España - Los arrecifes artificiales de parques eólicos marinos afectan la estructura y el funcionamiento del ecosistema: una síntesis

miércoles 17 de marzo de 2021

España - Los arrecifes artificiales de parques eólicos marinos afectan la estructura y el funcionamiento del ecosistema: una síntesis

Steven Degraer , Drew A. Carey , Joop WP Coolen , Zoë L. Hutchison , Francis Kerckhof , Bob Rumes , Jan Vanaverbeke

16 de diciembre de 2020

Los parques eólicos marinos (OWF) están proliferando a nivel mundial. Las partes sumergidas de sus estructuras actúan como arrecifes artificiales, proporcionando nuevos hábitats y probablemente afectando los recursos pesqueros. Si bien reconocemos que las huellas de estas estructuras pueden resultar en la pérdida de hábitat, generalmente sedimentos blandos, nos enfocamos en cómo los arrecifes artificiales establecidos por los OWF afectan la estructura y el funcionamiento del ecosistema. Estructuralmente, la respuesta ecológica comienza con una alta diversidad y biomasa en la flora y fauna que coloniza gradualmente el complejo hábitat de sustrato duro. Las especies pueden incluir especies no indígenas que están extendiendo su distribución espacial y / o fortaleciendo poblaciones, especies localmente raras (por ejemplo, peces asociados con sustratos duros) y especies que forman hábitats que aumentan aún más la complejidad del hábitat. Funcionalmente la respuesta comienza con los alimentadores de suspensión dominantes que filtran la materia orgánica de la columna de agua. Sus depósitos fecales alteran las comunidades del fondo marino circundante al aumentar localmente la disponibilidad de alimentos, y los niveles tróficos más altos (peces, aves, mamíferos marinos) también se benefician del aumento local de la disponibilidad de alimentos y / o refugio. Los efectos estructurales y funcionales se extienden en el espacio y el tiempo, impactando a las especies de manera diferente a lo largo de sus ciclos de vida. Los efectos deben evaluarse en esas escalas espacio-temporales más grandes. Los efectos estructurales y funcionales se extienden en el espacio y el tiempo, impactando a las especies de manera diferente a lo largo de sus ciclos de vida. Los efectos deben evaluarse en esas escalas espacio-temporales más grandes. Los efectos estructurales y funcionales se extienden en el espacio y el tiempo, impactando a las especies de manera diferente a lo largo de sus ciclos de vida. Los efectos deben evaluarse en esas escalas espacio-temporales más grandes.

Comunidad de bioincrustaciones en una turbina eólica marina belga basada en la gravedad, que incluye mejillones azules, anémonas plumosas, erizos de mar, estrellas de mar comunes, percebes y gusanos tubícolas. Crédito de la foto: Real Instituto Belga de Ciencias Naturales, Alain Norro. > Figura de alta resolución

Con una capacidad acumulada global de 651 GW instalados, el viento es una de las fuentes más explotadas (GWEC, 2019) en la transición mundial hacia las energías renovables. Dada la necesidad de espacio, los desarrollos de energía eólica generalmente se construyen en vastos paisajes abiertos, que son escasos en la mayoría de los países europeos y en áreas costeras densamente pobladas en otros lugares, pero que siguen estando disponibles en gran medida en el mar. Los parques eólicos marinos (OWF) representan actualmente solo el 4,5% de la capacidad eólica instalada. En 2019, hubo una adición global de 6.1 GW, y se proyecta que la adición anual se duplique para 2024 (GWEC, 2019). Los OWF están proliferando en Europa, principalmente en el Mar del Norte, pero también han ganado impulso en China y están avanzando a lo largo de la costa este de EE. UU. Con más de 15 proyectos OWF proyectados para ser construidos para 2026https://www.4coffshore.com/ offshorewind / ).

Si bien los OWF suelen enfrentarse con menos frecuencia a una actitud NIMBY ("no en mi patio trasero") que los que están en tierra, sin embargo, muchos usuarios del océano se acercan a ellos con desgana. Desde la construcción de los primeros OWF, se han planteado preocupaciones sobre los costos y beneficios económicos, así como sus efectos en los entornos naturales (Devine-Wright y Wiersma, 2020). La comunidad de pescadores comerciales sigue planteando enérgicamente estas preocupaciones, lo que genera titulares de periódicos como: "Los parques eólicos toman tierras y dañan la vida marina" ( Fishing News , 2019) y "Los peces se mantienen alejados por las turbinas eólicas" (traducido de "Vissen blijven weg door windmolens ”; De Krant van West-Vlaanderen, 2018). Por otro lado, las pesquerías recreativas tienden a ver a los OWF como una bendición porque brindan excelentes oportunidades de pesca, con una mayor abundancia de sus peces favoritos, por ejemplo, en Block Island Wind Farm (Rhode Island, EE. UU.; Ten Brink y Dalton, 2018) .

