離近點，魚更多？研究證實海上風電基礎對底層魚類的微觀聚攏效應

本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）
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【海潮天下·導讀】

2026年3月19日，英國埃克塞特大學（University of Exeter）研究團隊在《海洋科學前沿》期刊上發表了一項研究，深入探討了海上風電基礎對底棲魚類生物量的影響，特別關注了風電基礎附近的魚類聚集現象。該研究發現，風電塔基在一定范圍內通過提供硬質棲息環境，顯著增加了魚類的數量和生物量，尤其是在30米以內的區域。研究表明，風電基礎對底棲魚類的影響呈現局部性特征，并為今后優化風電項目設計，尤其是“人工礁效應”的應用提供了科學依據。

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出品 | 海潮天下

在蘇格蘭東北部的默里灣，波濤之下矗立著數十座鋼鐵構筑的海上風電基座。這些巨大的“夾克式”結構支撐著海面上的風力發電機，其實也在悄然重塑著海底的生態格局。

長期以來，科學界已知人工設施會產生“人工魚礁效應”，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，由埃克塞特大學安東尼·J·比克內爾（Anthony W. J. Bicknell）博士領銜的研究團隊在《海洋科學前沿》（Frontiers in Marine Science）發表了最新成果。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（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、數量和體型數據。相較于傳統的拖網調查，這種方式不會傷害生物，且能記錄下魚類在人工結構附近的自然分布狀態。

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▲上圖：這項研究的立體誘餌式遠程水下視頻系統（Stereo-BRUV）調查布設示意圖。圖中展示了三個維度的關鍵信息：（A）詳細標注了默里灣內翠絲（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有或規劃風電群中的地理位置；（C）實驗的精細化設計，BRUV設備被布設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，布設方向特意選擇與當地盛行底層海流及平均深度海流方向垂直，以確保觀測數據的科學性和代表性。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個觀測設備。拍攝了長達72小時的視頻素材，并配合先進的YOLO深度學習模型進行自動識別與計數之后，科學家們最終記錄到了2626條魚，涉及9種硬骨魚和3種軟骨魚。

數據分析顯示，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。這兩類魚占據了觀測總數的94%以上，反映了北海該區域魚類社區的典型結構。

▲上圖：底層魚類分布隨空間距離變化的定量規律。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據及廣義線性混合模型（GLMM）的預測估算。圖中灰色圓點代表實測的原始數據點，藍色實線表示模型的預測趨勢，藍色陰影區域則代表預測的標準誤差范圍。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）分布數據。圖中灰色圓點代表原始數據點，藍線表示模型預測趨勢，藍色陰影區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）分布數據。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現是：距離風電基座越近，底層魚類的生物量（總重量）和豐度（個體數量）就越高。這一結論借助構建廣義線性混合模型（GLMM）得到了穩健的支持。

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

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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假設。

首先是“遮蔽效應”，復雜的夾克式結構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”，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系統，為黑線鱈等掠食性魚類提供了豐富的補給。

不過，研究也發現了一個值得注意的現象：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、而非特定發育階段的魚類。

此外，該研究還觀察到，在高密度風機區域，黑線鱈的生物量比低密度區域高出約1.2倍，這可能意味著更大規模的人工結構網絡產生了協同效應。

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▲上圖：翠絲（Beatrice）海上風電場。圖源：Beatrice

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生態效應的“漣漪”

風電基座對底層魚類的這種微觀聚攏效應，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模擴張對整個海洋生態系統的長遠影響至關重要。

隨著全球海上風電裝機容量的激增，數以千計的新基座將被打入海底。比克內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，為未來的風電場設計提供了科學依據。

研究團隊建議，在未來的風電項目規劃中，可以考慮采取“自然包容性”措施。例如，通過優化基座結構的設計，進一步增強其對特定魚類的吸引力，從而幫助實現“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

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

02

空間衰減規律

在生態學、地理學以及環境科學中，空間衰減規律（ (Spatial Decay / Distance-Dependent Pattern，常被稱為“距離遞減效應”或“距離相關模式”）是一個核心概念。它描述的是某種現象、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），而往往呈現出指數衰減或冪律衰減的數學特征。

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原則，要求基礎設施建設（如海上風電、油氣平臺拆除等）在補償其對環境造成的負面影響之外，必須通過主動的生態修復、棲息地增強或物種保護措施，使海洋生態系統的整體質量、生物多樣性或生態功能在項目實施后比開發前有顯著的、可衡量的提升，從而實現從“減少損失”到“創造自然資產”的轉變。

詳情可以參見海潮天下（Marine Biodiversity）曾經發布的另外一篇文章：《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”，科學地回應了人工結構如何改變物種空間分布規律的底層邏輯。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、從一般開發向大型工程覆蓋的關鍵轉折點——根據《2021年環境法》的授權，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設施項目。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聯設施。照例，舉一而反三，我們來思考幾個小問題（沒標準答案，僅供激發好奇、啟發思考）。

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（生產效應），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）？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了“生態陷阱”（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，但從景觀生態學的角度看，當成百上千座風機形成陣列時，它們實際上在原本同質化的沙質海床上創造了一系列高能量、高復雜性的“人工島嶼”。這些離散的微觀聚攏點，是否在區域尺度上形成了一套新型的“步石”（Stepping stones）連通網絡？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。建議有興趣的科學家，不妨試試超越單一風機的“點效應”（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“自然包容性設計”（Nature-Inclusive Design）多為經驗主義嘗試。這個研究指出夾克式基礎（Jacket foundation）比單樁基礎具有更強的聚攏效應，這歸功于其復雜的空間桁架結構。但從工程仿生學和恢復生態學的角度看，復雜性并不是越高越好。是否存在一個“結構復雜性分形閾值”，能夠精準匹配目標保護物種的生態位需求，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計最優解？

Q4：越來越多研究證據表明，“人工魚礁”的法律地位是值得重新審視的。下面這個問題是關于風電設備退役的一個思考，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構，來恢復海床原貌。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斑塊。如果強制的去拆掉這些已經運行了25年的“準自然棲息地”，會引發局部生態系統的二次崩潰嗎？該不該推動法律框架的修訂，允許將具有高生態價值的基礎結構“原位留存”，來保留這部分已經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），它的研究的數據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，在風機停止轉動、維護停止后的“幽靈期”，這種微觀聚攏效應，是會隨著結構復雜性的增加（如部分坍塌）而進一步增強呢，還是會因為化學物質滲漏、或物理穩定性下降而衰減？

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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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