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【海潮天下·导读】
2026年3月19日，英国埃克塞特大学（University of Exeter）研究团队在《海洋科学前沿》期刊上发表了一项研究，深入探讨了海上风电基础对底栖鱼类生物量的影响，特别关注了风电基础附近的鱼类聚集现象。该研究发现，风电塔基在一定范围内通过提供硬质栖息环境，显著增加了鱼类的数量和生物量，尤其是在30米以内的区域。研究表明，风电基础对底栖鱼类的影响呈现局部性特征，并为今后优化风电项目设计，尤其是“人工礁效应”的应用提供了科学依据。
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出品 | 海潮天下
在苏格兰东北部的默里湾，波涛之下矗立着数十座钢铁构筑的海上风电基座。这些巨大的“夹克式”结构支撑着海面上的风力发电机，其实也在悄然重塑着海底的生态格局。
长期以来，科学界已知人工设施会产生“人工鱼礁效应”，吸引海洋生物集聚，但这种影响在空间尺度上究竟如何展开？它能辐射多远，又对不同鱼种有着怎样的“魔力”？
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▲上图：坐落于苏格兰东北部莫里湾（Moray Firth）海域的翠丝（Beatrice）海上风电场。图源：Beatrice
2026年3月19日，由埃克塞特大学安东尼·J·比克内尔（Anthony W. J. Bicknell）博士领衔的研究团队在《海洋科学前沿》（Frontiers in Marine Science）发表了最新成果。这项研究对翠丝（Beatrice）海上风电场的实地观测，精准量化了底层鱼类对风电基座的“依恋距离”，揭示了在微观尺度（小于250米）下，鱼类分布随距离变化的严谨规律。
▲从地图上感觉一下！在苏格兰东北部的默里湾距离海岸线约13公里处，海浪之下矗立着数十座巨大的海上风电基座。图源：: Eric Gaba, NordNordWest, Uwe Dedering
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谁在基座旁安了家？水下相机的“点名册”
为了深入探究鱼儿们的分布逻辑，该研究团队采用了立体诱饵式远程水下视频系统（Stereo BRUV）。
这是一种非破坏性的观测手段，通过在海底放置带有诱饵的相机，利用双目摄像头捕捉鱼类的种类、数量和体型数据。相较于传统的拖网调查，这种方式不会伤害生物，且能记录下鱼类在人工结构附近的自然分布状态。
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▲上图：这项研究的立体诱饵式远程水下视频系统（Stereo-BRUV）调查布设示意图。图中展示了三个维度的关键信息：（A）详细标注了默里湾内翠丝（Beatrice）海上风电场的风机点位分布，以及具体的BRUV投放位置；（B）将研究区域置于宏观背景下，红色方框标示出翠丝风电场在不列颠群岛及北海现有或规划风电群中的地理位置；（C）实验的精细化设计，BRUV设备被布设在距风机基座不同距离（30米、60米、120米和240米）的四个点位上，布设方向特意选择与当地盛行底层海流及平均深度海流方向垂直，以确保观测数据的科学性和代表性。论文出处：Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026)
2024年夏季，研究人员在24座风电基座周围进行了精密布局。他们在距离基座30米、60米、120米和240米的不同点位放置了共计96个观测设备。拍摄了长达72小时的视频素材，并配合先进的YOLO深度学习模型进行自动识别与计数之后，科学家们最终记录到了2626条鱼，涉及9种硬骨鱼和3种软骨鱼。
数据分析显示，该海域的“原住民”主要由黑线鳕（Haddock）和各种鲽形目平鱼（如大斑鲽、欧洲鲽等）组成。这两类鱼占据了观测总数的94%以上，反映了北海该区域鱼类社区的典型结构。
▲上图：底层鱼类分布随空间距离变化的定量规律。该图表反映了鱼类丰度（A）与生物量（B）相对于风机基座距离的分布数据及广义线性混合模型（GLMM）的预测估算。图中灰色圆点代表实测的原始数据点，蓝色实线表示模型的预测趋势，蓝色阴影区域则代表预测的标准误差范围。论文出处：Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026)
▲上图：鲽形目鱼类在不同风机基座距离下的丰度（图A）与生物量（图B）分布数据。图中灰色圆点代表原始数据点，蓝线表示模型预测趋势，蓝色阴影区域则代表标准误差范围。论文出处：Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026)
▲上图：黑线鳕（Haddock，学名：Melanogrammus aeglefinus）在不同风机基座距离下的丰度（图A）与生物量（图B）分布数据。论文出处：Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026)