Los OWF cambian el entorno local por encima y por debajo de la superficie del mar (Lindeboom et al., 2015). Los impactos negativos más obvios y mejor estudiados sobre la superficie del mar se han detectado para especies de valor de conservación. Varias especies de aves marinas como araos ( Uria aalge ) y alcatraces del norte ( Morus bassanus ) muestran una clara evitación de OWF operativos (Skov et al., 2018). Otras aves marinas, como las gaviotas más grandes, parecen atraídas por los OWF y corren el riesgo de chocar con las palas de la turbina (Vanermen et al., 2020). Debajo de la superficie del mar, mamíferos marinos como la marsopa común ( Phocoena phocoena ) huyen del área durante las actividades de hincado de pilotes (Brandt et al., 2018) y peces altamente migratorios como el atún ( Thunnus spp.) pueden verse perturbados por los sonidos operativos de los OWF (Espinosa et al., 2014).

Los OWF también pueden tener efectos más oscuros sobre la vida silvestre marina que podrían percibirse de manera positiva. Muchos depredadores superiores parecen apuntar a los OWF en busca de alimento y / o refugio y se benefician de los cambios ecológicos que tienen lugar después de sus instalaciones (ver más abajo). Además, se sabe que los OWF afectan al bentos y a los peces demersales y bentopelágicos (Dannheim et al., 2020). Estos cambios, principalmente debajo de la superficie del mar, se conocen comúnmente como el "efecto de arrecife artificial".

Los arrecifes artificiales son estructuras hechas por el hombre (es decir, sustratos duros) colocadas deliberadamente en el mar para imitar las características de los arrecifes naturales. El término “arrecife artificial” ha estado en la literatura desde la década de 1930 (Bohnsack y Sutherland, 1985), pero las estructuras destinadas a promover la pesca y la acuicultura existen desde hace al menos 5.000 años (Tickell et al., 2019). El propósito más común del despliegue de arrecifes artificiales ha sido mejorar la biodiversidad, particularmente con respecto a las especies pesqueras (Bohnsack y Sutherland, 1985). Sin embargo, las estructuras que funcionan como arrecifes artificiales no siempre se construyen expresamente. Hoy en día, tales estructuras se han convertido en un efecto secundario de la "expansión oceánica", un término que refleja la proliferación de estructuras artificiales en el mar, como plataformas de petróleo y gas, jaulas de acuicultura, construcciones de defensa costera,

Este artículo proporciona una descripción general de los efectos de los arrecifes artificiales de OWF en la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. Nos enfocamos en cómo los OWF brindan un nuevo hábitat, preparando el escenario para la colonización por comunidades epifaunales que consisten en especies que son tanto indígenas como no indígenas, de interés de conservación y que tienen propiedades formadoras de hábitat. También consideramos el enriquecimiento orgánico local, las influencias posteriores en el bentos de los sedimentos circundantes y la atracción de depredadores y carroñeros. Finalmente, proporcionamos algunas ideas sobre la extensión espacial de los efectos de los arrecifes artificiales de OWF y la mejor manera de lidiar con ellos. En particular, nuestro objetivo es proporcionar las lecciones aprendidas de los estudios europeos y estadounidenses en el Atlántico norte. Este artículo no examina cómo la presencia de OWF puede excluir pesquerías, que se considera solo un componente secundario del efecto de arrecife artificial, y que está cubierto por Gill et al. (2020) en este número especial deOceanografía .

TODO COMIENZA CON LA CONTAMINACIÓN BIOLÓGICA DE UN HÁBITAT RECIÉN INTRODUCIDO ...
Actualmente se acepta ampliamente que uno de los efectos más importantes de las OWF es la provisión de un nuevo hábitat que puede ser colonizado por especies de sustrato duro (Petersen y Malm, 2006). Dejando de lado la pérdida de hábitat de sedimentos blandos debido a la huella de OWF, las estructuras de OWF generalmente proporcionan dos hábitats artificiales distintos: sustratos verticales duros y una gama compleja de hábitats horizontales, según el tipo de base y el grado de protección contra la socavación utilizado (Langhamer, 2012). Además, las nuevas superficies se encuentran en toda la columna de agua, desde la zona de salpicaduras hasta el fondo marino, a menudo en áreas donde no existen superficies duras naturales comparables. Estos atributos son en gran parte exclusivos de la infraestructura energética en alta mar. La introducción de roca gruesa afecta la complejidad del hábitat del lecho marino, particularmente en sedimentos móviles, ampliar los hábitats disponibles para que sirvan de refugio y sustenten las fuentes de alimentos para la biota. En Europa, la mayoría de las OWF se construyen en ambientes sedimentarios móviles, pero en el noreste de los Estados Unidos, se propone la instalación de varias OWF en morrenas glaciales que tienen altas densidades de rocas mezcladas con sedimentos móviles (Guarinello y Carey, 2020).

