BISAR:揭秘北海人工结构底栖物种生物多样性数据,助力海洋生态系统管理

《Scientific Data》:Biodiversity Information of benthic Species at ARtificial structures – BISAR

【字体: 时间:2025年04月11日 来源:Scientific Data 5.8

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  为解决海洋人工结构对生态系统影响研究的数据难题,研究人员开展 “Biodiversity Information of benthic Species at ARtificial structures(BISAR)” 主题研究。他们整合多源数据,得出包含 3864 个样本、890 个分类群数据的成果,对科学研究、产业规划和政策制定意义重大。

  在全球大力推动海洋可再生能源发展的浪潮下,海洋中的人工结构如海上风电场(OWFs)、石油和天然气平台等数量急剧增加。以欧洲为例,其海上风电场装机容量已达 28GW,众多人工结构的涌现给海洋生物多样性及其生态系统带来了复杂的影响。一方面,软底群落靠近人工结构时会发生改变 ;另一方面,大量海洋生物会附着在人工硬质结构上生长。然而,当前在评估人工结构对底栖生物群落影响的研究中,面临着诸多困境。大多数环境影响评估数据收集研究的时空尺度较小,缺乏国际统一的数据收集方法、指标和数据库。不同研究在采样设备、样本分析、数据存储管理以及分类学等方面存在差异,导致数据分散且不一致,难以开展大规模的综合研究,现有数据也未能得到充分利用 。
为了深入了解人工结构在大时空尺度上对海洋生态系统的影响,推动基于生态系统的管理策略发展,Alfred Wegener Institute 等多个研究机构的研究人员开展了 “Biodiversity Information of benthic Species at ARtificial structures(BISAR)” 的研究 。该研究成果发表在《Scientific Data》上,为相关领域提供了关键的数据支持。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先是数据整合技术,从不同国际研究机构、大学和产业收集数据,通过创建统一的数据模板,将格式各异的数据进行整合 。其次是样本采集技术,针对不同类型的人工结构,如德国的 FINO 1 研究平台、多个国家的海上风电场等,采用刮擦、抓取等不同方法在不同深度采集样本 。最后是质量控制技术,通过与《世界海洋物种登记册》(WoRMS)同步分类学信息、检查样本数据的唯一性等方式,确保数据质量 。

研究结果


  1. 数据构成:BISAR 数据集包含 105 次巡航在 34 个人工结构及周边软底采集的 3864 个样本,涉及 890 个分类群,有 68433 条记录 。这些样本来自不同类型的人工结构,如海上风电场、石油和天然气平台、研究平台以及地质礁等。
  2. 样本采集详情:不同人工结构的采样方式和时间各有特点。以 FINO 1 研究平台为例,在 2005 年 4 月至 2007 年 10 月期间,于 1 - 28 米的 9 个不同水深处,在垂直表面随机采集 20×20cm 的刮擦样本 。德国的 alpha ventus 海上风电场不仅采集了结构上的生物样本,还采集了海床群落样本,采样时间为 2009 年秋季至 2012 年 。
  3. 数据记录与存储:BISAR 数据以多表格形式存储,包括巡航、站点、样本、生物群落、沉积物等主要表格,以及数据集、采样设备、分类群等查找表。数据可在 figshare 平台获取,未来还将通过 CRITTERBASE 网络门户提供 。
  4. 数据质量控制:研究团队在数据整合过程中进行了严格的质量控制。对比采样面积与设备面积,检查样本中分类群相关信息的唯一性,并同步分类学信息 。利用 CRITTERBASE Collector App 辅助质量检查,确保数据高质量整合 。

研究表明,BISAR 数据集为研究不同人工结构上的附着生物群落以及结构周围的底栖生物提供了丰富的数据资源。该数据集已在多项科学研究中得到应用,如评估海上风电场退役对底栖生物的影响、研究海上风电场对生物多样性的长期累积影响等 。BISAR 数据的共享,对科学研究、产业规划和政策制定具有重要意义。在科学研究方面,有助于深入了解海洋生态系统对人工结构的响应机制;在产业上,为海上活动的环境友好型规划提供数据支持;在政策制定上,为相关利益者提供基于事实的科学建议,助力制定合理的退役决策等。同时,研究也指出,用户在使用 BISAR 数据时,需具备一定的底栖生物和分类学知识,以更好地处理和分析数据。

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