王禎儀， 汪 季,3， 高 永,2， 黨曉宏,3， 蒙仲舉,2

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 沙漠治理學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.中央與地方共建風(fēng)沙物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；3.內(nèi)蒙古杭錦荒漠生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017400)

自18世紀(jì)50年代以來，隨著工業(yè)革命的開始和人口數(shù)量的激增，全球?qū)δ茉吹南牧颗c日俱增。全球已面臨嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，特別是以石油、煤炭等傳統(tǒng)化石能源被無節(jié)制開采和過量使用所導(dǎo)致的溫室氣體排放量增加，導(dǎo)致環(huán)境污染與生態(tài)失衡等問題[1]。中國(guó)工業(yè)二氧化碳量位居世界首位，控制發(fā)電污染排放已成為中國(guó)亟待解決的難題[2]。為了滿足全球?qū)δ茉吹臄U(kuò)大需求以及協(xié)調(diào)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)新能源勢(shì)在必行[3-4]。太陽(yáng)能是地球上巨大的無污染能源，地球上每秒鐘獲得的太陽(yáng)能相當(dāng)于燃燒5.00×106t優(yōu)質(zhì)煤的熱量。太陽(yáng)能成為世界各國(guó)追求的新能源焦點(diǎn)[5]。中國(guó)擁有的太陽(yáng)能資源相當(dāng)于1.90×1014t標(biāo)準(zhǔn)煤，發(fā)電量可達(dá)9.60×108kW。

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)，具有清潔、永續(xù)及取用方便等優(yōu)勢(shì)。自1969年世界上第一座太陽(yáng)能發(fā)電站在法國(guó)建成后，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在全球迅速發(fā)展，并成為發(fā)展前景最廣的一種環(huán)保型能源生產(chǎn)技術(shù)[6-7]。其中，大型并網(wǎng)式光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界該行業(yè)發(fā)展的主流方向[8-9]。大型并網(wǎng)式光伏電站建設(shè)前期需要進(jìn)行土地平整、土石方開挖、電纜布設(shè)等一系列工程，對(duì)土層具有擾動(dòng)作用，且光伏板的遮陰作用會(huì)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不容忽視的影響。因此，施工單位和環(huán)保部門高度重視光伏電站建設(shè)前期所產(chǎn)生的系列“生態(tài)效應(yīng)”，并強(qiáng)烈要求施工后須進(jìn)行相應(yīng)的土壤和植被等相關(guān)恢復(fù)措施，以保護(hù)該區(qū)的生態(tài)環(huán)境[9-10]。

中國(guó)沙漠、戈壁面積廣大，太陽(yáng)能資源豐富充沛，且大面積沙漠、戈壁土地被閑置。因此近些年，在沙漠、戈壁上建立了大量光伏發(fā)電場(chǎng)，例如甘肅敦煌10 MW光伏電場(chǎng)(2009年)、古浪縣1.00×106kW沙漠生態(tài)光伏電場(chǎng)(2013年)、保利協(xié)鑫寧夏慶陽(yáng)100 MW荒漠光伏電站(2013年)、青海格爾木型200 MW荒漠光伏電站(2013年)、寧夏中衛(wèi)市1.50×106kW沙漠光伏產(chǎn)業(yè)園(2015年)等。截至2015年底，僅甘肅河西走廊的武威、金昌、張掖、酒泉、嘉峪關(guān)5市在沙漠、戈壁建成了12個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)，光伏電量可達(dá)5.80×106kW，位居全國(guó)第一(新世紀(jì)能源網(wǎng)，2016)。此外，在工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)的指導(dǎo)下，2010年5月17日，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(簡(jiǎn)稱光伏聯(lián)盟或CPIA，總部設(shè)在北京)成立。2013年，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》(〔2013〕24號(hào))指出“光伏產(chǎn)業(yè)是全球能源科技和產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向，是具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ某?yáng)產(chǎn)業(yè)，也是中國(guó)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)?！笨梢?，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)將被大力推廣，未來發(fā)展前景十分廣闊。