Estructura y sucesión de la comunidad de bioincrustaciones
La instalación de cualquier nuevo OWF ha ido invariablemente seguida de una rápida colonización de todas las partes sumergidas por una variedad de organismos incrustantes que son familiares a partir de estudios de otras estructuras antropogénicas colocadas en el medio marino (por ejemplo, Kingsbury, 1981; Schröder et al., 2006). . Se observa una zonificación vertical en los cimientos de la turbina, con diferentes especies colonizando las zonas de salpicadura, intermareal, somero y submareal más profundo (De Mesel et al., 2015; Figura 1). En general, las comunidades de bioincrustaciones en instalaciones costa afuera están dominadas por mejillones, macroalgas y percebes cerca de la superficie del agua; artrópodos que se alimentan por filtración a profundidades intermedias; y anémonas en lugares más profundos (De Mesel et al., 2015). En el sur del Mar del Norte, los mejillones adultos son raros en ubicaciones mar adentro profundas que no tienen sustrato duro cerca de la superficie del agua. Sin embargo, las estructuras OWF proporcionan un hábitat nuevo para los mejillones en alta mar, con gran abundancia exhibida en los cimientos de las turbinas (Krone et al., 2013a). Las especies más grandes, como los cangrejos y las langostas, parecen beneficiarse de la presencia de las estructuras y de la comunidad de bioincrustaciones, apareciendo en abundancia creciente en las estructuras y alrededor de ellas (Krone et al., 2017). A la escala de la huella de una turbina, la biomasa puede aumentar 4, 000 veces en comparación con la biomasa originalmente presente en los sedimentos (Rumes et al., 2013). Las estructuras OWF también pueden afectar a las comunidades que viven en sustratos duros naturales circundantes, como los campos de rocas. La biota atraída por sus superficies verticales dominantes, rangos de profundidad altos y diferentes texturas y composiciones superficiales podría afectar los conjuntos de invertebrados y algas residentes en rocas cercanas (Wilhelmsson y Malm, 2008).

Actualmente hay cinco tipos de estructuras de turbinas eólicas marinas en uso: monopilotes, cimentaciones basadas en la gravedad, estructuras de chaqueta y trípode y, más recientemente, estructuras eólicas flotantes. Cada estructura tiene diferencias obvias en el área de superficie sumergida y la complejidad estructural (Rumes et al., 2013). Aún no se ha cuantificado la influencia exacta del tipo de estructura en el grado del efecto del arrecife artificial.

Con el tiempo, el conjunto inicial de especies puede evolucionar hacia una comunidad de gran biodiversidad compuesta por muchas especies de una gran cantidad de phyla (Coolen et al., 2020a). Gran parte de la información que documenta el proceso de colonización y sucesión en sustratos duros artificiales OWF se deriva de series de tiempo a corto plazo o eventos de muestreo únicos. Estos estudios se centraron en la gran riqueza de especies de la estructura en comparación con los sedimentos blandos circundantes. El único estudio a largo plazo (10 años) identificó tres etapas de sucesión distintas ( Figura 2 ): una etapa pionera relativamente corta (0-2 años) fue seguida por una etapa intermedia más diversa (3-5 años) caracterizada por grandes número de varios invertebrados que se alimentan en suspensión, y una tercera etapa de "clímax" (6+ años) co-dominada por anémonas plumosas (Metridium senile ) y mejillones azules ( Mytilus edulis ) (Kerckhof et al., 2019). Esta etapa de clímax está en línea con las observaciones en plataformas de petróleo y gas en alta mar, donde los mejillones mezclados con hidrozoos y anémonas dominaron las secciones más antiguas y profundas (~ 15–50 m) (Coolen et al., 2020a). En general, la sección vertical de los cimientos costa afuera forma un hábitat uniforme que, a largo plazo, permite que unas pocas especies competitivas dominen las comunidades contaminantes.

La protección contra la socavación de OWF, que generalmente consiste en rocas de diferentes tamaños y formas cubiertas intermitentemente por arena, proporciona microhábitats adicionales para una multitud de especies. Si bien físicamente se parece más a los hábitats naturales de los arrecifes rocosos, su fauna sigue siendo claramente diferente de la que se encuentra entre los sustratos naturales duros (Coolen et al., 2020a). La investigación en aguas belgas y holandesas tiene como objetivo la viabilidad de ajustar el diseño de la protección contra la socavación para contribuir a la restauración de los ecosistemas naturales de lecho de grava que se perdieron hace aproximadamente un siglo.

