北京
近日，兰州大学逸夫生物楼实验室里，一份份土壤样品均匀排列在洁净的孔板上，该校草地农业科技学院包爱科教授团队正在测定土壤样品有机碳的组分。
这些土壤来自一个“沙戈荒”新能源基地。研究团队正尝试进一步探究光伏电站内外植被恢复对土壤有机碳的影响效应及途径。
“沙戈荒”，是沙漠、戈壁、荒漠这三类生态环境脆弱、自然条件严酷的区域统称。这些地区拥有丰富的光热资源，是建设大型新能源基地的理想区域。如何探索出一条新能源基地和生态协同发展的新路径？兰州大学的科研人员正不断探索。
科学监测引领精准修复
毛乌素沙地南缘的陕西榆林靖边县，年降雨量不足440毫米，年日照时数超2600小时。自2022年开始，包爱科教授团队来到这里，开始在华能东昇光伏电站开展生态监测与植被恢复技术开发。他们在光伏电站内外架设了多环境要素集成监测设备，系统监测电站建设对微气候、土壤和风蚀的影响。
监测发现，光伏板阵列通过增加地表粗糙度，能显著降低风速和输沙量，电站内部核心区输沙量减少46%，位于下风向点东南边缘降幅更高达77%。同时，光伏板的遮挡可有效降低蒸发量，保持土壤湿度，有利于微生物定殖和种子库保存。
掌握了环境变化规律后，该团队反复筛选适生植物，创新提出光伏场区“分区植被配置模式”。在光伏板下播种耐阴抗旱的禾本科牧草，在板间混播喜阳的豆科和禾本科牧草，在道路两侧栽植抗逆性强、低矮的灌木，在场区空地则采取草灌结合的模式，最大限度提高植被覆盖度和生物量。
这一模式被概括总结为“近自然修复+优良牧草种植”，即通过适度灌溉和施肥激活土壤种子库，并重点选择播种高附加值、抗逆性强的优良牧草，在快速提高植被覆盖度的同时，增加土地的潜在经济产出。
经过3年植被恢复，靖边东昇电站内平均植被盖度跃升明显，土壤有机碳储量显著高于站外，固碳能力提高了88%以上。场区内植被每年每公顷可涵养水源829立方米，每平方米可滞留沙尘16.8千克，有效改善了局地环境。
种质创新助力荒漠治理
如今，在兰州大学，一批科研力量正扎根荒漠、追风逐沙，为“沙戈荒”地区的新能源开发与生态保护协同发展探索可复制、可推广的技术范式。
在塔克拉玛干沙漠南缘的新疆和田地区洛浦县，戈壁荒滩一望无际，年降水量仅为30毫米，中广核在这里启动了光伏治沙示范项目。
“生态修复在这里面临的最大挑战是缺水和强风。在6月至8月作物生长的关键期，风沙干扰尤为严重，流动沙丘一旦被强风吹动，作物可能被连根拔起。”兰州大学生态学院教授张峰介绍。
张峰团队创新采用速生草与乡土草种混播的技术。“一年生的燕麦等速生草可以在两周内完成种植，并让地表快速复绿。它们降低了风速，为多年生草的生长搭建了‘保护罩’。这种混播技术有效降低了沙丘流动，可显著提高作物成活率。”张峰解释。
据了解，该技术还被推广到甘肃嘉峪关、青海德令哈和内蒙古达拉特旗、兴安盟等4个示范点，覆盖了我国八大沙漠和四大沙地。
项目实施效果显著。采用“中等用水量”方案后，在无降雨的情况下，各示范点的草种覆盖度均有较大提升。
多学科协同助力科学修复
“在新能源基地开展生态修复，必须遵循科学规律，综合考虑环境因素和经济成本。”包爱科表示，这需要多学科协同。目前，该团队汇集了生态学、植物生理生态、防风治沙、环境监测和生态效益评估等多领域专家，致力于“沙戈荒”地区的新能源开发环境影响评价与生态修复研究。
种质资源的创新利用，被认为是植被恢复与生态治理的关键。兰州大学生态学院刘建全教授团队选育的抗旱四倍体白刺表现出优异的抗逆特性；杜彦磊教授针对治沙工程需求，选育出“光伏专用”匍匐型紫花苜蓿新品系……“这些创新成果促进了生态型植物新品种的选育进程与成果转化，有力推动了光伏治沙项目的实施。”张峰说。
面向未来，生态治理正深度拥抱智能化。张峰团队整合了横跨中国北方的多个光伏治沙项目获取的海量监测数据，利用兰州大学自主研发的“中国草业开发与生态建设专家系统”数据库，在人工智能的帮助下，成功开发出“光伏治沙智慧决策支持系统”，实现了治沙方案和草种选择的“一地一策”。
包爱科团队同样将目光投向了智能化。他们计划运用AI技术，基于现有实验数据和不断更新的实时资料，搭建自适应的智能决策系统，为新能源基地生态治理提供决策支持。“我们希望借助AI的力量，让生态治理更加省时省力、科学有效。”包爱科充满期待。
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