板陣下方意外出現的綠洲
中國西北部一名49歲的牧民葉多，仍記得1998年的窘迫景象。塔拉灘戈壁沙漠的天然牧草已消失殆盡，牛羊餓得奄奄一息。他和父親得跑到偏遠村莊買乾草，再用三輪車載回來，途中地形險峻。有一次，葉多拉著超載的車子時弄傷了腳踝。上世紀末，當地沙漠化程度已達98.5%，除了沙塵暴與艱辛，這片沙漠幾乎一無所有。
如今，葉多騎著機車穿越一片截然不同的景色。深藍色太陽能板綿延鋪展，覆蓋青海省共和縣曾經荒蕪的162平方英里土地。在這些太陽能板下方，羊群在茂盛的草地上吃草，草長得太密時甚至會遮住面板。他的羊群已從200隻增加到300多隻，年收入也接近10萬元人民幣（約1.4萬美元）。這片30年前還會揚起沙塵暴的土地，如今輸出的不僅是乾淨電力，還有以「光伏羊」品牌銷售的優質羊肉。
共和光伏園區是世界上海拔最高的高原大型太陽能設施，其轉變不只是一項能源計畫。《科學報告》（Scientific Reports）刊登的同儕審查研究證實，這項設施已為沙漠地表帶來可測量的生態改善。太陽能板創造出較涼爽、濕度較高的微氣候，讓植被得以繁盛生長，將幾近沒有生命跡象的廣袤土地轉變為能同時支撐數吉瓦電力與數千隻放牧動物的生態系。
葉多以具體的生活變化，描述這場轉型帶來的經濟效益。
我們家靠養羊一年能賺近10萬元。我養的羊從200隻增加到300多隻，而且健康又壯實。生活好過多了。
擴展世界屋脊上的太陽能版圖
塔拉灘太陽能園區位於海拔近1萬英尺的青藏高原，空氣稀薄、日照強烈，為太陽能發電提供理想條件。園區於2012年動工，是中國首批千萬千瓦級太陽能發電基地之一。根據官方資料，截至2024年底，園區面積已擴大至逾300平方公里（116平方英里）；部分國際報導則將相關設施納入計算，估計總面積達162平方英里。
其規模遠超美國任何類似設施。整個園區目前有91家能源企業進駐，其中包括63家太陽能光電公司和28家風電業者，併網容量合計達1,773萬千瓦。高壓電線將電力輸送至1,000多英里外的工業中心，支援中國持續擴張的電動車市場與人工智慧資料中心。光是去年，當地新興能源計畫的建設就為農民與牧民創造了逾3,000個工作機會。
選址考量相當務實。塔拉灘戈壁地勢遼闊平坦，其他土地用途少，而且擁有全球最充沛的太陽能資源之一。由於高原大氣層較薄，接收到的日照比海平面更強烈。然而，讓這裡適合設置太陽能板的同一批條件，也就是強烈日照與乾旱環境，長期以來阻礙植物生長，並加劇嚴重的沙漠化。
遮蔭如何改寫沙漠生態
太陽能板下方出現的生態變化，挑戰了人們對脆弱環境中工業開發的傳統看法。西安理工大學研究人員採用歐洲環境署開發的評估工具DPSIR架構（驅動力、壓力、狀態、影響、回應），在共和園區測量57項不同的生態指標。他們於2024年發表的研究發現，太陽能板正下方區域的一般生態健康評分為0.4393，明顯高於過渡地帶的0.2858與未開發沙漠地區的0.2802。
持續監測生態變化的研究人員，記錄到太陽能板下方的土壤狀況已有可測量的改善。
太陽能板會改變地表的能量平衡。與園區外的裸露沙漠相比，我們觀察到板陣下方的生物活動更為旺盛。
改善的機制出乎意料地簡單。太陽能板阻擋直射日光，降低地表溫度並減緩蒸發，讓珍貴水分能留在土壤中，不像平常那樣幾小時內就消失。衛星遙測資料顯示，光伏園區內的風速下降了50%，土壤水分蒸發量則減少30%。2025年刊於《環境科學前沿》（Frontiers in Environmental Science）的研究發現，固定式太陽能板下方的土壤蓄水量，約比附近裸露地面多75%。
維護作業也帶來額外水分。太陽能板需要定期清洗，以去除會降低發電效率的灰塵；清洗後的水會滲入板陣下方的土壤。在塔拉灘沙漠，穩定而少量的水源，加上蒸發減少，使部分地區的草長到一公尺以上。國家電力投資集團有限公司與西安理工大學的資料顯示，園區內植被覆蓋率已達80%。