Especies no indígenas, raras y formadoras de hábitat
La expansión del océano en aguas costeras y poco profundas brinda oportunidades para las especies no autóctonas. En la zona poco profunda del sur del Mar del Norte, donde se instalaron por primera vez las OWF, de hecho se encontraron especies no autóctonas entre las especies colonizadoras, por ejemplo, la ostra del Pacífico ( Crassostrea gigas ) y el mosquito marino ( Telmatogeton japonicus ) (De Mesel et al., 2015) . El mayor número de especies no autóctonas se encontró en las zonas intermareal y de salpicaduras. Estos hábitats son en gran parte nuevos en mar abierto y ofrecen un nicho vacío para que las especies no autóctonas amplíen su distribución y / o fortalezcan sus poblaciones. Submarealmente, los registros de especies no autóctonas son más escasos. En el caso de las OWF belgas, solo una especie no autóctona (la lapa zapatilla Crepidula fornicata) se registró en muestras submareales. En los Países Bajos, sin embargo, seis de las once especies no autóctonas se encontraron submareales (Coolen et al., 2020a). En el parque eólico de Block Island, se observó la proliferación de ascidias Didemnum vexillum , no autóctona y generalizada, tanto en la estructura de los cimientos como como epibionte de los mejillones (HDR, 2020). Hasta el momento, no hay registros publicados de expansión del rango de especies no autóctonas submareales relacionados con la introducción de OWF. Si bien existe la preocupación de que las OWF puedan representar una amenaza para las comunidades indígenas (Glasby et al., 2007; Adams et al., 2014), esta amenaza aún no se ha demostrado.

El drástico aumento de sustratos duros en un entorno que consiste principalmente en sustratos móviles blandos puede favorecer la propagación de especies de sustratos duros al crear nuevas vías de dispersión y facilitar las migraciones de especies, el llamado "efecto de trampolín" (Adams et al., 2014) . En el Mar del Norte, las especies de sustrato duro del sur como el percebe Balanus perforatus ahora se han expandido más al norte, haciendo uso del hábitat (intermareal) proporcionado por las OWF (Glasby et al., 2007; De Mesel et al., 2015).

Varias especies localmente raras, algunas de las cuales son de interés para la conservación, ya sea por su estado de amenaza o por el hábitat que crean, se han aprovechado del nuevo hábitat proporcionado por las OWF. Es importante comprender el papel de este hábitat artificial en el mantenimiento de las poblaciones locales de estas especies, ya que es probable que tenga implicaciones para el desmantelamiento futuro de las OWF (Fowler et al., 2020). En varios OWF, por ejemplo, se han registrado especies de peces que prefieren un sustrato duro y, por lo tanto, son desconocidas o extremadamente raras en el lecho marino arenoso circundante, en asociación con los sustratos duros artificiales de las estructuras (Van Hal et al., 2017). A medida que aumenta el tamaño, el número y la distribución geográfica del hábitat de los arrecifes artificiales con la expansión de los OWF, Es probable que otras especies de peces con afinidades a sustratos duros ocupen este hábitat. Por lo tanto, los OWF pueden contribuir al tamaño, extensión y conectividad de las poblaciones de estas especies de peces. Además, al proporcionar pequeños parches de hábitat apropiado en un entorno que de otro modo sería inadecuado, los arrecifes artificiales pueden sustentar a las poblaciones locales e incluso afectar la distribución espacial de las especies sésiles de sustrato duro antes desconocidas en el área (Henry et al., 2018). Un ejemplo es la aparición del coral copa norte ( Los arrecifes artificiales pueden sustentar poblaciones locales e incluso afectar la distribución espacial de especies sésiles de sustrato duro antes desconocidas en el área (Henry et al., 2018). Un ejemplo es la aparición del coral copa norte ( Los arrecifes artificiales pueden sostener poblaciones locales e incluso afectar la distribución espacial de especies sésiles de sustrato duro antes desconocidas en el área (Henry et al., 2018). Un ejemplo es la aparición del coral copa norte (Astrangia poculata ) en el parque eólico Block Island (HDR, 2020), y en el Mar del Norte, tales especies incluyen el coral pétreo ( Desmophyllum pertusum ) y la ostra plana europea ( Ostrea edulis ) (Henry et al., 2018; Kerckhof et al., 2018). Con el tiempo suficiente, estas especies formadoras de arrecifes asociadas con sustratos duros pueden desarrollar arrecifes biogénicos secundarios que podrían albergar muchas especies, a menudo raras, y ofrecer un gran valor con respecto al funcionamiento del ecosistema (Fowler et al., 2020).

La especie colonizadora más predominante en las OWF, el mejillón azul ( Mytilus edulis) puede tener profundos efectos de bioingeniería y construcción de arrecifes en los sedimentos circundantes. Por ejemplo, la basura de las conchas de mejillón y las capas de mejillones que caen de las turbinas pueden proporcionar un hábitat para otras especies (Krone et al., 2013b), y se pueden transportar las “descargas”, introduciéndolas en áreas más alejadas de las turbinas (Lefaible et al. ., 2019). Además, se ha encontrado evidencia de agregaciones de mejillón azul adulto con distintas comunidades de macrofauna en sedimentos blandos cerca de turbinas (<50 m) en aguas belgas (Lefaible et al., 2019) y EE. UU. (HDR, 2020). Se requiere un monitoreo continuo para determinar la extensión espacial y la longevidad de estas agregaciones para determinar su posible designación como arrecifes y si estas agregaciones podrían contribuir a restaurar las funciones de los arrecifes bivalvos que históricamente consistieron enLechos de Ostrea edulis en el Mar del Norte (Bennema et al., 2020).

