【论文精选】光伏电站工程对土壤与植被的影响——以甘肃河西走廊荒漠戈壁区为例

来源：中国水土保持科学

随着经济社会的高速发展，各类生产建设项目建设规模与投资力度日益加大，在建设、生产过程中不可避免地出现挖填、堆弃、碾压活动，占压、扰动并破坏了原地表及植被，从而对建设区域的土壤环境与植被造成一定影响。光伏电站工程建设对区域土壤环境与植被的影响有其特殊性，针对其影响特点、遵循因地制宜、因害设防的原则，如何布设行之有效的防治措施是防治光伏电站建设中新增水土流失的关键；因此，研究光伏电站建设过程中对土壤环境与植被的影响具有重要的现实意义。

甘肃河西走廊荒漠戈壁区，降雨稀少，蒸发量大，植被稀疏，风大沙多，生境严酷，是我国典型的风力侵蚀区，也是西北地区主要的沙尘暴发源地。随着生产建设项目的实施原有地表结皮和植被遭到破坏，引起了新增水土流失，从而使原本脆弱的生态环境更趋恶化；因此，做好开发中的保护工作就必须引起全社会的高度重视，做到在开发中保护和在保护中开发相结合。笔者通过对甘肃河西走廊荒漠戈壁区6个已建光伏电站对生态环境的影响调查、分析，初步了解了光伏电站建设不同时段对生态环境的影响情况，以期为甘肃河西走廊荒漠戈壁区光伏电站建设过程中的生态保护工作提供技术支撑。

其背景分为自然概况和光伏电站工程两部分：

1) 自然背景。河西走廊是中国内地通往新疆的要道，东起乌鞘岭，西至古玉门关，南北介于南山(祁连山和阿尔金山)和北山(马鬃山、合黎山和龙首山)之间，长约900km，宽数km至近百km，为西北—东南走向的狭长平地。在行政区划上从东向西依次为甘肃省武威市、金昌市、张掖市、酒泉市和嘉峪关市，地形大部分为祁连山北麓冲积-洪积扇构成的山前倾斜平原。在全国土壤侵蚀类型区中属“三北”戈壁沙漠及沙地风沙区，其东面有腾格里沙漠、北面有巴丹吉林沙漠、西面有库姆塔格沙漠，沙漠和零星沙地面积约754km2，戈壁面积约8.55万km2。

该区南侧为祁连山脉，其他3面被沙漠包围。气候属大陆性干旱气候，气候干燥，冷热变化剧烈，风大沙多，降雨稀少，按甘肃省1981—2010年气象资料，各市多年平均降水量为：武威171.1mm，张掖132.6mm，酒泉88.4mm，嘉峪81.5mm，敦煌39.8mm；酒泉以东干燥度为4~8，以西为8~24，敦煌市、瓜州县属于极端干旱区。

2) 光伏电站工程背景。河西走廊太阳能资源丰富，被誉为“陆地三峡”，目前，凉州区、金昌市、民勤县、肃州区、金塔县、嘉峪关市、敦煌市等地已建成的百万千瓦级光电基地运行良好，截至2016年底，研究区内已有光伏产业园区19个，入驻光伏企业107家，累计装机容量422.4万kW，仅次于青海的580.4万kW。

本研究从东向西选择了武威、张掖、嘉峪关3市的6个典型光伏电站，采用定位观测、巡查监测和查阅水土保持监测资料相结合的方法进行了土壤环境与植被影响调查。最终结论如下：

1) 光伏电站建设过程中对原地表的挖填、堆弃、碾压，不可避免地对原地表土壤造成扰动，研究结果表明：扰动后土壤的PH、全氮、全磷、全钾、有机质、有效磷与扰动前差异不大，但土壤水解性氮、速效钾明显高于未扰动区域。

光伏电站内外土壤养分变化（表格完整内容请点击阅读原文）

2) 光伏电站在建设过程中对原有植被和地表结皮破坏较大，地表结皮的破坏，加剧水土流失和扬尘，甚至引发沙尘暴。植被的破坏，降低了植被的覆盖率，引起了生态环境的恶化和植物种群多样性的减少。

3) 因光伏面板对降雨有集流作用，因此，光伏电站内光伏板间扰动后自然恢复区域土壤水分明显高于光伏电站外未扰动区域。

光伏电站内外土壤水分统计表

从该研究工作可以得出对未来在该地区发展光伏电站如何更好地保持生态平衡的建议：

1) 光伏电站在设备选型时要选择光电转化效率高的光伏组件，同时在地质条件许可的前提下光伏面板支架基础优先选择土石方量最小的螺旋钢管桩基础。

在地形无明显起伏，地面自然坡度小于或等于3°的平原地区，“光伏组件转化效率”提高1%，“光伏方阵场区”的占地面积减少5%~9%。

2) 从工程的可研设计阶段就要重视环境保护工作，将环境保护工作贯彻于工程建设的全过程，使各参建单位树立减少扰动就是最大保护的思想，做到文明施工。

3) 可利用光伏面板的集流作用发展特色林果业。

本研究由甘肃省水利科研计划项目（2016-76-6）资助。

《中国水土保持科学》是由中国科学技术协会主管，中国水土保持学会主办的综合性学术期刊。2003年创刊，双月刊，公开发行，2004年成为中国科技核心期刊，2011年入选中国科学引文数据库（CSCD），2015年入编《中文核心期刊要目总览》2014年版（即第七版）。

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