《Marine Pollution Bulletin》：Offshore wind farm disturbance alters ecological thresholds and reshapes niche distribution patterns of nekton communities: Insights from indicator species
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•物种周转主导了研究区域游泳动物的 beta 多样性。•指示物种在风电区的环境响应范围较窄。•主要指示物种在风电区的生态位宽度减小。•风电区主要指示物种间的生态位重叠增加。•综合分析将静态模式与动态生态响应联系起来。引言随着全球能源系统加速向低碳和可持续发展转型，风能已成为最
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物种周转主导了研究区域游泳动物的 beta 多样性。
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指示物种在风电区的环境响应范围较窄。
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主要指示物种在风电区的生态位宽度减小。
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风电区主要指示物种间的生态位重叠增加。
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综合分析将静态模式与动态生态响应联系起来。
引言
随着全球能源系统加速向低碳和可持续发展转型，风能已成为最具前景的大规模开发可再生能源之一，并越来越被视为化石燃料的关键替代品 (Li et al., 2020)。在可用的风能形式中，海上风电由于其更高的风能密度、更低的湍流强度以及更广阔的部署空间可用性，比其陆上 counterpart 具有更大的开发优势 (Bilgili et al., 2011; Tumse et al., 2024)。与陆地环境相比，海洋环境的特点是空间更开阔且地形阻力更低，这增强了风场的连续性和稳定性，从而提高了涡轮机的容量系数和整体发电效率。因此，海上风电正成为未来清洁能源系统中日益重要的组成部分 (Esteban et al., 2011; Rehman et al., 2023)。海上风电对海洋环境的影响可能因项目阶段不同而异。在施工阶段，基础打桩、海底扰动和施工船舶活动可能会增加悬浮沉积物浓度和水下噪声；在运营阶段，涡轮机基础、海底电缆和维护活动可能会持续改变局部水动力条件、水下声学环境和海底栖息地 (Farr et al., 2021)。随着装机容量和开发强度的不断增加，海上风电场与海洋环境之间的相互作用引起了越来越多的关注。因此，随着海上风电在更大规模上扩展，系统评估其环境影响及相关生态响应机制对于实现可再生能源开发与海洋生态保护之间的平衡至关重要。
游泳动物被定义为主动游泳的水生生物，主要包括鱼类、海洋哺乳动物以及头足类和甲壳类等无脊椎动物。作为海洋生态系统的关键组成部分 (Johnson et al., 2011)，游泳动物可能会受到海上风电场建设和运营过程中产生的多种胁迫因素的影响，包括水下噪声、电磁场和理化变化。由于其移动性，游泳动物可以通过回避、迁移或改变觅食策略来快速响应，使其成为脉冲扰动的敏感指标 (Blewett et al., 2022)。许多游泳动物物种也依赖于特定的洄游路线、产卵场和觅食场，因此对栖息地连通性和质量的变化高度敏感 (Wang et al., 2024a)。海上风电场的建设和运营可能会改变海洋区域的物理栖息地条件，从而改变游泳动物的栖息地并产生长期变化 (Galparsoro et al., 2022; Wang et al., 2024b)。作为海洋食物网的关键环节，游泳动物可能会经历群落变化，进而进一步触发对生态系统结构和功能的级联效应。因此，游泳动物可以作为生态阈值评估的重要指标组，并为海洋空间规划和管理提供科学依据。
沿中国东部海岸，特别是浙江和福建，许多近海和远海风电场已规划或建设，引发了关于其对海洋生物生态影响的区域担忧。该地区受沿岸流、台湾暖流、季风以及复杂岛屿地形的影响，风电场扰动可能与自然环境梯度相互作用。对浙江沿海水域的研究表明，渔业群落在营养结构和食物资源利用上表现出明显的季节变化 (Wei et al., 2024)。在福建平海湾，大型底栖群落特征随距离涡轮机基础的远近而变化，表明对底栖栖息地产生了局部影响 (Lu et al., 2019)。在浙江苍南，大型底栖生物多样性和指示分类群在海上风电场建设和运营下表现出生态响应，并确定了与叶绿素 a 和悬浮物相关的潜在生态阈值 (Han et al., 2025)。然而，关于游泳动物对海上风电场响应的系统研究仍然有限，特别是关于沿关键环境梯度的指示物种及其响应阈值。