REDES ALIMENTARIAS Y PROCESOS DEL ECOSISTEMA ALTERADOS
Alimentadores en suspensión y enriquecimiento orgánico local
Las turbinas eólicas generalmente están colonizadas por altas densidades de alimentadores en suspensión (Krone et al., 2013a; HDR, 2020). Una gran parte de la comunidad de bioincrustaciones se alimenta de partículas de alimentos suspendidas en la columna de agua que incluyen fitoplancton, zooplancton y detritos ( Figura 3 ). El mejillón azul predominante Mytilus edulis , por ejemplo, filtra activamente el agua e ingiere partículas de ella. Otros comederos en suspensión, como los anfípodos como Jassa herdmani , toman partículas del agua que pasa para comer y construir sus tubos ( https: // www. Marlin.ac.uk/ ). La abundante anémona plumosa ( Metridium senile) es un alimentador de suspensión pasiva que extiende sus tentáculos en el agua, espera que las partículas se adhieran a ellos y luego las absorbe. Más del 95% de la biomasa en estructuras artificiales puede estar compuesta por varias especies de alimentadores de suspensión (Coolen et al., 2020b), varios de los cuales tienen una gran flexibilidad de recursos y cambian entre fuentes de alimentos suspendidas, posiblemente debido a la competencia interespecífica o beneficiándose de fuentes de alimentos disponibles en abundancia (Mavraki et al., 2020a). Al filtrar el agua, los organismos eliminan las partículas que de otro modo habrían pasado, lo que reduce la turbidez y aumenta la penetración de la luz. Este efecto de “biofiltro” se ha demostrado a escala local (Reichart et al., 2017) y en el laboratorio (Mavraki, 2020b) pero puede resultar en efectos a mayor escala cuando se consideran múltiples instalaciones en alta mar.

Los resultados del modelo sugieren que el sedimento blando alrededor de las turbinas puede enriquecerse a través de la deposición de gránulos fecales emitidos por estos filtros alimentadores (Maar et al., 2009). Al consumir a los productores primarios, los alimentadores de suspensión que constituyen el biofiltro hacen que las fuentes de alimentos pelágicos estén disponibles para la comunidad bentónica (Slavik et al., 2019), probablemente aumentando la producción secundaria en los arrecifes artificiales OWF (Krone et al., 2017; Roa-Ureta et al. al., 2019). Esta hipótesis se probó por primera vez en torno a una única base basada en la gravedad en la parte belga del Mar del Norte (Coates et al., 2014). La investigación posterior se centró en múltiples cimientos de chaqueta y monopila en varios parques eólicos belgas (Lefaible et al., 2019) y los cimientos de chaqueta del parque eólico de Block Island (HDR, 2020). Muestras obtenidas del fondo marino cercano a los cimientos (< 50 m) de tres a seis años después de la instalación mostraron evidencia de sedimentos más finos y aumento de materia orgánica, pero esto fue menos evidente para los cimientos de monopila. En todos los tipos de turbinas, las comunidades de macrofauna más cercanas a la turbina mostraron mayores densidades y riqueza y / o diversidad de especies en comparación con las comunidades muestreadas más alejadas (Coates et al., 2014; Lefaible et al., 2019; HDR, 2020). En los parques eólicos belgas ubicados en entornos de bancos de arena de alta energía, las comunidades de sedimentos blandos muestreadas más cerca de la chaqueta y los cimientos de monopila mostraron similitudes con las comunidades asociadas con entornos de menor energía (Lefaible et al., 2019). Como estos hallazgos ahora se informan para diferentes tipos de turbinas y de diferentes áreas alrededor del mundo, Es razonable considerar los cambios en el ambiente sedimentario y la macrofauna asociada como una característica típica asociada con la instalación de parques eólicos marinos. Aún no está claro si estos cambios están vinculados únicamente a la deposición localizada de materia orgánica por la contaminación de la fauna, y cómo estos cambios en cascada en el funcionamiento del ecosistema bentónico, merece una mayor investigación.

