光明日報記者 王冰雅 尚杰 光明日報通訊員 王耀輝

近日，蘭州大學(xué)逸夫生物樓實驗室里，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)院包愛科教授團隊正在測定土壤樣品有機碳的組分。

這些土壤來自一個“沙戈荒”新能源基地。研究團隊正嘗試進一步探究光伏電站內(nèi)外植被恢復(fù)對土壤有機碳的影響效應(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，年日照時數(shù)超2600小時。自2022年開始，包愛科教授團隊來到這里，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)向點東南邊緣降幅更高達77%。同時，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，該團隊反復(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、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，并重點選擇播種高附加值、抗逆性強的優(yōu)良牧草，在快速提高植被覆蓋度的同時，增加土地的潛在經(jīng)濟產(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，土壤有機碳儲量顯著高于站外，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，中廣核在這里啟動了光伏治沙示范項目。

“生態(tài)修復(fù)在這里面臨的最大挑戰(zhàn)是缺水和強風(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，流動沙丘一旦被強風(fēng)吹動，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。

張峰團隊創(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‘保護罩’。這種混播技術(shù)有效降低了沙丘流動，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)蒙古達拉特旗、興安盟等4個示范點，覆蓋了我國八大沙漠和四大沙地。

項目實施效果顯著。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)濟成本。”包愛科表示，這需要多學(xué)科協(xié)同。目前，該團隊匯集了生態(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)境影響評價與生態(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)院劉建全教授團隊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)新成果促進了生態(tài)型植物新品種的選育進程與成果轉(zhuǎn)化，有力推動了光伏治沙項目的實施。”張峰說。

面向未來，生態(tài)治理正深度擁抱智能化。張峰團隊整合了橫跨中國北方的多個光伏治沙項目獲取的海量監(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)”，實現(xiàn)了治沙方案和草種選擇的“一地一策”。

包愛科團隊同樣將目光投向了智能化。他們計劃運用AI技術(shù)，基于現(xiàn)有實驗數(shù)據(jù)和不斷更新的實時資料，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)治理更加省時省力、科學(xué)有效。”包愛科充滿期待。

《光明日報》（2025年07月21日 07版）