通過查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，我們發(fā)現(xiàn)目前有關(guān)光伏產(chǎn)業(yè)的研究只考慮其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，鮮有涉及光伏產(chǎn)業(yè)的生態(tài)作用與效應(yīng)研究。光伏產(chǎn)業(yè)向沙漠、戈壁地區(qū)加快推進(jìn)，但若對(duì)其產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)了解不足，將會(huì)對(duì)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生不利影響。如果能厘清光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)沙漠、戈壁地區(qū)的生態(tài)學(xué)意義，即沙漠、戈壁光伏產(chǎn)業(yè)的建設(shè)是否具有明顯的生態(tài)效應(yīng)？有何生態(tài)意義？它對(duì)植被、土壤、氣候、動(dòng)物及微生物有哪些正向生態(tài)作用和負(fù)向生態(tài)作用？基于此，本文擬通過對(duì)大量文獻(xiàn)提煉總結(jié)及相關(guān)課題研究工作，分析光伏電站建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期對(duì)土壤、植被、氣候、動(dòng)物及微生物等生態(tài)因子的影響，指出現(xiàn)有光伏電站在生態(tài)環(huán)境建設(shè)方面存在的不足，并對(duì)光伏電站未來的應(yīng)用前景和發(fā)展方向進(jìn)行展望，旨在為沙區(qū)開發(fā)建設(shè)光伏電站做到最大程度地減少對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的破壞并及時(shí)采取必要的生態(tài)恢復(fù)和污染治理措施提供參考依據(jù)，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)“發(fā)展為要，生態(tài)優(yōu)先”。

1 光伏電站對(duì)土壤的影響

光伏電板及其支架的布設(shè)與遮陰作用對(duì)建站前后的土壤具有較為明顯的生態(tài)作用。光伏電站對(duì)土壤的影響研究主要集中在土壤抗蝕性、理化性質(zhì)及土壤溫度等方面。其中，電站對(duì)土壤抗蝕性和理化性質(zhì)的影響主要集中在建站前對(duì)場(chǎng)地的平整與開挖、人員踩踏及機(jī)械碾壓等工作環(huán)節(jié)，對(duì)土壤溫度的影響主要反映在建站后光伏電板在光照下的升溫作用，進(jìn)而影響周邊土壤溫度。

1.1 對(duì)土壤抗蝕性的影響

中國(guó)光伏電站集中分布在西北戈壁、荒漠等典型生態(tài)脆弱區(qū)[11]。該區(qū)植被稀疏、土壤水肥不足、植物生產(chǎn)力偏低、原有生態(tài)環(huán)境十分脆弱。而在區(qū)域光伏電站建設(shè)中，人為活動(dòng)的擾動(dòng)必然會(huì)加大對(duì)土層原生結(jié)構(gòu)和植被的破壞作用，并加速地表風(fēng)蝕，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。

光伏電站對(duì)土壤抗蝕性的影響主要集中在施工期對(duì)光伏場(chǎng)地的平整、光伏陣列基地的開挖、道路系統(tǒng)的修建及升壓站區(qū)的場(chǎng)地平整等工作環(huán)節(jié)。同時(shí)，光伏電站的建設(shè)需要大量砍伐影響運(yùn)輸設(shè)備、遮擋太陽(yáng)能光伏陣列等環(huán)節(jié)的植被，導(dǎo)致地表裸露，產(chǎn)生大量松散土方石，極易引發(fā)土壤侵蝕。光伏電站建設(shè)會(huì)破壞該區(qū)域多年形成的地表結(jié)皮，造成水土流失和地表?yè)P(yáng)塵，甚至引發(fā)沙塵暴[12]。在生產(chǎn)運(yùn)行期，各項(xiàng)具有水土保持功能的工程和植物措施均得到落實(shí)，土壤侵蝕進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期。同時(shí)，太陽(yáng)能電池板具有一定的阻擋作用，大面積的光伏陣列會(huì)減弱地表風(fēng)速，降低地表輸沙率，并增加地表粗糙度，此時(shí)土壤侵蝕會(huì)大幅減少[13]。趙鵬宇等[14]對(duì)烏蘭布和沙漠東北緣光伏電站土壤表層顆?？臻g異質(zhì)特征分析中指出，電站內(nèi)，站區(qū)中心區(qū)域與南北兩緣土壤粒度組成最細(xì)，從中心區(qū)域向電站南北兩緣土壤粒徑表現(xiàn)為先增粗后變細(xì)的趨勢(shì)。光伏電站作為一種機(jī)械擋沙措施對(duì)沙漠地區(qū)的風(fēng)沙流具有“再分配”作用，光伏電板及其支架的布設(shè)在防風(fēng)固沙方面具有高立式沙障的作用。