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1.5倍的吸引力
这个研究一个最核心的发现是：距离风电基座越近，底层鱼类的生物量（总重量）和丰度（个体数量）就越高。这一结论借助构建广义线性混合模型（GLMM）得到了稳健的支持。
统计模型揭示了一个清晰的趋势——在距离基座仅30米处，鱼类的数量和生物量大约是240米处的1.5~1.6倍。这意味着风电基座就像一块巨大的“磁铁”，显著改变了周边250米范围内的鱼类密度。
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▲上图：翠丝（Beatrice）海上风电场。图源：Beatrice
有趣的是，不同鱼种的表现略有差异。平鱼的分布呈现出随距离增加而稳步下降的线性趋势，而黑线鳕则表现得更为“急迫”——它们在靠近基座的极近距离（小于60米）内聚集得最为密集，随着距离稍稍拉远，数量便迅速回落。这种细微的差别暗示了不同鱼类利用人工结构的动机可能各不相同，为未来精细化管理提供了依据。
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是避风港？还是快餐店？
为什么这些鱼类会聚拢在冷冰冰的钢铁支架周围？研究人员提出了一系列科学假设。
首先是“遮蔽效应”，复杂的夹克式结构为底层鱼类提供了躲避强海流的避风港，有助于其降低能量消耗。其次是“食物效应”，风电基座表面长满了贻贝、藤壶等附着生物，形成了一个繁荣的微型生态系统，为黑线鳕等掠食性鱼类提供了丰富的补给。
不过，研究也发现了一个值得注意的现象：尽管近距离处的鱼变多了，但它们的平均体型并没有显著变化。无论是在30米处、还是240米处，黑线鳕和平鱼的大小基本一致。这说明，风电场吸引的是整个群体、而非特定发育阶段的鱼类。
此外，该研究还观察到，在高密度风机区域，黑线鳕的生物量比低密度区域高出约1.2倍，这可能意味着更大规模的人工结构网络产生了协同效应。
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▲上图：翠丝（Beatrice）海上风电场。图源：Beatrice
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生态效应的“涟漪”
风电基座对底层鱼类的这种微观聚拢效应，其影响远不止于鱼群本身。
底层鱼类是许多大型海洋哺乳动物（如港湾鼠豚）的主要猎物。当鱼类在风电基座周围高度集中时，实际上改变了海床上的“能量版图”。
这种浓缩的“食物包裹”，可能会改变海洋哺乳动物的捕食策略、行为路径。对于能量需求极高的鼠海豚来说，如果能精准预测并在风电基座附近找到高密度鱼群，将极大地提高其捕食效率，进而影响其生存和繁殖的成功率。因此，了解这种微细尺度的分布变化，对于评估海上风电大规模扩张对整个海洋生态系统的长远影响至关重要。
随着全球海上风电装机容量的激增，数以千计的新基座将被打入海底。比克内尔博士的研究验证了海上风电作为“人工鱼礁”的积极作用，还量化了空间足迹，为未来的风电场设计提供了科学依据。
研究团队建议，在未来的风电项目规划中，可以考虑采取“自然包容性”措施。例如，通过优化基座结构的设计，进一步增强其对特定鱼类的吸引力，从而帮助实现“海洋净收益”（Marine Net Gain）的目标。在追求绿色能源的道路上，这些深藏海底的“钢铁巨人”或许正在以一种意想不到的方式，为海洋生物构建出一片片充满生机的新家园。
感兴趣的海潮天下（Marine Biodiversity）读者可以参看该研究的全文：
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
人工鱼礁效应
人工鱼礁效应 (Artificial Reef Effect) 指在海床中放置人工结构（如风机基座、沉船、防波堤等）后，这些结构为海洋生物提供了附着基质、避风港和摄食场，从而导致生物多样性、丰度和生物量在结构周围显著增加的现象。在本研究中，夹克式风机基座充当了高性能的人工鱼礁。
02
空间衰减规律
在生态学、地理学以及环境科学中，空间衰减规律（ (Spatial Decay / Distance-Dependent Pattern，常被称为“距离递减效应”或“距离相关模式”）是一个核心概念。它描述的是某种现象、相互作用或生物指标（如密度、多样性、生物量等）随空间距离的增加而逐渐减弱或降低的定量关系。简单来说，空间衰减遵循“近大远小、近强远弱”的原则。在空间上，两个物体或位置离得越近，它们之间的联系就越紧密，或者一个中心源对周边的影响就越显著；随着距离拉开，这种影响会迅速或缓慢地消失。空间衰减通常不是简单的线性下降（即不是像滑梯一样匀速下滑），而往往呈现出指数衰减或幂律衰减的数学特征。
在本文介绍的这项海上风电场的研究中，空间衰减表现为：底层鱼类的丰度在紧贴风机基座（如30米处）时达到峰值，而当距离增加到240米或更远时，这种聚集效应显著下降。
03
