中国科学家意外证实:沙漠中太阳能电池板,可以唤醒荒漠生态系统

文|江未央

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8月30日,《科技日报》报道了一则引人注目的消息:中文版报告《大型太阳能光伏电站对当地环境的影响和效益》正式发布,青海共和、塔拉滩、格尔木等光伏治沙典型案例被纳入其中。

同日,《光伏电站与环境协同发展国际导则》编制工作正式启动。这意味着,中国在光伏治沙上摸索出的经验,正在从国内实践走向国际规则。

而支撑这份底气的核心数据,最初只是源于一篇试图“中立观测”的论文。

意料之外的发现,生态改善的原因

2024年9月,西安理工大学团队在《Scientific Reports》上发表的研究结果显示:在荒漠化率高达98.5%的区域,光伏板下的生态健康指标达到了0.4393,而旁边的裸露区域仅为0.2802。

这不是“好像有点作用”的模糊判断,而是一组高度悬殊的数据反差。这个结果之所以引人关注,是因为它完全是个“意外”。

共和光伏园区是西安理工大学团队几年来持续观测的样本。他们最初的课题并不是治沙,而是想中立地测量大型新能源设施对地表环境的影响。

为此,团队利用DPSIR模型布设了多个对比样点,跟踪了土壤理化性质、温湿度、生物多样性等共57项指标。

在很多早期的工程文件里,沙漠现场的生态往往被列为“配合电力开发的前置条件”,根本没人指望它能复苏。

但真实数据出炉后,大家发现光伏板下方的生态健康指数显著优于附近的过渡带与裸地,原本没人指望的荒地悄悄变绿了。

这是一个典型的工程正外部性案例,与其说是工程规划的成功,不如说是科学观测带来的意外收获。

既然发现了这个无心插柳的效果,业内自然会问:如果未来在工程设计阶段就主动考虑,是不是能进一步放大这种效益?

要回答这个问题,得先搞清楚板下生态改善的原因到底来自哪里。科学家通过长期的样地观测和实验,找出了背后的几个关键原因。

首先是遮阴降温。大片光伏板挡住了阳光,地表温度降了下来,水分蒸发也就慢了。

其次,光伏板本身的倾角设计,正好能把雨水和清晨的露水汇聚到板下,形成了一个个局部的湿润区。园区的土壤湿度从原本不到4%,直接拉升到了接近9%,这在极度干旱的荒漠里极为珍贵。

除了保水,还有挡风。密集的板阵就像一道防风林,把风速削减了将近一半,表层含有养分的沙土不再被大风轻易吹走。

有了适宜的湿度和温度,沉睡在沙土里的植物种子和微生物开始苏醒,沙土逐渐聚合成了能保水保肥的团粒结构,土地的肥力自然就上来了。

可以看出,草之所以能长出来,靠的并不是光伏板发出的电,而是大规模铺设后对地表小气候的改善。

这种意料之外的生态红利,也让人联想到:其他大型基建是不是也能带来类似的效益?

