综述：被误置的担忧？潮汐能发电生态影响的证据揭示

本综述系统评估潮汐能（潮汐范围TPP与潮流TST技术）的生态影响证据，指出多数担忧缺乏实证支持。研究表明潮汐范围项目可提升流域内生产力与物种多样性（如La Rance），潮流涡轮对海洋动物碰撞风险极低且形成觅食热点。关键发现：维持近自然潮汐 regime 是 Minimize 负面生态效应的核心，该技术生态风险被高估而潜力被低估。

　　

1 INTRODUCTION

随着全球能源需求激增，开发可持续能源解决方案愈发关键。国际可再生能源机构指出，到2050年全球90%电力需来自可再生能源。海洋能源（潮汐范围和潮流）因其水密度高、潮汐周期可预测等优势，成为可靠的清洁能源。然而，潮汐能项目面临实施障碍，反对意见常源于对负面生态影响的认知，而该领域缺乏全面的证据综合。

1.1 Tidal energy systems—Overview

潮汐能发电分为潮汐范围技术和潮汐流涡轮技术。潮汐范围通过围堰蓄水利用潮差势能发电，运行模式包括退潮发电、涨潮发电和双向发电。全球现有五个主要潮汐拦河坝：法国La Rance（240 MW）、韩国Sihwa Lake（254 MW）、加拿大Annapolis Royal（20 MW）、俄罗斯Kislaya Guba（1.7 MW）和中国江夏（4.1 MW）。近年来发展重点转向潮汐流技术，该技术利用海底锚定或漂浮涡轮捕获潮流动能，适合部署在狭窄海峡等强潮流区域。

2 METHODOLOGICAL APPROACH

采用系统文献检索策略，覆盖多语言出版物，仅纳入实证研究以确保结论基于数据。检索词包括潮汐能相关术语及生态风险关键词，最终54篇出版物纳入本综述。

3 RESULTS: EVIDENCED ECOLOGICAL EFFECTS

3.1 Emergent literature

54篇文献中，24篇关注潮汐流，30篇关注潮汐范围。La Rance的研究占主导（17篇），其次是Sihwa Lake（5篇）。研究主题分布显示：潮汐范围关注更广泛的生态效应，而潮汐流文献80%聚焦动物-涡轮相互作用。

3.2 Evidenced effects

3.2.1 Turbine/animal interaction (collision)

潮汐范围：影响因项目而异。Annapolis Royal显示鱼类通过涡轮死亡率高（近50%），而Kislaya Guba99%小于25cm鱼类安全通过。La Rance近期研究显示对银鳗迁移有阻碍，但早期研究表明正常迁移行为。涡轮模型、直径和转速影响生态效应。

潮汐流：一致表明海洋哺乳动物（港湾鼠海豚和海豹）表现出局部回避行为，但不改变整体种群分布。鱼类相互作用表明碰撞风险低，无受伤报告。涡轮不阻止动物通过通道，无“屏障”效应。鸟类相互作用主要关注潜水鸟类觅食活动，但许多海鸟栖息地偏好可能最小化碰撞风险。

3.2.2 Noise

潮汐范围：未识别到运行拦河坝噪声影响的研究。

潮汐流：影响复杂。负面效应包括涡轮噪声和打桩减少海豹觅食成功率；运行设备限制海洋哺乳动物听觉空间。中性效应包括不可能对无脊椎动物、鱼类和海洋哺乳动物听力结构造成生理损伤；运行涡轮产生局部噪声，但对涡轮紧邻区域外的海洋动物无影响。涡轮设计对缓解潜在影响重要，在繁忙港口区域，潮汐涡轮的声发射低于环境噪声水平。

3.2.3 Hydrodynamics

潮汐范围：所有拦河坝都发现对河口水力动力学有影响。La Rance和Kislaya Guba海水交换率降低；Sihwa Lake因TPP基础设施引入，海水交换率增加。观察到潮差减少和相位偏移；人工潮汐制度、延长的平潮期和淡水排放区向上游移动。运行模式影响这些影响的程度和规模，双向发电比仅退潮模式影响小。

潮汐流：未识别到水力动力学效应的研究。

3.2.4 Sediment changes/erosion

潮汐范围：潮汐拦河坝通过影响水力动力学驱动沉积变化。La Rance由剧烈排水和涡轮电流以及延长的平潮期引起的沉积物重新分布证明了这一点。所有站点都观察到沉积物分布变化，无论运行模式如何。有时观察到的特征是侵蚀。沉积速率和位置的变化也很常见。Sihwa Lake的沉积环境经历了有机质改善，从缺氧变为更富氧条件。