Los niveles tróficos más altos se benefician de una mayor disponibilidad de alimentos y refugio
Las especies de nivel trófico superior con movilidad parecen sentirse atraídas por las estructuras de OWF en busca de refugio y disponibilidad de alimentos. Los estudios de la distribución de peces antes y después de la instalación de OWF demuestran que algunas especies de peces, por ejemplo, bacalao del Atlántico ( Gadus morhua ), faneca ( Trisopterus luscus ), lubina negra ( Centropristis striata ) y lábrido dorado ( Ctenolabrus rupestris ), gastan en menos parte de sus ciclos de vida estrechamente asociados con las estructuras (Bergström et al., 2013; Reubens et al., 2014; Wilber et al., 2020). Aumento de la abundancia de peces alrededor de las turbinas eólicas, incluidos los peces planos como la solla ( Pleuronectes platesa) (datos no publicados, Instituto de Investigación para la Agricultura, la Pesca y la Alimentación, Bélgica) puede deberse a una atracción de individuos que se agregan cerca de las nuevas estructuras duras, sin un aumento neto de la población local. Alternativamente, la producción puede aumentarse mediante la adición de un nuevo hábitat que puede mejorar el asentamiento, la supervivencia y / o el crecimiento, o puede ahorrar energía (Schwartzbach et al., 2020). Los mecanismos de atracción / producción no son mutuamente excluyentes (Brickhill et al., 2005). La hipótesis original de atracción / producción se complementa con una tercera opción, la trampa ecológica, que se refiere a la atracción de peces hacia un hábitat subóptimo, lo que posiblemente lleve al deterioro de la condición de la población de peces (Reubens et al., 2014).

Se pueden distinguir tres tipos de especies atraídas por los OWF: (1) especies que preceden a la comunidad de bioincrustaciones durante un período prolongado, como el bacalao del Atlántico ( Gadus morhua ), el Trisopterus luscus que hace pucheros ) y el sculpin del Ártico ( Myoxocephalus scorpioides ) (Tipo A); (2) especies que en ocasiones son anteriores a la comunidad de bioincrustaciones, como el jurel del Atlántico ( Trachurus trachurus ) (Tipo B); y (3) especies como la caballa del Atlántico ( Scomber scombrus) que se sienten atraídos por razones no tróficas, por ejemplo, para encontrar refugio o encontrarse con otros individuos de su especie, lo que puede llevar a que creen escuelas más grandes y, por lo tanto, aumenten su seguridad y posibilidades de encontrar comida y parejas (Tipo C) (Mavraki, 2020). Si bien se puede hacer una distinción entre especies bentónicas / bentopelágicas (Tipo A) y pelágicas (Tipo B o C), esta distinción no siempre es clara. Aparte de los peces, otras especies atraídas por las OWF por el aumento de la disponibilidad de alimento submareal son las gaviotas argénteas ( Larus argentatus ) que se alimentan en la zona intermareal de los molinos de viento fundados por camisas (Vanermen et al., 2017) y las focas comunes ( Phoca vituline ), con algunas individuos que han demostrado realizar viajes de alimentación específicos a las OWF de Escocia (Russell et al., 2014).

ESFERA DE INFLUENCIA
Numerosos componentes bióticos y abióticos dentro de los ecosistemas exhiben múltiples vías de causa-efecto que operan en diferentes escalas espaciales y temporales (Dannheim et al., 2020). Con respecto al efecto de arrecife artificial, los cambios son más obvios en la escala de la turbina y su área circundante. Estos efectos de primer orden podrían considerarse triviales en el contexto del ecosistema, pero los cambios a pequeña escala son la base de los cambios a gran escala y se pueden utilizar para informar los impactos regionales potenciales sobre componentes importantes para los servicios de los ecosistemas, como los comerciales. poblaciones de peces (Wilding et al., 2017). El efecto de arrecife artificial, como se detalla en este documento, claramente no se limita a las estructuras en sí, sino que se extiende en cuatro dimensiones (Degraer et al., 2018; Figura 4). Esto se evidencia no solo en los cambios en la conectividad de las especies bentónicas facilitados por el transporte de larvas, sino también en la fauna móvil que hace uso de todo el parque eólico, incluyendo aquellas que lo hacen estacionalmente y / o de manera oportunista (Reubens et al., 2014; Russell et al., 2014).

Por lo tanto, es importante tener en cuenta las escalas espaciales y temporales funcionales de los ecosistemas o sus partes para evaluar el efecto del arrecife artificial. Muchos peces adultos, por ejemplo, muestran un comportamiento migratorio entre las zonas de desove y alimentación que pueden extenderse de varios cientos a miles de kilómetros. Como organismos planctónicos, muchas larvas de peces e invertebrados se mueven desde el desove hasta las zonas de cría en distancias de hasta decenas de kilómetros (Lacroix et al., 2018). Por lo tanto, las especies pueden encontrar OWF solo durante una parte limitada de sus vidas y / o durante períodos muy específicos de sus ciclos de vida. En Bélgica, por ejemplo, hacer pucheros ( Trisopterus luscus) se sabe que se alimenta de los organismos incrustantes de invertebrados que colonizan las estructuras de OWF y que se comporta un poco mejor dentro de las OWF en comparación con el exterior (Reubens et al., 2014). Se sabe que esta especie se siente atraída por las OWF solo durante la temporada de alimentación y crecimiento en verano y otoño, después de lo cual migran a sus zonas de desove fuera de las aguas belgas (Reubens et al., 2014). Barbut y col. (2020) mostraron además una superposición diferencial entre la distribución espacial de las zonas de desove de seis especies de peces planos del sur del Mar del Norte y la distribución de las OWF, asumiendo un efecto específico de la especie de las OWF en la afluencia de larvas a las zonas de cría a lo largo del sur del Norte. Costas del mar.

