深远海浮式风电装备对徐闻附近海域优势物种生理生化指标的影响
作者： 郭慧 李舒泓 刘智 高尔杰 陈华谱
摘要 ［目的］研究深远海浮式风电的建设及运营对周边海域渔业资源的影响。［方法］对徐闻罗斗沙海域深远海浮式风电装备机位点附近海域的S1站点（距机位点约4 km处）和S3站点（距机位点约5 km处）进行拖网取样，选择优势物种南洋舌鳎（Cynoglossidae lida）和哈氏仿对虾（Parapenaeopsis hardwickii）为试验对象，探讨深远海浮式风电装备运行对优势物种生理生化指标的影响。［结果］S3站点南洋舌鳎肝脏中褪黑素（MT）、多巴胺（DA）、白蛋白（ALB）、5-羟色胺（5-HT）含量及半胱氨酸蛋白酶3（Casp-3）、酸性磷酸酶（ACP）活性显著高于S1站点（P<0.05），S3站点南洋舌鳎鳃中ALB含量及Casp-3、碱性磷酸酶（ALP）、ACP活性显著高于S1站点（P<0.05）；S3站点哈氏仿对虾肝胰腺中DA、ALB、5-HT含量及Casp-3、ALP、ACP活性显著高于S1站点（P<0.05），S3站点哈氏仿对虾鳃中MT、ALB含量及ALP、ACP活性显著高于S1站点（P<0.05）。［结论］深远海浮式风电在一定范围内对徐闻附近海域优势物种的生理生化指标有一定的影响。
关键词 深远海浮式风电装备；周边海域；海洋生物；生理生化指标
中图分类号 X17 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）19-0071-06
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.19.016
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Effects of Deep-sea Floating Wind Power Equipment on Physiological and Biochemical Indicators of Dominant Species in the Waters of Xuwen
GUO Hui1，LI Shu-hong1，LIU Zhi2 et al
（1.Key Laboratory of Marine Ecology and Aquaculture Environment of Zhanjiang，College of Fisheries，Guangdong Ocean University，Zhanjiang，Guangdong 524088;2.Guangdong Haizhuang Offshore Windpower Research Center Company Limited，Zhanjiang，Guangdong 524000）
Abstract ［Objective］To study the effect of the construction and operation of deep-sea floating wind power on the fishery resources in the surrounding waters.［Method］Trawl sampling was conducted at S1 station （about 4 km from the location） and S3 station （about 5 km from the location） near the deep-sea floating wind power equipment in the Luodousha area of Xuwen.The dominant species Cynoglossidae lida and Parapenaeops hardwickei were selected as experimental subjects to explore the effects of deep-sea wind power equipment operation on the physiological and biochemical indicators of dominant species.［Result］The melatonin （MT），dopamine （DA），albumin （ALB），5-hydroxytryptamine （5-HT） contents，caspase-3 （Casp-3） and acid phosphatase （ACP） activities in the liver of C.lida at S3 Site were significantly higher than those at Site S1 （P<0.05），the ALB contents and Casp-3，alkaline phosphatase （ALP），ACP activities in the gills of C.lida at Site S3 were significantly higher than those at Site S1 （P<0.05）.The contents of DA，ALB and 5-HT and the activities of Casp-3，ALP and ACP in the hepatopancreas of P.hardwickii at Site S3 were significantly higher than those at Site S1 （P<0.05），and the contents of MT and ALB and the activities of ALP and ACP in the gills of P.hardwickii at Site S3 were significantly higher than those at Site S1 （P<0.05）.［Conclusion］The deep-sea floating wind power equipment has a certain effect on the physiological and biochemical indexes of the dominant species in the sea area near Xuwen.