潮汐流：研究有限，但一项研究表明涡轮尾流可通过去除更细颗粒来筛选海底沉积物。这 destabilizes 沉积物并可能导致侵蚀。

3.2.5 Water quality

潮汐范围：潮汐拦河坝对流域水质有累积的正面或中性影响。Annapolis Royal和Sihwa Lake的TPP运行增加了水循环，导致流域脱层，改善水质。La Rance建设期间使用围堰完全隔离河口3年，对水质有几个关键影响；隔离去除混合使流域淡化并允许有机物积累。自从1983年恢复双向流动以来，La Rance的水质已恢复并保持稳定。

潮汐流：未识别到水质影响的研究。

3.2.6 Habitat alteration

潮汐范围：La Rance拦河坝导致的低水位升高导致部分潮间带永久淹没，鸟类湿地栖息地丧失。但长期监测显示流域生物生产力提高，鸟类丰富度增加，表明栖息地改变的净效应最小。

潮汐流：涡轮运行影响行为模式，动物倾向于避开它们，表明尽管海豹可能不会被永久 displacement，但它们与涡轮的相互作用导致局部栖息地丧失。

3.2.7 Species changes

潮汐范围：仅在La Rance和Kislaya Guba TPPs报告了物种存在和丰度以及群落组成的变化。底栖生物特征最常见于群落变化报告。La Rance底栖生物量、多样性和密度迅速增加。其他变化包括初级生产提高，流域内现在拥有复杂多产的群落，明显比原地之前的群落更丰富。Rance河口现被指定为国际重要湿地。

潮汐流：由于潮汐流涡轮的新颖性，没有种群动态影响的证据。推测担忧已提出关于当地鸟类种群的长期变化。涡轮周围鱼类的增加可能增强海鸟的觅食活动，这些结构可以创建局部热点，相对于相邻自然特征吸引更多海鸟。

4 DISCUSSION

4.1 Evaluating ecological effects

潮汐能有可能对全球可再生能源生产做出稳定 substantial 贡献。尽管潮汐范围发展停滞，主要是由于对拦河坝或泻湖系统潜在负面生态影响的担忧。与“围堰”建设方法相关的具体问题长期以来影响着对潮汐范围的更广泛看法，但也一直是该技术学习曲线的一部分。我们的证据检查呈现了一个与普遍负面认知不同的细微图景。虽然有生态影响，但这些是正面、负面和中性改变的混合。文献提供宝贵见解，但是一个小的证据库，主要来自几十年前开发的三个项目。随着潮汐范围项目发展停滞，注意力已转向更快速发展的潮汐流能源领域。虽然潮汐流目前仅占全球能源生产的一小部分，但更大的阵列将提高功率输出。这种扩大可能会对当地生态系统产生更大影响。建议将长期生态监测作为其运行许可的一部分。

4.2 Balancing concerns with the potential of tidal energy

在评估潮汐能技术的生态影响时，必须考虑更广泛的背景。海洋生态系统面临主要威胁， largely 由于不可持续的捕捞 practices、水产养殖和人为气候变化的影响。虽然潮汐能确实给当地生态系统带来风险，但这些可能与海洋环境面临的更广泛、更紧迫的挑战相比是次要的。识别和解释这些其他影响对于准确确定海洋健康的局部改变是否可归因于潮汐能基础设施或是影响我们海洋的更广泛人为压力的一部分至关重要。

5 CONCLUSION

尽管围绕潮汐能基础设施的生态影响存在广泛担忧，但我们发现其中 few 被证据或现有潮汐能项目的长期监测所证实。虽然潮汐范围发电厂的水力动力学和沉积物通量有变化，以及潮汐流涡轮周围的一些动物行为变化，但许多担忧要么仍然未经证实，要么对海洋生态系统产生中性影响。文献确定了几个积极的生态影响，例如潮汐范围流域内许多分类学水平的生产力和物种多样性更高，以及潮汐流涡轮周围增强的海鸟觅食热点。潮汐范围基础设施的生态影响证据库仍然有些有限，并且比通常认为的更加细微。对于最近部署的潮汐流试点项目，风险 scope 已经进行，全阵列试验系统将迅速出现。既然合理风险已 outlined，重点必须转向如何有效平衡这些风险与潮汐能对可持续能源生产从而缓解气候变化的巨大潜力。