近三十多年来，在海洋渔业资源过度捕捞、大规模围填海和污染物排海等多种人类活动压力持续增强背景下，我国近海海洋生态环境恶化、生物多样性下降、渔业资源衰退，以及赤潮等海洋生态灾害频发等情况日趋严重。海洋牧场作为一种基于海洋生态系统水平的渔业新模式，虽然其形式和内涵仍在不断发展，但从国内外已有的相关实践和研究看，海洋牧场通过生境营造实现渔业资源的增殖和利用，从而发挥海洋生态环境保护和修复功能的定位是明确的。2006年国务院发布《中国水生生物资源养护行动纲要》，明确提出发展海洋牧场是中国恢复近海渔业资源、修复渔业水域环境和促进近海渔业可持续发展的重要政策。经过多年努力，中国海洋牧场建设取得了巨大进步，已完成覆盖渤海、黄海、东海与南海四大海域的86个国家级海洋牧场示范区建设，标志着我国海洋牧场的产业基础初具雏形。但是，由于各类近岸海域空间资源开发活动的矛盾需求，海洋牧场的用海选址实际上受到了较大限制。
海上风电具有资源丰富、发电利用小时数相对较高、技术相对高端的特点，是新能源发展的前沿领域。发展海上风电对于促进沿海地区能源结构调整优化和转变经济发展方式具有重要意义，也是我国推进生态文明建设的重要任务。
海上风电建设需要广阔的海域空间，风电桩基间的间隔较远，但风电机组透水构筑物用海和海底电缆用海一般不会超过风电场海域面积的10%。如何集约高效地利用剩余约90%的海域空间，海洋牧场与海上风电融合发展无疑是个好思路。
一、海上风电建设主要生态环境影响因素
随着全球海上风电的迅速发展，海上风电在建设施工和运营时对周边海域生态环境的影响也引起了社会各界的广泛关注。海上风电施工期对生态环境的影响主要是钢管桩基础施工和海底电缆敷设作业过程中扰动海床产生的悬浮泥沙污染扩散对水环境的影响，以及打桩、施工船舶行驶和电缆埋设等产生的水下噪声对海洋生物的影响。海上风电运营期对生态环境的影响主要来自风机运转时产生的水下噪声，海底输电线路产生的电磁辐射，以及钢管桩的电化学防腐牺牲阳极材料（铝-锌-铟合金）中的Zn溶出等。此外，桩基基础局部冲刷也会对风电机组结构安全带来不利影响，需采取抛石防护措施。
二、海上风电对生态环境影响分析
海上风电施工期较短，工程作业面也较小，在施工期引起的海床扰动对周边生态环境的影响也是暂时的、局部的，随着工程施工的结束，这些变化会逐步减小以至消失。由于风电场区地处开阔海域，运营期溶解出的Zn会随着海水的运动较快扩散，因此对工程海域水质的影响也极为有限。
国内外对海上风电的生态环境影响多关注于水下噪声对生物的影响，打桩施工产生的水下噪声对海洋生物影响明显。
三、海洋牧场与海上风电融合发展分析
目前，各国在建设海洋牧场时普遍采用人工鱼礁作为海底资源恢复和生态环境修复的重要方式。人工鱼礁不仅可为贝藻类提供附着基，还能够吸引岩礁性鱼类和其他海洋动物，为其提供栖息庇护场和索饵繁育场，是修复改善海底生态环境，涵养渔业资源的一种重要手段。风电场桩基已被证明可以充当人工鱼礁，从而增加鱼类和其他底栖生物的数量。由于风电场具有排他性，所在区域禁止捕鱼，可形成禁渔区。因此，在海上风电场内融合发展海洋牧场不仅具有理论可行性，更具有实践性。
综合考虑海上风电运营期水下噪声对鲸豚类活动影响较小，但对鱼类可能会有一定的影响，以及风电运维需保障机组结构和海底输电线路安全，因此海洋牧场与之融合时需因地制宜，充分研究海洋牧场构建环境适宜性。在空间和结构融合上需考虑增养殖设施、浮式鱼礁和坐底鱼礁等牧场设施对风电机组结构和海底输电线路安全运维的影响，海面和海底空间立体开发对鲸豚类珍稀保护物种栖息活动空间的影响，以及鱼类、贝类和藻类等牧场目标生物的环境适应性，设计开发既能防护风电桩基冲刷，又能养护渔业资源，改善海域生态环境的生态增殖型人工鱼礁。
四、海洋牧场与海上风电融合的经济可行性
我国海上风电和海洋牧场的建设起步较晚但发展迅猛，在海上风电场与海洋牧场建设投产使用后，我国的生态效益和经济效益都将有显著的提升。
我国现代海洋牧场和海上风电建设均处于加速发展期，对海域空间需求大，海洋牧场与海上风电场融合发展是节约集约用海的重要新型产业模式与未来发展方向。一方面可带动海洋产业和海洋经济快速发展，促进海洋新兴可再生能源的利用和海洋渔业的转型升级；另一方面有利于修复海洋生态环境，实现集约节约用海、生态用海、科学用海，达到发展海洋经济和保护海洋生态环境有机结合的目的。
海上风电与海洋牧场的互作过程和机制是二者融合发展的核心问题，主要包括海洋牧场管理和海上风机运维协调管理机制问题，海上风电场内水下噪声对牧场中海洋生物的影响问题等。我国尚未有海洋牧场与海上风电场融合发展的先例，亟待开展海上风电场与海洋牧场的互作机制研究，查明海上风电场对海洋牧场的影响机理。
此外，海洋牧场与海上风电场融合还存在许多技术难题，如海洋牧场与海上风机融合布局设计，水下噪声环境友好型海上风机的研发与应用，风机基础人工鱼礁功能结构的研发与应用，适宜海上风电场的资源养护型人工鱼礁的研发与应用，适宜海上风电场的增养殖品种和模式的研发与应用，环保型海上风电施工和智能运维技术的研发与应用，海洋牧场与海上风电场配套设施的研发及应用，海上风电场对海洋牧场资源环境的影响观测与综合评价，以及各类海洋牧场设施的供电技术问题等。
文章来源：节选自《广东省实施海洋牧场与海上风电融合发展的可行性分析》，原刊于《海洋通报》2022年第2期
作者：陈灏，系广东海洋大学海洋资源与环境监测中心硕士；孙省利，系广东海洋大学海洋资源与环境监测中心教授；张才学，系广东海洋大学海洋资源与环境监测中心副教授；冯岚，广东海洋大学化学与环境学院教授