這些微氣候緩衝效應，讓耐旱植物與土壤微生物得以扎根。遮蔭減少每日劇烈的溫差，降低植被承受的壓力；太陽能板的實體結構則打亂風勢，避免表土與幼苗遭強風吹蝕。由此形成的正向循環中，土壤水分增加有助植物生長，而植被又進一步穩定土壤、減少揚塵。
農光互補的變革
植被恢復，也為太陽能業者帶來意料之外的難題。面板下方的草越長越密，開始遮擋陽光、降低發電效率；到了冬天，乾燥植被還有引發火災的風險。起初，業者雇工人手動清除雜草，既昂貴又耗費人力。
2018年，業者轉向當地牧民尋求解方，此後這種做法成為全球農光互補的示範模式。葉多等牧民如今可免費在太陽能板下放牧，讓羊群自然控制植被，無須使用除草劑或機械清除。技術人員也調整設施以配合放牧，將板陣間距從3公尺加寬至5公尺，並把支架高度從50公分提高到1.5至1.8公尺。
這種安排證明雙方都受益。酷熱夏季時，羊群可以在陰涼處休息，還能吃到受益於改善後微氣候而生長的優質牧草。「光伏羊」以肉質優良受到肯定，牧民也開發出品牌產品，透過電商平台銷往全國。每隻羊都配有數位身分卡，形式為QR Code耳標，記錄年齡、疫苗接種紀錄與所有權等資訊。
當地已在太陽能園區內設立32處光伏生態牧場與56處集中放牧點，支援周邊18個村莊，每年飼養逾2萬隻羊。園區每年估計可生產11.8萬噸牧草，理論上足以供養20萬隻羊。光是2023年，光伏羊銷售就為牧民帶來總計1,100萬元收入；173個曾經貧困的村莊則透過太陽能相關業務創造了6,700萬元收益。
青海以外的研究證據
科學家強調，單一地點的觀察需要在其他地區重複驗證，才能確認生態效益。中國其他沙漠的太陽能設施也出現類似現象，顯示共和的轉變可能是更普遍的趨勢，而非當地特例。在庫布齊沙漠，經過30年的開發，當地已從過去會輸出沙塵暴的地區，轉變為由駿馬太陽能電站發電、同時有灌木叢與野生動物棲息的地方，包括狐狸與野兔。
一項刊於《環境管理期刊》（Journal of Environmental Management）的全面分析，運用2010年至2018年的遙測資料，研究中國12個主要沙漠。研究發現，這段期間光伏電站面積從零擴大至102.56平方公里，設施內的綠化面積達30.80平方公里，占太陽能農場總面積的30%。研究人員認為，這主要歸功於政府主導的光伏治沙計畫，以及有利的氣候條件。
中國以外的地區也在驗證相關原理。加州的Nexus計畫正研究在舊金山東方的希克曼運河上方設置太陽能板，能否藉由防止水分蒸發，節省630億加侖的水。雖然這與沙漠綠化的規模不同，背後的物理原理卻相同：遮蔭能減少水分流失、調節溫度，為乾旱環境中的植被生長或水資源保育創造條件。
前景、規模與謹慎考量
儘管個別場址的生態效益看來相當顯著，研究人員仍提醒，不應未經審慎評估就大規模擴建。氣候模型顯示，規模極大的設施可能改變區域環流，進而影響遠離太陽能板陣的降雨帶。地表反照率變化與熱量重新分布，也可能對園區範圍以外造成連帶影響。
效益也很大程度取決於設計與維護。面板高度、列間距與朝向都會顯著影響抵達地面的光照與水分。東西向排列可能比朝南配置更均勻地分配光線。若缺乏適當的水土流失防治與水資源管理，正面效應可能脆弱或短暫。選址至關重要，計畫必須避開敏感棲地與遷徙廊道。
長期監測也是一項挑戰。這些沙漠中的多數太陽能農場營運時間不到15年。科學家需要數十年的資料，才能判斷植被增加的效益是否會隨設施老化而持續、灰塵累積模式是否會改變，以及微氣候變化是否最終會對當地生物多樣性或土壤化學性質帶來意想不到的後果。
重點整理
- 位於青海省、占地162平方英里的共和光伏園區，坐落於青藏高原，是世界上海拔最高的大型太陽能設施。
- 科學研究證實，太陽能板創造出較涼爽、濕度較高的微氣候，使園區內植被覆蓋率從幾近沙漠化提高至80%。
- 太陽能板下方的土壤水分比裸露沙漠增加約75%，風速則下降50%。
- 當地牧民如今在太陽能板下放牧逾2萬隻羊，採用稱為農光互補的模式，在創造數百萬元人民幣收入的同時，也以自然方式管理植被。
- 對中國12個沙漠的研究發現，30%的太陽能農場面積出現顯著綠化；不過科學家提醒，長期監測與審慎選址仍不可或缺。
