為應對由化石燃料排放引起的氣候變化，風能作為最為清潔的綠色能源之一，在全球范圍內(nèi)被廣泛推廣。自本世紀初以來，全球風能的裝機總量從2001年的20 GW快速增加至2022年的900 GW。當風電場的規(guī)模在地理空間上不斷擴大的過程中，風電場對區(qū)域氣候的影響可能會放大，并進一步改變生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程。盡管風電場對于區(qū)域氣候的影響已經(jīng)被證實，然而其對于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響研究仍然缺乏。
中國科學院華南植物園科研團隊聯(lián)合國內(nèi)外數(shù)十家科研機構，選擇中國北方草地為研究區(qū)，基于多源遙感數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)大規(guī)模風電場降低了草地的植被生產(chǎn)力和碳匯總量。在風電產(chǎn)生的同時，風力渦輪機轉子旋轉產(chǎn)生的湍流改變了大氣中熱量和水汽的垂直交換，進而對局地氣候產(chǎn)生影響?；跉夂蛴^測數(shù)據(jù)的分析，本研究進一步指出，由風電機引起的熱量和水汽垂直交換會導致區(qū)域大氣水汽壓差（VPD）增加，即大氣干旱加劇。這種大氣干旱現(xiàn)象被證明是大規(guī)模風電場抑制植被的生長和生產(chǎn)力，進而降低生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的主要原因。
這項研究創(chuàng)新性地將風能與生態(tài)系統(tǒng)功能聯(lián)系在一起，揭示了大規(guī)模風電場對區(qū)域碳循環(huán)的影響和驅(qū)動機制，并著重強調(diào)了在全球風能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展過程中評估其對生態(tài)系統(tǒng)影響的重要意義。
相關研究在可再生能源生態(tài)學研究方面取得重要進展，揭示大規(guī)模風電場對草地生態(tài)系統(tǒng)功能的潛在影響及驅(qū)動機制，相關成果以“Observed impacts of large wind farms on grassland carbon cycling”為題發(fā)表在Science Bulletin（《科學通報》）（IF=18.9）上。華南植物園武東海研究員和徐文芳副研究員為論文的共同第一作者。該研究得到廣東省重點研發(fā)計劃、國家自然科學基和中國科學院華南植物園項目等資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.10.016
圖1. 不同規(guī)模風電場對草地植被生長（NDVI）、總初級生產(chǎn)力（GPP）、生態(tài)系統(tǒng)呼吸（ER）和凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力（NEP）的影響。
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