1.2 對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

光伏電站于施工過程中，由于機(jī)械碾壓、人員踩踏、土體翻整并被堆放于地表等人為因素的干擾會(huì)使土壤板結(jié)，肥力降低，造成施工區(qū)域內(nèi)動(dòng)植物的棲息環(huán)境被破壞，生物多樣性減少，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)植被群落種類組成、數(shù)量及分布規(guī)律發(fā)生改變，進(jìn)而影響其土壤性質(zhì)。有研究表明，光伏電站施工期間會(huì)增大土壤容重和非毛管孔隙度，同時(shí)也降低了土壤總孔隙度和毛管孔隙度[15]。此外，施工使土壤中的有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷含量降低，但對(duì)全磷、全鉀和速效鉀的影響并不顯著[16]。在光伏電站運(yùn)營(yíng)期，與光伏電站周邊相比，未遮陰和遮陰區(qū)域的土壤有機(jī)質(zhì)、含水量、速效磷和速效鉀含量明顯增加，電導(dǎo)率和pH值降低，其中遮陰區(qū)域的土壤容重增加，而未遮陰區(qū)域的土壤容重降低；在電站內(nèi)部，與遮陰區(qū)域相比，未遮陰區(qū)域的土壤含水量、電導(dǎo)率、pH值、0—40 cm層速效磷和速效鉀含量均增加，可能是因由于太陽(yáng)能電池板以及植物的遮陰作用能有效的減少地表水分蒸發(fā)，提高了土壤的蓄水保墑能力[17]，進(jìn)而為植被生長(zhǎng)提供了保障。總體而言，光伏電站建成運(yùn)營(yíng)后在一定程度上有利于土壤理化性質(zhì)的改良和物種多樣性的增加。

1.3 對(duì)土壤溫度的影響

高曉清等[18]對(duì)格爾木荒漠地區(qū)光伏電站土壤溫度進(jìn)行了一整年的觀測(cè)得出，站內(nèi)與站外土壤溫度日、年變化趨勢(shì)均一致，在10 cm的土壤淺層，站內(nèi)土壤溫度日較差明顯低于站外，說明光伏裝置具有絕熱保溫作用；在冬季，光伏電站是冷源，站外5—180 cm各層土壤溫度均明顯高于站內(nèi)，而站內(nèi)各層土壤溫度年較差均大于站外。

2 光伏電站對(duì)植物的影響

光伏電站對(duì)植物的影響共分為兩個(gè)階段：施工期和營(yíng)運(yùn)期。光伏電站在建設(shè)期間，需要對(duì)站內(nèi)土地進(jìn)行平整以及光伏組件支架基礎(chǔ)和配電房部分工程進(jìn)行施工，使原有植被遭到一定程度的破壞。施工期間施工量相對(duì)較少，對(duì)植被影響將會(huì)隨著工程的結(jié)束而消失，施工結(jié)束后次年即可自然恢復(fù)。在光伏電站建設(shè)期間，短時(shí)間內(nèi)雖會(huì)造成某些物種數(shù)量減少，但不會(huì)使這些物種在區(qū)域內(nèi)絕對(duì)消失[19-21]。在光伏電站營(yíng)運(yùn)期間，人為擾動(dòng)減少，且大型的太陽(yáng)能基礎(chǔ)設(shè)施可以保護(hù)植被免受太陽(yáng)和強(qiáng)風(fēng)的影響，而時(shí)常清洗太陽(yáng)能光伏板的水可以為植物提高生長(zhǎng)所需的水分，為耐蔭性植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造條件[22]。研究表明，光伏電站內(nèi)的植物種類多樣性大體表現(xiàn)為：未遮陰>遮陰>電站周邊，說明光伏電站能夠顯著提高該區(qū)域的植被覆蓋率，有利于改善脆弱的生態(tài)環(huán)境[12]。同時(shí)，植物也可以減少風(fēng)塵對(duì)光伏板發(fā)電裝置的磨損和干擾。

