地中海海域多用途开发潜力评估:可持续能源与水产养殖协同发展的生态承载力研究

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Journal of Environmental Management 8.0

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  本研究针对地中海海域开展创新性多用途空间规划,通过构建Suitability Index(SI)模型评估3632个网格单元(0.2°)的风能/波浪能开发与22种经济水产品种的养殖适宜性。研究人员整合人类活动累积影响与MPAs保护现状,首次提出"生态耐受系数"量化17个沿岸国家开发潜力,发现南欧国家在风光渔多用途组合方面具独特优势,但生态承载力已近阈值。成果为欧盟"自然恢复条例"(2024/1991)实施提供关键决策工具。

  

在全球气候危机与粮食安全双重挑战下,海洋正成为解决能源转型与蛋白质供给的关键战场。地中海作为全球生物多样性热点区域,承载着4%-18%的海洋物种,却面临150万常住人口与翻倍旅游季人口的压力。这片仅占地球表面积0.7%的半封闭海域,密集分布着450个港口和30%全球海运量,现有开发已使生态承载力亮起红灯。欧盟《自然恢复条例》(2024/1991)的颁布,将海洋多用途开发推向了经济发展与生态保护的矛盾焦点。

西班牙坎塔布里亚海洋环境研究所(IH Cantabria)的Bárbara Ondiviela团队在《Journal of Environmental Management》发表突破性研究,首次构建地中海全域多用途开发评估体系。研究采用0.2°网格(约3632个单元)的空间分析方法,整合21项技术-生态指标建立Suitability Index(SI)模型。通过分析22种经济水产品种(涵盖鱼类、贝类和藻类)的养殖参数,结合风能/波浪能设备运行阈值,开发出多用途兼容性评估矩阵。特别引入"人类活动累积影响指数"对比MPAs保护成效,最终形成可视化决策平台(https://msp.ihcantabria.com)。

关键技术包括:1) 基于GIS的空间多准则分析,整合海洋物理参数与基础设施数据;2) 水产养殖潜力评估模型,覆盖从鲈鱼(Dicentrarchus labrax)到地中海贻贝(Mytilus galloprovincialis)等22物种;3) 波浪能转换装置(WEC)与浮式风机兼容性模拟;4) 欧盟海洋空间规划指令(2014/89/EU)框架下的冲突分析。

【研究结果】
◆ 风能开发潜力:爱琴海Cycladic群岛SI值突破0.75,突尼斯(0.67)、法国(0.67)等国具备商业开发条件,但输电距离成主要限制因子。
◆ 波浪能热点:撒丁岛与西西里海峡SI达0.65,但设备存活率受极端波浪事件(Hs>6m)影响显著。
◆ 水产养殖适宜性:22个物种中,金头鲷(Sparus aurata)与欧洲海鲈(Dicentrarchus labrax)在突尼斯沿岸SI>0.8,而藻类养殖在亚得里亚海北部表现突出。
◆ 多用途协同效应:西班牙南部海域可实现"风电+波浪能+鱼类养殖"三重组合,设备锚点共享使空间效率提升40%。

【结论与意义】
研究揭示地中海存在明显的南北差异:南欧国家因较高的风能稳定性和较长的养殖季节,在风光渔多用途组合中更具优势,但17%的评估区域已触及生态承载红线。通过"预防性原则"构建的决策框架显示,现有MPAs网络仅能缓冲15%的新开发压力,突显加强跨国界生态补偿机制的必要性。

这项研究为欧盟蓝色增长战略提供了科学标尺,其创新性体现在:1) 首次将水产养殖物种选择与能源基础设施进行耦合优化;2) 开发的可视化工具直接支持《海洋空间规划指令》实施;3) 提出的"生态耐受系数"被后续FLOCOP项目采纳为跨国界评估标准。正如作者强调,在旅游旺季人口暴增的脆弱海域,多用途开发必须遵循"社会-生态"系统思维,这项研究为平衡地中海2030可持续发展目标与生态保护提供了关键技术路径。

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