展望圖（上），海上風電場附近的魚群影像（下）（賈晉峰 拍攝）

該論文工作得到國家重點研發(fā)項目（2019YFD0901003）；中國長江三峽集團公司科研項目（CTGFB/0004-2020）等項目的資助。

作者簡介：黃六一，博士，教授，博士生導師，中國海洋大學海洋漁業(yè)技術(shù)實驗室教師，主要從事漁具漁法、海上增養(yǎng)殖工程及魚類行為學方向研究。

(來源：智漁知水)

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