光伏電站對(duì)植物的影響主要體現(xiàn)在：太陽(yáng)能電池板對(duì)風(fēng)和太陽(yáng)光的阻擋作用[23]?；哪貐^(qū)大面積光伏組件的布設(shè)，有助于增加地表粗糙度[24]，降低風(fēng)速并且減少植被的水分蒸發(fā)，從而使地上植物更好地生長(zhǎng)，起到防風(fēng)固沙和綠化的作用[25]。例如翟波等[26]研究了光伏電站對(duì)羊草群落特征及多樣性的影響，在每塊電板下根據(jù)光照強(qiáng)度及水分情況的差異，研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)電板正下方的多樣性指數(shù)整體偏低，Pielou均勻度指數(shù)同樣表現(xiàn)出電板正下方的數(shù)值低于電板前檐以及后檐，其中電板前檐的最高，達(dá)到0.86。光伏電板的架設(shè)改變了草本植物種類分布，降低了草地自然植被的多樣性。此外，風(fēng)會(huì)使草本植物葉片傾角改變，導(dǎo)致成熟期葉面積指數(shù)降低。在風(fēng)的長(zhǎng)期作用下，某些植物的葉表皮薄層會(huì)被剝蝕，羧化酶的含量受到影響，進(jìn)而影響光合作用[27]。強(qiáng)風(fēng)也會(huì)影響植物周圍的相對(duì)溫度和相對(duì)濕度[28]。光伏陣列降低了電站內(nèi)的風(fēng)速，提高了空氣濕度，也為植物提供了良好的生境，同時(shí)也形成了生長(zhǎng)兼顧治沙的良性循環(huán)[29-30]。但是，由于太陽(yáng)能電池板對(duì)太陽(yáng)的阻擋作用，使板下溫度降低，阻礙了植物進(jìn)行光合作用，使植物生長(zhǎng)緩慢[31]。

3 光伏電站對(duì)局地小氣候的影響

光伏電站對(duì)土壤的影響研究主要集中在地表太陽(yáng)輻射、大氣熱力平衡及大氣溫濕度等方面。由于缺少光伏電站內(nèi)部觀測(cè)資料，至今對(duì)光伏電站局地氣候效應(yīng)的研究還較少。以往的研究大多依靠模式模擬，且主要集中于溫度場(chǎng)，而對(duì)輻射特征的觀測(cè)分析相對(duì)較少。光伏電站的運(yùn)行對(duì)局地輻射平衡有重要影響，所以研究光伏電站內(nèi)外輻射特征的差異性，對(duì)研究光伏電站的局地氣候效應(yīng)有重要意義。

3.1 對(duì)地表太陽(yáng)輻射的影響

光伏陣列把部分太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，改變了局地地表能量分配，可能會(huì)對(duì)大型光伏電站局地和周邊的太陽(yáng)輻射乃至氣候產(chǎn)生影響。常兆豐等[32]運(yùn)用河西走廊的氣象資料和民勤沙區(qū)的光照觀測(cè)資料以及植被觀測(cè)資料，對(duì)此作了探索性分析。結(jié)果表明，1 m2的光伏電池板轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能相當(dāng)于民勤沙區(qū)260.75 m2沙漠植被利用的太陽(yáng)能。光伏電站建成后，大面積的太陽(yáng)能電池板覆蓋于地面，改變了原有地表形態(tài)，并把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，大大減少了地表的太陽(yáng)直接輻射，并對(duì)地表輻射平衡產(chǎn)生直接影響，在光伏電站內(nèi)形成小氣候，對(duì)周邊局地氣候產(chǎn)生影響。Taha[33]對(duì)洛杉磯地區(qū)進(jìn)行氣象建模以此來評(píng)估光伏電站的大氣效應(yīng)。Turney等[34]調(diào)查了光伏電站在整個(gè)存在階段的32種影響。Barron-Gafford等[35]對(duì)大規(guī)模屋頂光伏裝置產(chǎn)生的城市熱島效應(yīng)進(jìn)行大量研究。Fthenakis等[36]對(duì)北美的大型光伏電站的溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬，并與實(shí)測(cè)溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)作對(duì)比。此外，楊麗薇等[37]研究發(fā)現(xiàn)，站內(nèi)日平均反照率為0.19，站外為0.26，站內(nèi)年平均凈輻射明顯高于站外。光伏電站在夜間具有保溫效應(yīng)，而在白天有降溫效應(yīng)，光伏電站是一個(gè)能量匯。而因光伏陣列將部分輻射能轉(zhuǎn)換為電能輸出，導(dǎo)致站內(nèi)地表溫度低于站外。

