探索地中海中部北爱奥尼亚海固定近岸风电场运行期对瓶鼻真海豚（Tursiops truncatus）与条纹原海豚（Stenella coeruleoalba）分布影响的初步发现

《Marine Environmental Research》：Exploring preliminary findings of a fixed nearshore wind farm, during operational phase, on the distribution of Tursiops truncatus and Stenella coeruleoalba in the Northern Ionian Sea (Central Mediterranean Sea)

　　

本研究探讨了地中海首座固定海岸风电场在其运行期对两种齿鲸类物种瓶鼻真海豚（Tursiops truncatus）与条纹原海豚（Stenella coeruleoalba）分布的潜在干扰。具体而言，研究人员通过对长期目视调查数据应用基于回归的建模方法，对条纹原海豚与瓶鼻真海豚在靠近海岸的风电场（北爱奥尼亚海，地中海中部）存在的响应进行了初步观察。研究人员应用广义线性模型（GLM）与广义加性模型（GAM）对长期目视调查数据进行分析，以探究两种物种遇见率（Encounter Rate, ER）相对于环境预测因子及风电场潜在声学干扰代理指标在安装前与安装后期间的可能变化。两种物种在期间均未检测到统计学上的显著差异，而空间梯度，特别是深度与纬度，显现为分布模式的主要驱动因子。这些初步结果提供了地中海背景下的早期实证证据，并表明建立物种特异性监测框架对于识别风电场对作为海洋生态系统关键物种的鲸类潜在正面与负面效应具有重要意义。

研究背景与问题提出

目前关于离岸风电场（Offshore Wind Farms, OWF）对鲸类这一主要潜在受影响类群的资讯呈现碎片化，且常按压力源类别或鲸类听觉组进行笼统概括，缺乏针对地中海盆地的实地调查研究。现有地中海相关证据多源于文献深度回顾及项目审批阶段的声传播模拟模型，旨在评估对物种出现的声学影响，而关于风电场在建设、运行及退役阶段对鲸类潜在影响的广泛科学产出多集中于北欧海域，且多涉及港湾鼠海豚等物种。在此背景下，该研究代表了首项涉及实地调查的研究，旨在提供地中海首座固定近岸风电场运行期对瓶鼻真海豚（Tursiops truncatus）与条纹原海豚（Stenella coeruleoalba）两种齿鲸类分布潜在干扰的初步结果。北爱奥尼亚海作为人类活动热点及具有极高保护价值的自然遗产区，拥有多种海洋哺乳动物，研究该区域风电场对优势物种分布的影响对于欧盟海洋战略框架指令下的良好环境状况评估具有重要科学意义。研究人员通过开展安装前后时期的时空分布对比调查，应用多元统计模型定量探索物种与栖息地关系，得出在运行期两种海豚的分布未因风电场出现显著变化，空间梯度为主要驱动因子，这为地中海语境下风电场生态影响评估提供了早期实证，强调了物种特异性监测的重要性。

主要关键技术方法

研究人员基于2009年至2024年间在北爱奥尼亚海标准化线形横断面调查的历史数据集，选取瓶鼻真海豚与条纹原海豚进行建模分析，定义安装前（2017至2021年）与安装后（2022至2024年）两个时期。研究将分析空间域划分为2×2 km的规则网格，以遇见率（ER，单位sightings·km^-1）作为响应变量，归一化观测努力量（effort_d）作为协变量，选取深度（depth）、网格质心纬度（lat_center）、距风电场缓冲区距离（dist_buffer_km）等作为解释变量，排除高多重共线性变量后，分别构建广义线性模型（GLM，假设Gamma误差分布与对数链接函数）与广义加性模型（GAM，采用薄板回归样条平滑项及因子交互平滑）进行反向逐步选择基于赤池信息量准则（AIC）优化模型，同时辅以2025年7月在水轮机附近及3 km控制点进行的24小时水下声学记录（RMS dB re 1 μPa）测量分析。

研究结果

3.1. Acoustic analysis results

研究人员在风电机组No.6（距源1 m）测得总RMS值为137.0 dB re 1 μPa，机组No.2（5 m）为132.4 dB re 1 μPa，3 km控制记录仪为112.6 dB re 1 μPa。测量值与基于柱面传播理论（距离每加倍损失3 dB）的预期值基本吻合，但控制点实测值高于理论预期。频谱分析显示机组No.6信号含间歇性额外噪声（疑似电气舱冷却系统），机组No.2受附近小型渔船影响，控制站环境相对安静且无100 Hz左右能量峰值，而机组测点在该频段显示相似能量峰，证实风电场运行产生特定低频声学特征，但此为初步测量尚非结论性影响评估。