但放眼全国,能以同等规模改造地表的工程极少。光伏项目之所以能率先跑通这条路径,是因为它的建设规模足够大,且有明确的发电收益作为经济支撑。

理清了这些背后的原理,塔拉滩十年的长期数据提供了最直观的印证。

塔拉滩生态变化“看得见”,不是所有地方都能照搬

以塔拉滩为例,园区建设十年间,土壤、植被和微生物的改变具有明确的量化证据。

植被覆盖率由最初的不到2%提升到55%以上,部分板下条件较好区域的报道数据甚至达到80%。

园区风速显著减小,羊爱吃的草类占比由7%提升到50%,土壤湿度长期维持在较高水平。荒漠化高达98.5%的土地,已经能够承载放牧,这在以前是难以想象的。

不过也要看到,这种生态改善目前只发生在光伏园区内部,出了园区,周边的荒漠并没有明显变化。

这意味着,光伏板的生态效益是有空间限制的,不能指望靠铺板子来解决所有的沙漠治理问题。要想在更大范围内恢复生态,依然离不开科学的选址和精细的运营。

而且,生态虽然变好了,但要想长期维持下去,还得算算经济上划不划算。

而事实证明,“光伏+羊”这套组合拳确实管用。

塔拉滩的草长起来之后,带来了一个“甜蜜的烦恼”:草本植物长得太茂盛,遮挡了光伏板,还增加了火灾隐患,企业不得不花大价钱请人除草。

2025年以后,当地企业干脆和牧民合作,让羊群直接进光伏区吃草。这一招不仅省下了除草的开支,还把原本没用的杂草变成了牧民的免费饲料。

如今,海南州已经建成了32个光伏生态牧场和56个集中放牧点,一年出栏两万多只“光伏羊”,带动周边18个村集体增加了收入,让企业省钱、牧民赚钱、土地改良一举三得。

为了配合羊群放牧,光伏支架的离地高度也被特意抬到了1.5米甚至更高,方便人畜通行。

羊群吃掉了多余的草,留下的粪便又反哺了土地,把发电和放牧真正结合在了一起。

这种模式不仅解决了治沙钱从哪来的问题,给生态修复找到了经济支撑,但也必须承认,塔拉滩的这套玩法,并不是在所有地方都能直接套用的。

中国西部的沙漠情况千差万别,地貌、水文和风力环境各不相同。比如塔克拉玛干沙漠,降水极少且风沙猛烈,在那里铺上光伏板,能不能像塔拉滩一样让土壤湿度和植被大幅提升,还得打个问号。

另外,有些生态区的沙土表面天然长有一层硬壳,能防风固沙;如果为了施工大面积动用机械,反而可能破坏这层脆弱的保护层,造成更严重的生态破坏。

塔拉滩能成功,靠的是板阵布局、草方格固沙加上科学的日常运维,是一整套系统配合的结果;如果只是单纯把光伏板铺满,很难达到这种全方位改善的效果。

而且,现在的数据只反映了十多年的变化,未来几十年的时间里,这种生态改善能不能一直维持下去,科学家们还在继续观测。

说到底,塔拉滩目前的成绩是在特定条件下取得的,不能把它当成包治百病的“治沙万能药”。

每个地方的自然资源、土壤条件和产业基础都不一样,都需要经过仔细评估。

既然不能简单复制,这也提醒我们在未来的大型基建规划中,不能只盯着单一目标,而应该把生态效益也纳入统筹考虑的范围。

过去搞环评,主要盯着施工会不会破坏环境,或者运营期间土地怎么用。但现在大家发现,大工程也能顺手改善周边的自然环境,带来意想不到的好处。

这给未来的基建规划提了个醒:设计的时候,除了算经济账,是不是也可以把改善气候、恢复土地这些因素考虑进去?比如在光伏项目里,板子之间留多大空隙、离地多高,是不是能根据当地生态的需要来设计,而不是只盯着发电效率?

塔拉滩的例子说明,大规模光伏在条件合适的地方,完全能做到既发电又治沙。而且,随着《光伏电站与环境协同发展国际导则》的编制启动,这套经验也开始走向国际,为全球荒漠化治理和新能源开发提供参考。

面对不同的土地和产业需求,咱们能不能打造出更多这样的生态样本?未来的工程建设,能不能从图纸阶段就兼顾生态效益?新能源与生态结合的下一个可能又会在哪里?欢迎大家一起来聊聊你的看法。


信源:
从“光伏羊”到国际导则:中国方案获全球认可 2026-08-30 13:50:06 来源:科技日报

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更新时间:2026-11-09

标签:科技   电池板   荒漠   太阳能   生态系统   沙漠   意外   中国科学家   生态   沙土   土地   土壤   地表   环境   数据   湿度   牧民   羊群

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