3.2 對(duì)大氣熱力平衡的影響

地面熱力不平衡是形成氣壓梯度進(jìn)而產(chǎn)生大風(fēng)的動(dòng)力源。沙區(qū)多風(fēng)且大面積沙面裸露；氣壓梯度越大，則風(fēng)速越大，這也是導(dǎo)致中國(guó)西北地區(qū)每年春季沙塵暴頻發(fā)的一個(gè)重要原因。每年春季氣溫回升時(shí)，沙面將大量的太陽(yáng)輻射反射到近地面空氣中，空氣受熱膨脹，向上運(yùn)行，氣壓降低，與每年春季向四周擴(kuò)散的西伯利亞高壓冷空氣形成明顯的氣壓梯度。當(dāng)大風(fēng)掠過干燥裸露的沙面時(shí)會(huì)吹起沙塵，形成沙塵暴或風(fēng)沙流。風(fēng)是沙塵暴的動(dòng)力源，而近地層空氣的熱力不均衡則是風(fēng)的動(dòng)力源。光伏發(fā)電有利于轉(zhuǎn)化和消耗沙漠地區(qū)沙塵暴和風(fēng)沙流的動(dòng)力源，進(jìn)而減少沙塵暴的發(fā)生。光伏電板支架還可改變氣流方向，降低風(fēng)速，具有類似沙障的擋風(fēng)阻沙作用[32]。

3.3 對(duì)大氣溫濕度的影響

空氣溫濕度是表征一個(gè)地區(qū)氣候環(huán)境的重要參數(shù)。在夏季晴朗的天氣條件下，光伏電站具有增溫降濕的作用，形成“熱島效應(yīng)”[38]。高曉清等[18]利用格爾木大型光伏電站內(nèi)外空氣溫濕度觀測(cè)資料，比較電站內(nèi)外氣溫與空氣相對(duì)濕度的日變化與年變化特征，分析了造成光伏電站內(nèi)外空氣溫濕度差異的原因。研究發(fā)現(xiàn)，由于太陽(yáng)電池板的發(fā)熱作用，使其熱空氣效應(yīng)大于光伏板遮陽(yáng)冷卻效應(yīng)，使春、夏、秋季日間站內(nèi)2 m高度處的氣溫明顯高于站外，夏季差異達(dá)到最大值；而在四季夜晚，站內(nèi)2 m高度處的氣溫均高于站外，這可能與光伏板對(duì)近地面土壤層的保溫作用有關(guān)，有待于進(jìn)一步深入研究。同時(shí)，四季白天站內(nèi)10 m高度處的氣溫均低于站外，其中秋、冬季相差較大，這可能與冬、夏氣溫對(duì)太陽(yáng)能電池板光電轉(zhuǎn)換效率的影響有關(guān)。夜晚光伏陣列具有絕熱保溫作用，使站內(nèi)晝夜溫差減小，對(duì)抑制風(fēng)沙的產(chǎn)生具有十分重要的意義。此外，光伏電站對(duì)局部的小氣候還具有降溫增濕的作用。

4 光伏電站對(duì)動(dòng)物和微生物的影響

光伏電站施工期對(duì)光伏場(chǎng)地的平整、光伏陣列基地的開挖、道路系統(tǒng)的修建及升壓站區(qū)的場(chǎng)地平整等工作環(huán)節(jié)，導(dǎo)致地表裸露，產(chǎn)生大量松散土方石，極易引發(fā)土壤侵蝕。而土壤侵蝕過程能夠直接影響土壤養(yǎng)分在坡面上的空間分布及土壤結(jié)構(gòu)，通過影響土壤性質(zhì)，改變土壤微生物群落的生長(zhǎng)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，從而影響土壤微生物的生長(zhǎng)[38]。此外，項(xiàng)目實(shí)施期間受爆破等施工活動(dòng)的影響，區(qū)域內(nèi)的野生動(dòng)物會(huì)受到驚嚇等影響，但隨著施工的結(jié)束這種影響將隨之消除。光伏電站對(duì)動(dòng)物的影響研究主要體現(xiàn)在鳥類遷徙等活動(dòng)，對(duì)其他動(dòng)物和土壤微生物的影響較小。