A DÓNDE IR DESDE AQUÍ?
Desconocidas prioritarias conocidas
La presencia de las estructuras OWF y sus concentraciones de organismos marinos tienen consecuencias para el funcionamiento del ecosistema, al menos a escala local (Dannheim et al., 2020). Los esfuerzos y experimentos de modelado sugieren un agotamiento local de la materia orgánica de la columna de agua debido a la actividad de los alimentadores en suspensión (Slavik et al., 2019). Los alimentadores en suspensión transforman la reserva de materia orgánica pelágica viva en nutrientes parcialmente disueltos y biodisponibles (Slavik et al., 2019) y producen (pseudo) heces que se depositan parcialmente en el lecho marino, como lo indica el aumento en el contenido de materia orgánica alrededor de diferentes tipos de turbinas (Coates et al., 2014; Lefaible et al., 2019). Mientras que los estudios de los efectos de la acuicultura del mejillón azul ( Mytilus edulis) arrojó datos sobre la eliminación de partículas (Cranford, 2019) y su efecto en los ciclos de nutrientes pelágicos y bentónicos (Petersen et al., 2019), faltan datos similares para las otras especies de incrustaciones dominantes en ambientes OWF. La disponibilidad de tales datos permitiría estimar la huella biogeoquímica de un OWF a escala local. Una mayor integración de dichos datos en modelos oceanográficos podría permitir la evaluación de los cambios asociados con múltiples OWF a una escala geográfica más amplia.

Otra "desconocida conocida" es cómo los arrecifes artificiales afectan el flujo de carbono a través de las redes alimentarias localmente alteradas. Las observaciones y el modelado revelan una mayor abundancia de peces (Reubens et al., 2014) y grandes crustáceos (Krone et al., 2017), así como una mayor importancia de una red alimentaria basada en detritos. Sin embargo, falta la cuantificación del flujo de carbono a través de la red alimentaria de OWF. Tal estudio requeriría adoptar técnicas bien establecidas, como análisis de isótopos estables y ácidos grasos, experimentos de persecución de pulsos y enfoques de modelado de redes tróficas.

Finalmente, los arrecifes artificiales, como los arrecifes naturales, están siendo sometidos a un ambiente marino más cálido y acidificado. La combinación de acidificación y calentamiento conduce a cambios sustanciales, no aditivos y complejos en la dinámica de la comunidad (Queirós et al., 2015), afecta el ciclo de nutrientes pelágico y bentónico (Braeckman et al., 2014) y altera el mecanismo detrás de los depredadores. interacciones con presas (Draper y Weissburg, 2019). Por lo tanto, la comprensión actual del efecto de los arrecifes artificiales en los OWF debe considerarse dentro de un entorno moderno y cambiante.

“Los efectos estructurales y funcionales de los parques eólicos marinos se extienden en el espacio y el tiempo, impactando a las especies de manera diferente a lo largo de sus ciclos de vida. Los efectos deben evaluarse en esas escalas espacio-temporales más grandes ".

