光伏+生态修复的能源化矿山生态修复模式为纾解光伏发展用地困境、解决大面积矿山废弃地亟待修复的需求提供了突破口.本研究以辽宁省中部某矿区为例,构建林光互补、农光互补和草光互补3种光伏+矿山生态修复模式,结合生命周期评价方法,核算光伏发电系统碳减排量和生态系统增汇量,评估光伏+矿山生态修复的减碳增汇潜力.结果表明:光伏+矿山生态修复模式下,矿山年均减碳增汇量为514.93 t CO2 hm-2,每兆瓦光伏电站年均减碳量为1242.94 t CO2.该矿区若采用光伏+生态修复模式,25年计入期内减碳增汇总量630.43～779.24万t CO2.光伏+矿山生态修复模式的减碳增汇量主要源于光伏清洁发电产生的碳减排,占比96.4％～99.4％,生态系统增汇量贡献较小,仅占总量的0.6％～3.7％.光伏+不同修复模式下的减碳增汇潜力不同,其中,林光互补减碳增汇潜力最大(711.89万t),其次为农光互补(704.07万t),草光互补减碳增汇潜力最小(697.98万t).构建"光伏+矿山生态修复"模式可有效发挥光伏发电的减碳及矿山生态修复的增汇双重效益,助力我国碳中和目标实现.

以石漠化光伏场区植被恢复土壤为研究对象,探究光伏场区环境异质性对土壤养分及肥力质量特征的影响,为石漠化脆弱区生态修复提供科技支撑.通过主成分分析及单因素方差分析,研究植被恢复土壤养分的水平(板间IP、前檐FP、后檐RP和板下UP)及垂向(0～20、20～40和40～60cm)空间分异特征,评估光伏电板遮阴对土壤肥力的影响.结果表明:光伏电板不同程度遮阴对土壤水溶性有机碳和速效磷含量的影响较小,场区内不同位置均无显著差异(P＞0.05),板下位置的全氮、全碳、硝氮浓度较板间有所升高,但差异不显著(P＞0.05),速效钾含量显著升高(P＜0.05);光伏板不同程度遮阴对土壤质量指数(SQI)无显著影响(P＞0.05),土壤养分具有明显的表聚特性,说明光伏场区表层土壤的保护及改良对于植被恢复有重要意义.

草原地区大规模建设光伏电站会对当地自然环境造成影响, 进而影响植物群落特征.本研究以土默特左旗羊草草原为对象, 通过对光伏电板下各位置的植被进行调查取样, 分析了物种多样性以及当地建群种羊草的生长状况.结果表明: (1) 光伏电板下共发现7科13属14种植物, 其中羊草广泛分布于光伏电板下方及周围各位置处. (2) 光伏电板下物种Patrick丰富度指数、Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数均表现为电板正下方显著高于电板前后檐. (3) 电板下羊草的高度、盖度、密度和基径也均表现为电板正下方显著高于电板前后檐, 对照组由南向北对应位置的相应指标均无较大变化. (4) 电板正下方羊草的生物量显著高于电板前后檐, 对照组由南向北的羊草生物量无显著差异.本研究可为草原地区光伏电站的生态恢复提供依据.

光伏电站主要改变土壤的温湿度和光照条件,进而改变电站内部植被的生长分布特征.以西宁地区的小型实验光伏电站为研究对象,通过样地调查分析光伏电站内7种植物在不同微型生境区域内的生长高度和分布密度的差异性及其与环境因子的联系.结果表明:光伏阵列间的植被高度显著高于阵列下方各区域内的植被高度(P＜0.05);自光伏阵列前端至另一个光伏阵列前端内的植物高度呈周期变化,先降低后增高,最低点在阵列中前端至阵列中端之间;苔藓只分布在阵列中端,苜蓿只分布在阵列间隔处,香薷只分布在阵列下方5个区域;阵列中前端和阵列中后端的植被密度显著低于其他区域(P＜0.05);光伏电站内土壤湿度和土壤温度是影响植被密度的主要积极因素,光照强度是影响植被高度的主要积极因素.光伏阵列使得站区内的植物生长和分布趋向于规律化的趋势,降低其正下方的土壤湿度,提高土壤温度;降低植被的高度和密度,提升物种丰富度.

青藏高原因其独特的地理单元、广袤的荒漠及丰富的太阳能资源(太阳辐射强且多、日照时间长),在光伏电站建设及"碳中和"实现中具有重要的区位优势.光伏电站建设能够改变局域环境进而影响植被生长,但光伏电站植被恢复的关键限制性因子尚不清楚.本研究以青藏高原东缘塔拉滩荒漠草原光伏电站为研究对象,探究益生微生物、无机肥料(氮肥和磷肥)和微量元素3种限制性因子及其交互效应对光伏电站光伏电板下植被特征(群落盖度、地上生物量和物种丰富度)的短期影响.研究结果表明:(1)添加无机肥料显著增加群落盖度(F1,5=40.598;P＜0.001),降低物种丰富度(F1,5=5.133;P=0.026),但对地上生物量无显著影响(F1,5=0.279;P=0.599);而微生物菌剂和微量元素复合剂则对群落盖度、地上生物量和物种丰富度均无显著影响;(2)多重比较证实无机肥料、微生物菌剂和微量元素复合剂的混合添加使得光伏电板外和光伏电板下群落盖度均达到各实验处理组合中的最大值,最利于植被恢复.本研究表明无机肥料是青海塔拉滩光伏电站建设后限制植被生长的重要因子,但微生物菌剂和微量元素在促进植被生长方面仍然发挥着不可替代的作用.因此,它们一起添加更能有效加速荒漠生态系统光伏电板下的植被恢复.