3.2. Visual surveys and modelling framework results

在安装前（2017至2021年）记录到291次目击（条纹原海豚196次，瓶鼻真海豚95次），安装后（2022至2024年）记录到302次（条纹原海豚133次，瓶鼻真海豚169次）。Pearson相关分析显示深度与距海岸距离高度相关（|r|>0.5），据此排除经度与距海岸距离以缓解多重共线性，最终保留深度、纬度、距风电场缓冲区距离、努力量与时期变量。模型比较显示GAM较GLM具有更低AIC值，对两种物种拟合更优。

3.2.1. Common bottlenose dolphin

瓶鼻真海豚最优GAM解释率为79.5%偏差解释，调整R²为0.61。参数项显示观测努力量呈显著负关联，时期（Before/After）无统计显著差异（p=0.18）。平滑项显示安装前期深度无显著非线性效应，安装后期深度显著（p<0.05）且遇见率随深度增加总体递减；纬度在安装前期响应弱，安装后期呈显著非线性（p<0.001），低纬度区域遇见率低，向北增加。表明其分布未因风电场发生均值偏移，主要受后期空间梯度驱动。

3.2.2. Striped dolphin

条纹原海豚最优GAM偏差解释43.7%，调整R²为0.35。时期效应同样不显著（p=0.51）。所有预测因子在两个时期均呈显著平滑关系：距3 km风电场缓冲区距离呈单调负趋势，近场遇见率高远场递减；深度在安装前随深度增加遇见率显著上升，安装后关系变复杂；纬度在两期均呈显著负关联，低纬度遇见率高且形状稳定。表明其分布同样未显示安装前后的显著变化，距离与环境因素持续驱动分布但风电场代理指标未改变既有趋势。

讨论部分总结与研究结论翻译

研究人员指出风能虽是蓝经济与气候中和关键，但OWF对环境的潜在累积效应尚存知识缺口，尤其地中海实证证据极少且多依赖模拟而非直接观测。本研究发现运行期OWF未导致两种齿鲸类立即排斥或大尺度回避，与北欧研究一致即运行期响应弱于建设期高噪阶段。瓶鼻真海豚作为适应性强的沿岸物种对局部人为结构具较高耐受性，后期分布更关联浅水与高纬度可能受采样努力影响；条纹原海豚分布持续受距离、深度、纬度驱动但模型解释率较低需谨慎解读。研究局限包括目视数据非专为OWF设计、仅涵盖运行期缺建设期高影响评估、声学测量仅24小时非累积效应分析。结论指出时期效应不显著不代表无影响，仅是当前数据集未识别到即时可检测变异，不能排除细微、延迟或种群统计特异性效应，未来需结合水柱分层、流场与营养指标及BACI设计深化监测。

研究结论部分翻译如下：

总体而言，本研究结果必须在考虑其固有局限性的前提下进行解读，并置于更广泛的国际科学文献背景中。所应用建模框架中时期效应的不显著性不应被解读为确认不存在任何大尺度排斥或分布偏移。相反，它表明在可用数据集的约束内，未识别出分布模式的任何即时、可检测的变化。然而，目前的证据不能排除对目标齿鲸种群更细微、延迟或具有人口统计学特异性的影响。这种解释上的谨慎是必要的，因为固定底坐风电场对生态的影响远远超出直接的声学干扰，特别是在运行阶段。许多关于地中海及其他地区（如大西洋和北欧）OWF潜在环境影响的研究已识别出关切与正面效应，范围从生物多样性丧失、化学与噪声污染、海底退化、海洋水动力改变、对物种迁徙路线的潜在影响到初级生产力增加、通过人工鱼礁效应增加底栖-远洋生物的功能性栖息地等。在这些间接途径中，OWF结构改变局地与中尺度水动力的能力作为底向上营养级联潜在触及海洋哺乳动物分布的驱动因素日益受到关注。虽然这些范式植根于具有更强潮汐强迫、更深季节层化与显著更高初级生产力的开敞陆架系统，不同于本研究微潮、寡营养半封闭风电场环境，但不能排除OWF诱导的水动力改变甚至在此语境下影响生态系统过程的可能性。无论如何，依据Isaksson等人倡导的基于生态系统的管理（EBM）框架，未来监测应明确包含水柱层化、细尺度流场与局地营养指标评估及长期齿鲸出现数据，以实证检验这些间接效应是否在此地中海近岸语境产生可检测的生态效应。此外，依据Brill等人、Copping等人、Morant等人提出的风险基途径，迫切需要通过实证方法开展特异性研究，旨在时空上识别OWF对齿鲸及其他敏感类群（如海鸟、海龟）的潜在风险区，这些区域具有不同生态功能如摄食区与繁殖区、迁徙路线与生态廊道。