Mitigar los efectos no deseados y promover los deseados
Aunque los arrecifes artificiales a menudo se despliegan deliberadamente para promover la biodiversidad, a menudo se debaten sus beneficios ambientales netos. Por ejemplo, ¿cómo debería equilibrarse el eventual aumento de la productividad pesquera con la pérdida de caladeros? Aunque no están diseñados como arrecifes artificiales, los OWF tienen impactos deseados y no deseados similares: pueden ofrecer posibilidades para la mejora de la naturaleza, pero al mismo tiempo ser una molestia para la naturaleza (Lindeboom et al., 2015). En aras de una gestión marina respetuosa con el medio ambiente, es de suma importancia distinguir los impactos deseables de los indeseables y tomar medidas para promover los primeros y, al mismo tiempo, mitigar los segundos. Con ese fin, se necesita una comprensión adecuada de los mecanismos detrás de los impactos (Dannheim et al., 2020) para desarrollar diseños efectivos que incluyan la naturaleza que sean, por ejemplo, obligatorio para el desarrollo de nuevos OWF en los Países Bajos (Ministerie van Economische Zaken, 2019). Los requisitos pueden incluir el diseño ecológico de capas de protección contra la socavación para mejorar el hábitat de los peces o restaurar los criaderos de ostras (Glarou et al., 2020) y el despliegue de estructuras complementarias como hoteles para peces (Hermans et al., 2020). Para evitar contribuir a la expansión del océano, el uso de estructuras adicionales (es decir, estructuras artificiales alejadas de las turbinas) puede ser cuestionable y considerado indeseable (Firth et al., 2020). La actual proliferación de diseños que incluyen la naturaleza sin duda agregará nuevos desafíos al debate sobre el desmantelamiento. Por ejemplo, cuando se demuestre que las poblaciones de peces comerciales se benefician de los OWF, ¿se anularán estos efectos positivos cuando se desmantelen los OWF? obligatorio para el desarrollo de nuevos OWF en los Países Bajos (Ministerie van Economische Zaken, 2019). Los requisitos pueden incluir el diseño ecológico de capas de protección contra la socavación para mejorar el hábitat de los peces o restaurar los criaderos de ostras (Glarou et al., 2020) y el despliegue de estructuras complementarias como hoteles para peces (Hermans et al., 2020). Para evitar contribuir a la expansión del océano, el uso de estructuras adicionales (es decir, estructuras artificiales alejadas de las turbinas) puede ser cuestionable y considerado indeseable (Firth et al., 2020). La actual proliferación de diseños que incluyen la naturaleza sin duda agregará nuevos desafíos al debate sobre el desmantelamiento. Por ejemplo, cuando se demuestre que las poblaciones de peces comerciales se benefician de los OWF, ¿se anularán estos efectos positivos cuando se desmantelen los OWF? obligatorio para el desarrollo de nuevos OWF en los Países Bajos (Ministerie van Economische Zaken, 2019). Los requisitos pueden incluir el diseño ecológico de capas de protección contra la socavación para mejorar el hábitat de los peces o restaurar los criaderos de ostras (Glarou et al., 2020) y el despliegue de estructuras complementarias como hoteles para peces (Hermans et al., 2020). Para evitar contribuir a la expansión del océano, el uso de estructuras adicionales (es decir, estructuras artificiales alejadas de las turbinas) puede ser cuestionable y considerado indeseable (Firth et al., 2020). La actual proliferación de diseños que incluyen la naturaleza sin duda agregará nuevos desafíos al debate sobre el desmantelamiento. Por ejemplo, cuando se demuestre que las poblaciones de peces comerciales se benefician de los OWF, ¿se anularán estos efectos positivos cuando se desmantelen los OWF? Los requisitos pueden incluir el diseño ecológico de capas de protección contra la socavación para mejorar el hábitat de los peces o restaurar los criaderos de ostras (Glarou et al., 2020) y el despliegue de estructuras complementarias como hoteles para peces (Hermans et al., 2020). Para evitar contribuir a la expansión del océano, el uso de estructuras adicionales (es decir, estructuras artificiales alejadas de las turbinas) puede ser cuestionable y considerado indeseable (Firth et al., 2020). La actual proliferación de diseños que incluyen la naturaleza sin duda agregará nuevos desafíos al debate sobre el desmantelamiento. Por ejemplo, cuando se demuestre que las poblaciones de peces comerciales se benefician de los OWF, ¿se anularán estos efectos positivos cuando se desmantelen los OWF? Los requisitos pueden incluir el diseño ecológico de capas de protección contra la socavación para mejorar el hábitat de los peces o restaurar los criaderos de ostras (Glarou et al., 2020) y el despliegue de estructuras complementarias como hoteles para peces (Hermans et al., 2020). Para evitar contribuir a la expansión del océano, el uso de estructuras adicionales (es decir, estructuras artificiales alejadas de las turbinas) puede ser cuestionable y considerado indeseable (Firth et al., 2020). La actual proliferación de diseños que incluyen la naturaleza sin duda agregará nuevos desafíos al debate sobre el desmantelamiento. Por ejemplo, cuando se demuestre que las poblaciones de peces comerciales se benefician de los OWF, ¿se anularán estos efectos positivos cuando se desmantelen los OWF? el uso de estructuras adicionales (es decir, estructuras artificiales alejadas de las turbinas) puede ser cuestionable y considerado indeseable (Firth et al., 2020). La actual proliferación de diseños que incluyen la naturaleza sin duda agregará nuevos desafíos al debate sobre el desmantelamiento. Por ejemplo, cuando se demuestre que las poblaciones de peces comerciales se benefician de los OWF, ¿se anularán estos efectos positivos cuando se desmantelen los OWF? el uso de estructuras adicionales (es decir, estructuras artificiales alejadas de las turbinas) puede ser cuestionable y considerado indeseable (Firth et al., 2020). La actual proliferación de diseños que incluyen la naturaleza sin duda agregará nuevos desafíos al debate sobre el desmantelamiento. Por ejemplo, cuando se demuestre que las poblaciones de peces comerciales se benefician de los OWF, ¿se anularán estos efectos positivos cuando se desmantelen los OWF?

EXPRESIONES DE GRATITUD
Los autores quieren agradecer a Y. Laurent (RBINS) por la preparación del manuscrito. Este documento contribuye a los proyectos FaCE-It y PERSUADE financiados por la Oficina Belga de Política Científica y el programa belga de monitoreo ambiental de parques eólicos marinos WinMon.BE. Joop Coolen fue financiado por NWO Domain Applied and Engineering Sciences bajo la subvención 14494.