光明日?qǐng)?bào)記者 王冰雅 尚杰 光明日?qǐng)?bào)通訊員 王耀輝
近日，蘭州大學(xué)逸夫生物樓實(shí)驗(yàn)室里，一份份土壤樣品均勻排列在潔凈的孔板上，該校草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院包愛科教授團(tuán)隊(duì)正在測定土壤樣品有機(jī)碳的組分。
這些土壤來自一個(gè)“沙戈荒”新能源基地。研究團(tuán)隊(duì)正嘗試進(jìn)一步探究光伏電站內(nèi)外植被恢復(fù)對(duì)土壤有機(jī)碳的影響效應(yīng)及途徑。
“沙戈荒”，是沙漠、戈壁、荒漠這三類生態(tài)環(huán)境脆弱、自然條件嚴(yán)酷的區(qū)域統(tǒng)稱。這些地區(qū)擁有豐富的光熱資源，是建設(shè)大型新能源基地的理想?yún)^(qū)域。如何探索出一條新能源基地和生態(tài)協(xié)同發(fā)展的新路徑？蘭州大學(xué)的科研人員正不斷探索。
科學(xué)監(jiān)測引領(lǐng)精準(zhǔn)修復(fù)
毛烏素沙地南緣的陜西榆林靖邊縣，年降雨量不足440毫米，年日照時(shí)數(shù)超2600小時(shí)。自2022年開始，包愛科教授團(tuán)隊(duì)來到這里，開始在華能東昇光伏電站開展生態(tài)監(jiān)測與植被恢復(fù)技術(shù)開發(fā)。他們在光伏電站內(nèi)外架設(shè)了多環(huán)境要素集成監(jiān)測設(shè)備，系統(tǒng)監(jiān)測電站建設(shè)對(duì)微氣候、土壤和風(fēng)蝕的影響。
監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，光伏板陣列通過增加地表粗糙度，能顯著降低風(fēng)速和輸沙量，電站內(nèi)部核心區(qū)輸沙量減少46%，位于下風(fēng)向點(diǎn)東南邊緣降幅更高達(dá)77%。同時(shí)，光伏板的遮擋可有效降低蒸發(fā)量，保持土壤濕度，有利于微生物定殖和種子庫保存。
掌握了環(huán)境變化規(guī)律后，該團(tuán)隊(duì)反復(fù)篩選適生植物，創(chuàng)新提出光伏場區(qū)“分區(qū)植被配置模式”。在光伏板下播種耐陰抗旱的禾本科牧草，在板間混播喜陽的豆科和禾本科牧草，在道路兩側(cè)栽植抗逆性強(qiáng)、低矮的灌木，在場區(qū)空地則采取草灌結(jié)合的模式，最大限度提高植被覆蓋度和生物量。
這一模式被概括總結(jié)為“近自然修復(fù)+優(yōu)良牧草種植”，即通過適度灌溉和施肥激活土壤種子庫，并重點(diǎn)選擇播種高附加值、抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良牧草，在快速提高植被覆蓋度的同時(shí)，增加土地的潛在經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。
經(jīng)過3年植被恢復(fù)，靖邊東昇電站內(nèi)平均植被蓋度躍升明顯，土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量顯著高于站外，固碳能力提高了88%以上。場區(qū)內(nèi)植被每年每公頃可涵養(yǎng)水源829立方米，每平方米可滯留沙塵16.8千克，有效改善了局地環(huán)境。
種質(zhì)創(chuàng)新助力荒漠治理
如今，在蘭州大學(xué)，一批科研力量正扎根荒漠、追風(fēng)逐沙，為“沙戈荒”地區(qū)的新能源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)協(xié)同發(fā)展探索可復(fù)制、可推廣的技術(shù)范式。
在塔克拉瑪干沙漠南緣的新疆和田地區(qū)洛浦縣，戈壁荒灘一望無際，年降水量僅為30毫米，中廣核在這里啟動(dòng)了光伏治沙示范項(xiàng)目。
“生態(tài)修復(fù)在這里面臨的最大挑戰(zhàn)是缺水和強(qiáng)風(fēng)。在6月至8月作物生長的關(guān)鍵期，風(fēng)沙干擾尤為嚴(yán)重，流動(dòng)沙丘一旦被強(qiáng)風(fēng)吹動(dòng)，作物可能被連根拔起。”蘭州大學(xué)生態(tài)學(xué)院教授張峰介紹。
張峰團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用速生草與鄉(xiāng)土草種混播的技術(shù)。“一年生的燕麥等速生草可以在兩周內(nèi)完成種植，并讓地表快速復(fù)綠。它們降低了風(fēng)速，為多年生草的生長搭建了‘保護(hù)罩’。這種混播技術(shù)有效降低了沙丘流動(dòng)，可顯著提高作物成活率。”張峰解釋。
據(jù)了解，該技術(shù)還被推廣到甘肅嘉峪關(guān)、青海德令哈和內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗、興安盟等4個(gè)示范點(diǎn)，覆蓋了我國八大沙漠和四大沙地。
項(xiàng)目實(shí)施效果顯著。采用“中等用水量”方案后，在無降雨的情況下，各示范點(diǎn)的草種覆蓋度均有較大提升。
多學(xué)科協(xié)同助力科學(xué)修復(fù)
“在新能源基地開展生態(tài)修復(fù)，必須遵循科學(xué)規(guī)律，綜合考慮環(huán)境因素和經(jīng)濟(jì)成本。”包愛科表示，這需要多學(xué)科協(xié)同。目前，該團(tuán)隊(duì)匯集了生態(tài)學(xué)、植物生理生態(tài)、防風(fēng)治沙、環(huán)境監(jiān)測和生態(tài)效益評(píng)估等多領(lǐng)域?qū)＜遥铝τ凇吧掣昊摹钡貐^(qū)的新能源開發(fā)環(huán)境影響評(píng)價(jià)與生態(tài)修復(fù)研究。
種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用，被認(rèn)為是植被恢復(fù)與生態(tài)治理的關(guān)鍵。蘭州大學(xué)生態(tài)學(xué)院劉建全教授團(tuán)隊(duì)選育的抗旱四倍體白刺表現(xiàn)出優(yōu)異的抗逆特性；杜彥磊教授針對(duì)治沙工程需求，選育出“光伏專用”匍匐型紫花苜蓿新品系……“這些創(chuàng)新成果促進(jìn)了生態(tài)型植物新品種的選育進(jìn)程與成果轉(zhuǎn)化，有力推動(dòng)了光伏治沙項(xiàng)目的實(shí)施。”張峰說。
面向未來，生態(tài)治理正深度擁抱智能化。張峰團(tuán)隊(duì)整合了橫跨中國北方的多個(gè)光伏治沙項(xiàng)目獲取的海量監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用蘭州大學(xué)自主研發(fā)的“中國草業(yè)開發(fā)與生態(tài)建設(shè)專家系統(tǒng)”數(shù)據(jù)庫，在人工智能的幫助下，成功開發(fā)出“光伏治沙智慧決策支持系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了治沙方案和草種選擇的“一地一策”。
包愛科團(tuán)隊(duì)同樣將目光投向了智能化。他們計(jì)劃運(yùn)用AI技術(shù)，基于現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和不斷更新的實(shí)時(shí)資料，搭建自適應(yīng)的智能決策系統(tǒng)，為新能源基地生態(tài)治理提供決策支持。“我們希望借助AI的力量，讓生態(tài)治理更加省時(shí)省力、科學(xué)有效。”包愛科充滿期待。
《光明日?qǐng)?bào)》（2025年07月21日 07版）