生态阈值是指生态系统对外部胁迫做出显著且突变响应的临界点 (Groffman et al., 2006; Muradian, 2001; Sasaki et al., 2015)。它们是生态系统稳定性和生态系统抵抗及恢复外部干扰极限的关键指标，因此反映了生态系统对此类干扰响应的方向和幅度。识别生态阈值不仅有助于揭示胁迫因素与响应变量之间的定量关系，并加深我们对生态系统功能状态转变机制的理解 (Sasaki et al., 2015)，还为在生态管理中制定科学合理的环境质量标准和保护策略提供了关键依据 (Fu et al., 2025; Pimentel et al., 2022)。
本研究聚焦于中国苍南沿海水域，并提出了以下科学假设：(1) 从静态群落模式的角度来看，风电区和对照区之间的游泳动物物种多样性有何差异？在本研究以站点为基础采样的空间尺度上，栖息在涡轮机基础紧邻水域的物种未包含在调查中。考虑到风电场引起的人为扰动，我们预测风电区的游泳动物物种多样性将低于对照区。(2) 从动态环境响应过程的角度来看，沿相同环境梯度确定的指示物种及其响应阈值在风电区和对照区之间是否存在差异？考虑到与海上风电相关的扰动，我们预测两个区域的指示物种及其响应阈值将存在显著差异。(3) 从物种生态适应特征的角度来看，风电区和对照区之间的生态位宽度是否存在差异？考虑到人为扰动的潜在影响，我们预测风电区的物种生态位宽度将比对照区更窄。通过比较分析风电区和对照区在从建设到运营期间生物多样性特征和指示物种响应模式，本研究检验了这些假设并揭示了与海上风电相关的生态影响。该研究进一步确定了沿关键环境梯度的响应阈值范围，并识别了可能反映生态系统质量变化的指示物种响应变化点。研究结果可为区域海上风电项目的可持续发展生态风险管理和规划提供理论基础和决策支持。
章节片段
研究区域
研究区域位于中国浙江省东南沿海苍南沿海水域，毗邻东海。受台湾暖流和沿岸流的影响，这一亚热带海洋环境具有复杂的水动力和丰富的生物资源。该区域内分布着几个群岛，包括七星岛和以其独特的贝类和鱼类资源而闻名的南麂列岛国家级海洋自然保护区。
环境变量和游泳动物组成
研究区域测量的环境变量见表 1 和图 2。风电区的最大 SS 浓度达到 211 mg/L，明显高于对照区记录的 78 mg/L，而对照区的最大 COD 为 13.3 mg/L，超过了风电区观察到的 3.07 mg/L。两个区域的 DIP 和 Chl-a 范围相当。对照区的最大 COD 大大超过了第四类海水水质标准
苍南沿海水域游泳动物群落结构与多样性模式
基于重要性指数的分析显示，研究区域优势物种的组成和结构存在差异。一些物种在对照区和风电区之间表现出明显不同的优势地位，且仅出现在单一区域的物种也有所不同，反映了某些物种对栖息地条件的选择性响应。在优势物种结构方面，对照区某些物种的重要性
结论
在本研究中，评估了苍南沿海水域风电区和对照区的游泳动物群落多样性。基于α- 和 beta-多样性分析，研究区域游泳动物群落的 beta-多样性主要由物种周转主导，而不是由物种丧失引起的嵌套性，表明生态质量总体良好。物种丰富度、核心持久物种数量以及 Shannon-Wiener 多样性指数在对照区均较高
CRediT 作者贡献声明
Danyi Ke: 写作 – 初稿，可视化，验证，形式分析，数据整理，概念化。Wanhong Han: 写作 – 审核与编辑，验证，调查。Shuting Jia: 验证，调查。Shuyuan Huang: 验证，调查。Shiya Huang: 验证，方法论，概念化。Xiaobo Wang: 项目管理，数据整理。Qingxi Han: 写作 – 审核与编辑，可视化，验证，资源，方法论，调查，资金获取，
利益冲突声明
作者声明以下可能被考虑为潜在利益冲突的经济利益/个人关系：Qingxi Han 报告获得了国家自然科学基金的资金支持。Qingxi Han 报告获得了宁波大学王宽诚基金的资金支持。如果有其他作者，他们声明没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本工作。
致谢
本研究得到了 国家自然科学基金 (项目编号：42076156) 和 宁波大学王宽诚基金 的支持。
Danyi Ke|Wanhong Han|Shuting Jia|Shuyuan Huang|Shiya Huang|Xiaobo Wang|Qingxi Han
