《Journal of Environmental Management》:Assessment of seabird vulnerability to offshore wind farms in China
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中国近海风电快速发展,但海鸟生态影响评估体系尚未完善。本研究构建包含碰撞风险、位移脆弱性和种群敏感性三维评估框架,首次在长江口外湾应用该模型,通过75种海鸟物种评估实现高风险区识别,为生态优先的风电开发提供决策支持。
程楚宇|姚伟民|何彦龙|史俊|宋绵豪|王跃瑞|蒋灿|刘冰清|赵丽霞|任俊林
中国海洋科学院海洋生态监测与修复技术重点实验室,上海,201206
引言
为应对全球气候变化和能源转型的紧迫需求,低碳和可再生能源的快速发展对于实现可持续发展目标(SDGs)至关重要(Fuso Nerini等人,2018年;Jaiswal等人,2022年)。作为关键的低碳技术,海上风电由于其高效的风能利用效率、稳定的能源输出和最小的土地需求而变得越来越重要(Díaz和Guedes Soares,2020年)。尽管具有这些优势,海上风电场的建设和运营仍可能通过改变栖息地、产生水下噪音和造成碰撞风险对沿海和海洋生态系统产生负面影响(Fox等人,2006年;Watson等人,2024年)。这些影响波及多种海洋物种,包括海鸟、海洋哺乳动物和鱼类种群(Bailey等人,2014年;Bergstr?m等人,2014年)。
海鸟是海洋生态系统中的顶级捕食者和关键指示物种,它们在繁殖、觅食和迁徙过程中严重依赖动态的沿海和海洋环境(Croxall等人,2012年)。研究表明,海上风电场可能通过直接碰撞导致海鸟死亡(Everaert和Stienen,2006年;Rothery等人,2009年),并通过干扰觅食行为和创建迁徙障碍间接影响海鸟,从而降低觅食效率和繁殖成功率(Fox等人,2006年;Masden等人,2009年;Peschko等人,2020年)。鉴于这些潜在影响,人们在北海建立了长期监测网络,采用“前后对照影响”(BACI)设计来追踪风电场建设前后特定海鸟群体的行为和种群动态变化(Larsen和Guillemette,2007年;Furness等人,2013年;Mendel等人,2019年;Peschko等人,2021年)。通过结合多物种生态参数,研究人员开发了系统的风险评估框架,整合了避免风险和保护重要性等多维指标(Furness等人,2013年;Kelsey等人,2018年;Fauchald等人,2024年)。这些框架为海上风电场的选址决策提供了重要支持,并指导了缓解策略的制定(Garthe和Hüppop,2004年;Lamb等人,2024年)。
中国的海上风电产业在全球范围内经历了最快的装机容量增长,到2021年已超过26吉瓦,占全球总量的约50%(Zhang和Wang,2022年;GWEC,2025年)。大规模项目仍在继续规划和建设,尤其是在深海区域(Hughes等人,2024年)。然而,由于生态数据有限以及海上调查的挑战,针对海鸟影响的系统性和定量风险评估仍不完善(Chen等人,2018年;Su等人,2020年)。虽然有一些研究考察了陆上风电场对水鸟的影响(Zhao等人,2020年;Cheng等人,2021年;Lai等人,2024年),但针对海上海鸟群落的类似评估仍较为缺乏。此外,中国海域海鸟的独特物种组成、生态行为和保护优先级限制了为欧洲海洋环境开发的评估框架的直接适用性。
为填补这一空白,我们开发了一个基于成熟国际方法的区域海鸟脆弱性评估框架(Garthe和Hüppop,2004年;Furness等人,2013年;Reid等人,2023年)。我们从三个维度评估了中国沿海水域75种海鸟对海上风电场的脆弱性:碰撞风险、迁移脆弱性和种群敏感性。此外,我们首次将该框架应用于中国东部的主要海上风电开发区域——长江口,利用实地调查数据初步识别出海鸟的高风险区域。
部分内容摘录
物种选择
我们纳入了根据Zheng(2023年)和(Ma和Chen,2018年)的研究结果,在中国沿海水域定期出现的所有海鸟物种。这包括鹱形目(Procellariiformes)和鹭形目(Suliformes)的物种、鹭形目中的鹈鹕科(Pelecanidae)以及鸻形目(Charadriiformes)中的鸻科(Laridae)物种。此外,还纳入了经常利用海洋栖息地的海鸭和??。以下物种被排除在外:(1)仅在中国淡水栖息地生活的物种,例如黑腹燕鸥(Sterna acuticauda)和白鹈鹕
物种脆弱性评估
共有75种中国海鸟被纳入评估范围(图1)。物种脆弱性指数(SVI)介于6到63之间,平均值为21.05。总体SVI排名较高的物种并不一定在所有单项指标上都得分很高(图2)。被认定为高风险的物种(n = 19)包括所有军舰鸟(3种)、鲣鸟(3种)和鹈鹕(2种),以及三分之二的信天翁(3种)和四分之三的??(4种)
讨论
随着中国海上风电产业的迅速发展,了解特定物种的脆弱性变得越来越重要。我们的研究为中国海鸟提供了首个区域性的多维度风险评估。该框架旨在作为海上风电规划的决策支持工具。我们通过长江口外部的案例研究来说明其应用方法,利用现有的实地数据展示了如何填充和使用该框架
CRediT作者贡献声明
程楚宇:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿,正式分析,概念化。姚伟民:撰写 – 审稿与编辑,资金获取。何彦龙:撰写 – 审稿与编辑,概念化。史俊:撰写 – 审稿与编辑,调查。宋绵豪:撰写 – 审稿与编辑,调查。王跃瑞:撰写 – 审稿与编辑,调查。蒋灿:撰写 – 审稿与编辑。刘冰清:撰写 – 审稿与编辑。赵丽霞:撰写 – 审稿与
资金来源
本研究得到了“中国海洋科学院海洋生态监测与修复技术重点实验室启动 ceremony 以选拔最佳候选人的项目(MEMRT2024JBGS01)”、中国三峡集团、华能(上海)清洁能源发展有限公司、上海电力股份有限公司、上海电力风电集团有限公司和中国铁路建设集团有限公司港湾与航道工程局集团有限公司的支持(合同