Skip to main content

Development of hard substrate fauna in the Princess Amalia Wind Farm: Monitoring 3.5 years after construction

Abstract

English Abstract 

As part of the Monitoring- and Evaluation Program (MEP) of the Princess Amalia Wind Farm (PAWP) a number of research topics were identified. One of those topics was to characterise the epifauna on the hard substrate of the monopiles and the scour protection.  The Princess Amalia Wind Farm is the second offshore wind farm in the Dutch sector of the North Sea and the first one to be located outside the 12 nautical mile limit. PAWP is located on the Dutch Continental Shelf, at a distance of 23,0 to 26,4 km from the shore (IJmuiden, The Netherlands), and a water depth of 19 to 24 m. A total of 60 monopiles were placed in an area of 14 km². Around the monopiles a scour protection layer was installed, with a diameter of 15 m.  In this report the development of the hard substrate marine fauna and flora communities three years after construction of the wind farm is presented. Four wind tubine generators (WTG) were selected and sampled at the end of October 2011. Two methods were used: a qualitative method, using video footage, and a quantitative method, using scrape samples; both methods were conducted by professional divers.  Three years after construction a species-rich community has settled, a total of 85 species were identified. 81% of these species belonged to four phyla: crustaceans, ringed worms, moss animals and cnidarians. The highest density was found 2 m beneath the water surface (158.824 ± 109.916 ind./m²), consisting mainly of small amphipods. The mean density decreased with increasing depth, caused by lower amphipod densities and a higher occurrence of colony-forming hydrozoans and moss animals. Biomass data were dominated by the presence of bigger species, such as mussels and anemones. Mussels were dominating in biomass in shallow areas, while at greater depths anemones became more important.  The community that has settled on the monopiles could be divided in two zones: an upper splash zone dominated by algae, mussels, isopods and amphipods, and a lower sublittoral zone, dominated by high densities of amphipods, mussels and anemones. On the scour protection rocks moss animals were dominating, sometimes reaching a covering percentage of over 50%.  The typical first colonizers of hard substrate were only present in low densities. More long-lived, slowly growing species, such as anemones, were dominating, with the exception of amphipods: short-living species with a high reproduction rate. This indicates that within three years of construction, the hard substrate in the wind farm has already reached some stage of maturity. The wind farm was already colonized by 75% of the native anemone species of the Dutch coastal waters, and a considerable number of moss animals, amongst which very rare species: one species has never been found so close to the Dutch coast; one species is new to the fauna of the Netherlands. We also found one amphipod that has not been recorded from the North Sea before.  The construction of the Princess Amalia Wind Farm adds 0.12% of substrate to the total soft substrate area, this leads to an added contribution of 10% of animals, and a remarkable 49% of biomass. Density-wise, the largest contribution comes from amphipods that can form dense mats on hard substrates, something we do not find on the soft substrate. In terms of biomass, large species such as Blue mussels, sea urchins, sea stars and sea anemones are frequent on the monopiles, and absent or very rare in the soft substrate. Only two species were shared between soft substrate and hard substrate in the wind farm.  

 

Dutch Abstract 
In het kader van het Meet- en Evaluatie programma (MEP) van het Prinses Amaliawindpark zijn een aantal onderzoeksonderwerpen vastgesteld. Eén van de onderwerpen betreft het karakteriseren van het onderwaterleven op het hard substraat van de turbinepalen en stortstenen.  Het Prinses Amaliawindpark (PAWP) is het tweede offshore windpark in het Nederlandse deel van de Noordzee en het eerste dat zich buiten de 12 nautische mijl limiet bevindt. PAWP is gelegen op het Nederlandse Continentaal Plat, op een afstand van 23 tot 26,4 km van de kust (IJmuiden, Nederland), en een waterdiepte van 19 tot 24 m. In totaal zijn 60 turbines geplaatst in een gebied van 14 km². Rond de turbinepalen is een stortstenen laag aangelegd, met een diameter van 15 meter. Dit rapport presenteert de ontwikkeling van de hard substraat epifauna en –flora, drie jaar na de constructie van het windpark. Vier turbinepalen werden geselecteerd en bemonsterd op het einde van oktober 2011. Twee methoden werden gebruikt: een kwalitatieve methode, met behulp van video-opnames, en een kwantitatieve methode, met behulp van schraapmonsters, beide methoden werden uitgevoerd door professionele duikers. Drie jaar na de bouw van het windpark heeft zich reeds een soortenrijke gemeenschap ontwikkeld: in totaal werden 85 soorten gevonden. 81% van deze soorten behoorden tot vier phyla: kreeftachtigen, gelede wormen, mosdiertjes en neteldieren. De hoogste densiteit werd gevonden 2 m onder het wateroppervlak (158.824 ± 109.916 ind./m²), in grote mate toe te schrijven aan de hoge densiteiten van kleine vlokreeftjes. De gemiddelde densiteit nam af met toenemende diepte, veroorzaakt door lagere densiteiten vlokreeftjes en een hoger voorkomen van kolonievormende hydroïdpoliepen en mosdiertjes. Biomassa werd gedomineerd door de aanwezigheid van grotere individuen, zoals de gewone mossel en anemonen. De gewone mossel domineerde in biomassa in de ondiepe zones, terwijl op grotere diepte anemonen dominant waren.  De aanwezige gemeenschap op de turbinepalen kon in twee zones worden onderverdeeld: een bovenste, intergetijden zone gedomineerd door algen, mossels, pissebedden en vlokreeftjes en een onderwater zone, gedomineerd door hoge dichtheden vlokreeftjes, mossels, anemonen en zeesterren. Op de stortstenen werden hoge densiteiten van mosdiertjes gevonden, soms met een bedekkingpercentage hoger dan 50%. De typische eerste kolonisten van hard substraat werden enkel in lage dichtheden aangetroffen. Langlevende en langzaam groeiende soorten, zoals anemonen domineerden, met uitzondering van de vlokreeftjes: deze zijn kort levende soorten en hebben een snelle reproductie. Dit geeft aan dat de aanwezige hard substraat gemeenschap al een bepaald stadium van volwassenheid heeft bereikt na drie jaar. Het windpark was bijvoorbeeld reeds gekoloniseerd door 75% van de inheemse anemonen en een groot aantal mosdiertjes, waaronder een paar zeer zeldzame en zelfs een nieuwe soort: één soort werd eerder enkel op de Klaverbank, ver van de kust, gevonden en een andere soort is nieuw voor de Nederlandse fauna. Ook werd een vlokreeftje aangetroffen dat nog niet bekend is van de Noordzee. Alhoewel de bouw van het Prinses Amaliawindpark slechts 0,12% substraat toevoegt aan het totale gebied, dit leidt tot een extra bijdrage van 10% in densiteit, en een opmerkelijke 49% in biomassa aan de bodemfauna. In dichtheid komt de grootste bijdrage van vlokreeftjes die dense matstructuren kunnen vormen, iets wat niet terug te vinden is op een zachte substraat. In termen van biomassa zijn het vooral grote soorten zoals mossels, zee-egels, zeesterren en anemonen die frequent voorkomen op de turbinepalen, maar niet of nauwelijks op een zachte ondergrond. Slechts twee soorten werden zowel op een zachte ondergrond als op een hard ondergrond gevonden.