為應(yīng)對(duì)由化石燃料排放引起的氣候變化，風(fēng)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(jì)初以來(lái)，全球風(fēng)能的裝機(jī)總量從2001年的20 GW快速增加至2022年的900 GW。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模在地理空間上不斷擴(kuò)大的過(guò)程中，風(fēng)電場(chǎng)對(duì)區(qū)域氣候的影響可能會(huì)放大，并進(jìn)一步改變生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程。盡管風(fēng)電場(chǎng)對(duì)于區(qū)域氣候的影響已經(jīng)被證實(shí)，然而其對(duì)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(guó)科學(xué)院華南植物園科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)，選擇中國(guó)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(fēng)電場(chǎng)降低了草地的植被生產(chǎn)力和碳匯總量。在風(fēng)電產(chǎn)生的同時(shí)，風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的湍流改變了大氣中熱量和水汽的垂直交換，進(jìn)而對(duì)局地氣候產(chǎn)生影響?；跉夂蛴^測(cè)數(shù)據(jù)的分析，本研究進(jìn)一步指出，由風(fēng)電機(jī)引起的熱量和水汽垂直交換會(huì)導(dǎo)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(fēng)電場(chǎng)抑制植被的生長(zhǎng)和生產(chǎn)力，進(jìn)而降低生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的主要原因。
這項(xiàng)研究創(chuàng)新性地將風(fēng)能與生態(tài)系統(tǒng)功能聯(lián)系在一起，揭示了大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)對(duì)區(qū)域碳循環(huán)的影響和驅(qū)動(dòng)機(jī)制，并著重強(qiáng)調(diào)了在全球風(fēng)能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展過(guò)程中評(píng)估其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響的重要意義。
相關(guān)研究在可再生能源生態(tài)學(xué)研究方面取得重要進(jìn)展，揭示大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)功能的潛在影響及驅(qū)動(dòng)機(jī)制，相關(guān)成果以“Observed impacts of large wind farms on grassland carbon cycling”為題發(fā)表在Science Bulletin（《科學(xué)通報(bào)》）（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(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基和中國(guó)科學(xué)院華南植物園項(xiàng)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(fēng)電場(chǎng)對(duì)草地植被生長(zhǎng)（NDVI）、總初級(jí)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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