海洋净增益
海洋净增益（Marine Net Gain）是英国主推的一种海洋管理和开发原则，要求基础设施建设（如海上风电、油气平台拆除等）在补偿其对环境造成的负面影响之外，必须通过主动的生态修复、栖息地增强或物种保护措施，使海洋生态系统的整体质量、生物多样性或生态功能在项目实施后比开发前有显著的、可衡量的提升，从而实现从“减少损失”到“创造自然资产”的转变。
详情可以参见海潮天下（Marine Biodiversity）曾经发布的另外一篇文章：《英国力推“海洋净增益”，离岸风电将面临补偿海洋保护区新要求》
思考题·举一而反三
【思考】这个英国研究，用高精度的定量分析，首次在微观空间尺度上（小于250米）证实并划定了海上风电基座对底层鱼类的“生物量增益足迹”，科学地回应了人工结构如何改变物种空间分布规律的底层逻辑。读过海潮天下此前那篇“海洋净增益”文章的朋友们可能注意到，2026年5月是英国“净增益”政策体系从陆地向海洋延伸、从一般开发向大型工程覆盖的关键转折点——根据《2021年环境法》的授权，英国政府正式将“强制性生物多样性净增益”（BNG）的要求扩大到所有国家重大基础设施项目。到时候，从2026年5月起提交的所有大型能源（如海上风电）、交通和水利工程申请，必须证明其能实现至少10%的生物多样性净增益。这一要求覆盖了英格兰海岸线至低潮位线（Mean Low Water Mark）的所有陆上及近岸关联设施。照例，举一而反三，我们来思考几个小问题（没标准答案，仅供激发好奇、启发思考）。
Q1: 如果鱼群真的因为风电基座而聚集，这到底是件好事还是坏事？从表面上看，基座像人工鱼礁一样增加了鱼类的局部密度。这究竟是让海里的鱼变多了（生产效应），还是仅仅把原本分散在各处的鱼“吸引”到了这几个点上（聚集效应）？如果只是简单的聚集，那么你觉得，这种微观尺度的聚拢是否诱发了“生态陷阱”（Ecological Trap）？——会不会让这些鱼更容易被天敌“一锅端”、或者更容易被捕鱼船精准捕捉，反而不利于种群的长期恢复呢？
Q2：研究里面讲到，单座风机的影像范围约为250米，但从景观生态学的角度看，当成百上千座风机形成阵列时，它们实际上在原本同质化的沙质海床上创造了一系列高能量、高复杂性的“人工岛屿”。这些离散的微观聚拢点，是否在区域尺度上形成了一套新型的“步石”（Stepping stones）连通网络？对于高度流动的底层鱼类或具有迁徙习性的物种，风电场阵列是否改变了它们传统的迁徙路径？这种新型的连通性，到底是促进了基因流动呢、还是将物种引向了不适合其生存的区域？
说白了，这是一个斑块状生境的“功能性连通”问题。建议有兴趣的科学家，不妨试试超越单一风机的“点效应”（斑块），去模拟整个风电场集群如何作为一种“人工景观廊道”，重塑大尺度下的海洋功能连通性（Marine Functional Connectivity）。
▲上图：翠丝海上风电场风机群的位置，感觉一下。图源：: Eric Gaba, NordNordWest, Uwe Dedering
Q3：目前的“自然包容性设计”（Nature-Inclusive Design）多为经验主义尝试。这个研究指出夹克式基础（Jacket foundation）比单桩基础具有更强的聚拢效应，这归功于其复杂的空间桁架结构。但从工程仿生学和恢复生态学的角度看，复杂性并不是越高越好。是否存在一个“结构复杂性分形阈值”，能够精准匹配目标保护物种的生态位需求，同时避开入侵物种的定居偏好？换句话说，是否存在针对特定物种的自然包容性设计最优解？
Q4：越来越多研究证据表明，“人工鱼礁”的法律地位是值得重新审视的。下面这个问题是关于风电设备退役的一个思考，你觉得，“部分移除”是否比“完全拆除”更具生态正当性？
目前国际条约（如1998年生效的OSPAR公约，缔约方包括欧盟以及英国、法国、德国、挪威、荷兰等15个国家）通常要求在退役时完全移除水下结构，来恢复海床原貌。但这个研究证明，这些基座已在微观尺度上形成了高生物量的生态斑块。如果强制的去拆掉这些已经运行了25年的“准自然栖息地”，会引发局部生态系统的二次崩溃吗？该不该推动法律框架的修订，允许将具有高生态价值的基础结构“原位留存”，来保留这部分已经形成的生物量增量呢？
Q5、其实这个研究有个弱点（反正笔者是这么看的），它的研究的数据采集自处于运行旺盛期的风电场。那么，老龄化基座的吸引力阈值在哪里？你觉得，在风机停止转动、维护停止后的“幽灵期”，这种微观聚拢效应，是会随着结构复杂性的增加（如部分坍塌）而进一步增强呢，还是会因为化学物质渗漏、或物理稳定性下降而衰减？
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资讯源 | Bicknell AWJ, Gierhart S, Lambrette M and Witt MJ (2026)
文 | 王海诗
编辑 | 海潮君
排版 | 卢晓雨
时间 | 2026年3月
#海上风电 #漂浮式风电 #生物多样性评价
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