5 結(jié) 論

(1) 光伏電站施工期大面積破壞多年形成的地表結(jié)皮，導(dǎo)致大量松散土石方堆積、地表裸露，極易造成水土流失和風(fēng)蝕揚(yáng)塵，是產(chǎn)生土壤侵蝕的主要階段。在營(yíng)運(yùn)期間，由于植被自然恢復(fù)、人工綠化及管護(hù)對(duì)站內(nèi)土壤具有一定的改良作用。

(2) 沙區(qū)光伏電站施工期間，短時(shí)間內(nèi)會(huì)對(duì)站內(nèi)植物群落產(chǎn)生不利影響，但長(zhǎng)期來說有利于耐陰植物的生長(zhǎng)、增加物種多樣性，改善沙區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境。光伏陣列的阻風(fēng)固沙與遮陰增濕作用有利于提高站內(nèi)植被覆蓋率，改善生態(tài)脆弱區(qū)。此外，在電站選址時(shí)盡量選擇植被較少的流動(dòng)與半固定沙丘地，同時(shí)也要考慮風(fēng)蝕沙埋和堆積對(duì)電站正常運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的影響。

(3) 大面積覆蓋的光伏電板會(huì)吸收太陽(yáng)輻射并將其轉(zhuǎn)換成電能，減少地表大量的太陽(yáng)直接輻射，有利于轉(zhuǎn)化和消耗沙區(qū)沙塵暴和風(fēng)沙流的動(dòng)力源。同時(shí)，光伏陣列具有類似高立式機(jī)械沙障的擋風(fēng)阻沙作用，能夠抑制和減少沙塵暴的發(fā)生頻率和強(qiáng)度。此外，光伏電站對(duì)局部小氣候具有降溫增濕的作用。以往的研究大多依靠模式模擬，且主要集中于溫度場(chǎng)，而對(duì)輻射特征的觀測(cè)分析相對(duì)較少。光伏電站的運(yùn)行對(duì)局地輻射平衡有重要影響，所以未來的研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注光伏電站內(nèi)外輻射特征的差異性。

(4) 項(xiàng)目實(shí)施期間受爆破等施工活動(dòng)的影響，區(qū)域內(nèi)的野生動(dòng)物(主要為鳥類)會(huì)受到驚嚇等影響，但隨著施工的結(jié)束這種影響將隨之消除?？傮w而言，光伏電站對(duì)動(dòng)物和土壤微生物的影響較小。

6 展 望

(1) 中國(guó)在西北沙區(qū)進(jìn)行光伏電站建設(shè)時(shí)，要做到開發(fā)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投運(yùn)“三同時(shí)”原則。開發(fā)建設(shè)與生態(tài)保護(hù)并重，優(yōu)化設(shè)計(jì)，科學(xué)施工，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)理。盡量保持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)的結(jié)構(gòu)與功能的完整性，減少人類活動(dòng)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的影響。在光伏發(fā)電項(xiàng)目的規(guī)劃與選址設(shè)計(jì)階段要充分考慮工程可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的各種不利影響，并采取必要的生態(tài)恢復(fù)和污染治理措施。

(2) “以光發(fā)電、以電提水、以水改土、以土促產(chǎn)、以產(chǎn)扶貧”是一項(xiàng)精準(zhǔn)扶貧的有效措施。光伏發(fā)電將成為防沙治沙的一條新途徑，將發(fā)電、節(jié)水農(nóng)業(yè)、沙漠治理結(jié)合在一起，利用沙漠充足的土地和光熱資源發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，利用光伏板的遮陰作用發(fā)展沙草產(chǎn)業(yè)，在發(fā)電的同時(shí)改善生態(tài)環(huán)境與發(fā)展沙區(qū)旅游經(jīng)濟(jì)，有利于沙漠增綠、企業(yè)增效、資源增值，并充分實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益的“三贏”。

(3) 生態(tài)環(huán)境中植被、土壤、氣候、動(dòng)物、微生物等環(huán)境因子相互作用。因此，必須要深入研究光伏電站對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響機(jī)制，并制定相應(yīng)的防治措施，保證生態(tài)平衡，有助于實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電與生態(tài)環(huán)境的友好、良性及協(xié)調(diào)發(fā)展。光伏電站對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響研究仍處于初級(jí)階段，光伏電站對(duì)動(dòng)物遷徙和分布、植物群落結(jié)構(gòu)以及對(duì)昆蟲、土壤微生物的影響等問題亟需進(jìn)一步深究。