Key words Deep-sea floating wind power equipment;Surrounding waters;Marine organism;Physiological and biochemical indicators
作者简介 郭慧（1986—），女，安徽阜阳人，副教授，博士，从事水产动物健康养殖生态学研究。*通信作者，教授，博士，博士生导师，从事水产经济动物遗传育种及生殖生长调控研究。
收稿日期 2023-11-27
风力发电是可再生能源技术领域最成熟的发电方式之一，对解决能源危机和调整能源结构具有积极的意义［1］。作为一种可再生能源，风能具有分布广泛和储量丰富等优点，尤其是海上风能，相比于陆地风能，在风速、风况和发电的年利用小时数上都有明显的优势，且不占用土地资源［2］，因此，海上风电的发展逐渐成为沿海各国海上能源资源开发的重点。然而，海上风电的持续发展，使传统的渔业养殖空间受到了挤压，开发海上风电与渔业融合发展的新模式不仅是现代化海洋产业的重点方向，而且对于实现集约用海、科学用海，满足我国绿色发展与生态文明的需求，实现我国“碳达峰”和“碳中和”的双碳目标具有重要的现实意义。
风渔融合需要对海洋环境和海洋生物的影响进行评估［3］。海上风电对渔业养殖的影响主要集中在海上风电场在运营期间释放的噪声和磁场［4］。早在2011年世界卫生组织指出人为噪声是目前主要的全球污染物之一，鱼类对于声音较为敏感，它们通过声信号来感知周围的环境，并进行繁殖、交流以及捕食等一系列的生命活动［5-7］。在人为噪声对鱼类摄食行为影响的研究中发现，噪声的增加导致三刺鱼（Gasterosteus aculeatus）出现减少捕食、捕食误差增加等行为，认为这种对鱼类觅食的影响有可能对个体健康以及群落结构产生潜在后果［8］。研究表明，噪声会影响双斑虾虎鱼（Gobiusculus flavescens）和彩绘虾虎鱼（Pomatoschistus pictus）的求偶行为，出现雄鱼视觉、听觉求偶行为降低，雌鱼产卵率降低的现象，进而对该物种的种群数量造成一定影响［9］。同时，近年来对无脊椎动物的研究发现，无脊椎动物也能检测到声信号，并对其作出一定反应［10-11］。高强度的噪声会影响缢蛏（Sinonovacula constricta）的埋栖行为，导致长鳍近海鱿鱼（Doryteuthis pealeii）捕食效率降低以及反捕食性警报降低的行为［12-14］。噪声会损伤海洋生物的听觉系统，还会诱导一系列的生理应激反应。而海上风电场工程建设以及数十年的运营会造成海洋环境噪声日益增加，长期的噪声对海洋生物的行为和生理上都会带来一定的影响［15-17］。此外，海上风电对海洋生物还存在一定的电磁辐射影响，其主要来源是海底电缆，电磁辐射产生影响主要是因为某些海洋生物具有磁敏感性；磁场可能影响鲨鱼和鳐鱼等鱼类的觅食和迁徙等海洋生物运动，且足够强度的磁场还会影响海洋生物的生殖和发育等生理过程［18-19］。然而，由于风渔融合存在一定的地区差异，各地区的海洋环境及风电装备各不相同，且目前关于风电融合对海洋生物生理生化指标影响的文献较少，能获取的研究数据极其有限，很难全面评估海上风电对渔业养殖的影响。笔者以徐闻罗斗沙海域深远海浮式风电装备“扶摇号”附近海域优势物种为试验对象，初步探讨深远海浮式风电装备对附近海域优势物种生理生化指标的影响，以期为深远海浮式风电场工程环境影响评价和潜在风险评估提供参考。
1 材料与方法
1.1 研究区概况 海上浮式风电装备试验场工程项目选址位于湛江市徐闻县前山镇罗斗沙海域（图1），主要包括1台单机容量6.2 MW海上浮式风电装备和1根25.765 8 km的35 kV场内送出海缆等设备。风机基础形式采用浮式基础平台，基础平台为三立柱半潜式平台，呈等边三角形布局，由立柱、垂荡版、下浮体以及方形横撑、系泊锚链构成，其中系泊半径为430 m（图2）。
1.2 试验生物及样品收集 采用底拖网调查渔业资源，调查中，每站点拖网0.5 h，拖速3 kn左右。拖网时间的计算为拖网曳纲停止投放和拖网着底后，从曳纲拉紧受力时（为拖网开始时间）至起网绞车开始收曳纲时（为终止时间）。对机位点附近海域的S1站点（距机位点约4 km处）和S3站点（距机位点约5 km处）进行拖网调查，记录拖网起始位置和结束位置坐标、拖网时长、拖速，称量渔获物总质量，并对渔获物进行种类鉴定，分别选择优势物种南洋舌鳎（Cynoglossidae lida）、哈氏仿对虾（Parapenaeopsis hardwickii）进行后续生化指标检测试验。每个站点分别取3尾南洋舌鳎和哈氏仿对虾作为一个重复，每个物种取3个重复样本（n=9），肝脏（肝胰腺）和鳃组织在冰上剪取后，置于液氮中速冻，并转移至-80 ℃保存备用。
1.3 生理生化指标分析 取南洋舌鳎肝脏和鳃组织以及哈氏仿对虾肝胰腺和鳃组织在冰上解冻，称量组织样品，分别加入pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液（PBS），用匀浆器将样品充分匀浆，低温离心（2 500 r/min，20 min），吸取上清用于检测。褪黑素（MT）、多巴胺（DA）、白蛋白（ALB）、5-羟色胺（5-HT）、半胱氨酸蛋白酶3（Casp-3）、碱性磷酸酶（ALP）和酸性磷酸酶（ACP）的检测使用ELISA检测试剂盒（上海酶联生物科技有限公司），根据试剂盒说明书进行。