太陽能板打造的新綠洲
在青藏高原的青海高原地帶，中國建成一座幅員遼闊的太陽能園區，改變了能源結構，也讓土地面貌隨之轉變。這片約 235 平方英里的荒漠地帶架設了逾 700 萬片太陽能板，晴天時將電力輸送至電網，其餘時間則為乾旱地表遮蔭。遮蔭加上板列間較平緩的風勢，讓草類和小型灌木得以在過去以裸土和沙地為主的地方扎根。如今牧民引導羊群穿梭園區，讓羊隻取食重新生長的植被，同時控制植物高度。
目錄
這是全球最大連片太陽能園區，條件有利時，發電量足以供應多達 500 萬戶家庭。此計畫位於兩項迫切優先工作交會之處：減少碳排放，以及穩定數十年來逐漸沙漠化的地景。中國境內有大片沙漠和半沙漠地帶，國家研究估計，約四分之一國土為沙漠。沙漠化已透過沙塵暴、土壤侵蝕和可耕地流失，影響數億人口。在這樣的環境中推動大型計畫，正好能檢驗能源基礎設施如何兼作地景管理工具。
初步證據顯示，設置太陽能板的區域生態狀況有所改善，但科學家也提醒，必須妥善設計和管理，避免脆弱土地承受新的壓力。評估這項青海建設核心「共和光電園區」的研究團隊指出，地表的水分、溫度和風勢出現變化，有利植被復育。他們也發現土壤養分和植物多樣性有所改變，因此需要持續監測。整體而言，這並非奇蹟般的全面綠化，而是在大量潔淨能源產出之外，透過持續管理逐步改善地表條件。
青海大型園區如何成形
這項計畫的核心位於海南藏族自治州共和縣，橫跨塔拉灘戈壁。當地一年大部分時間日照強烈，但降雨稀少、蒸發量高。工程人員在固定傾角和單軸追蹤支架上，部署單晶矽與多晶矽模組；排列方式既能捕捉長時間日照，也能在板列間形成遮蔭帶，減緩風勢，讓地表附近的濕度維持得稍久一些。
位置與運作方式
高海拔、寒冷冬季和乾燥空氣，嚴格限制了高原植被的生長。在共和，長期氣候資料顯示，年均溫約為攝氏 4 度，降雨相對稀少，蒸發量則非常高。年日照時數約為 2,300 至 3,500 小時。太陽能場內，板片阻隔直射地面的部分日照，也減弱近地表風勢。單片太陽能板所造成的微氣候效應有限，但在數百平方英里的範圍內，會形成一片片較平靜、白天較涼爽的地表環境，減少水分流失。這讓種子更容易發芽，也有利淺根植物存活。
供電數百萬戶，穩定電網
這座園區的總裝置容量為區域供電作出重要貢獻，尤其是在日照高峰時段。營運業者表示，供電量最高可達 500 萬戶家庭，但實際數字取決於季節日照和電網調度。地方官員和產業分析師指出，這項計畫在建設、營運和維護方面創造了就業機會；新增的大規模發電容量，也有助於穩定周邊社區的電價，提升中國西部的能源安全。青海已成為潔淨能源整合的示範地，結合太陽能、輸電線路與園區內外的土地管理措施，將電力送往用電中心。
太陽能板下方及周邊的變化
太陽能板主要透過三種方式改變地表條件：阻擋部分太陽輻射照射地面；板列形成低矮的防風屏障，減緩風勢；並將雨水和雪水導向板片邊緣的狹長地帶。這些變化共同提高地表附近的土壤含水量，緩和地面溫度起伏，並減少風蝕。在沙漠環境中，即使水分和風勢曝露程度只有些微改善，也能讓草類和耐旱灌木更有機會扎根。
微氣候與土壤
聚焦共和園區的同儕審查研究，提供了有系統的證據，說明這些變化。2024 年的一項分析採用以 DPSIR 為基礎的架構，也就是追蹤驅動力、壓力、狀態、影響和回應，以評估環境變化的方法，比較太陽能園區內部與周邊對照區的狀況。園區內部區域的綜合生態分數約為 0.44；分數越高代表環境越健康。過渡區和園區外區域的分數則約為 0.29。研究人員將園區內較佳的結果，歸因於微氣候、土壤水分和微生物群落雖小但持續的改善。這套指標系統結合實地採樣、遠端監測和統計加權，顯示與附近未設置太陽能板的土地相比，園區內整體地表條件有所改善。讀者可在 Nature 刊載的《Scientific Reports》文章中查看研究方法和結果，請見此連結。
高原其他乾旱地區的太陽能園區實地紀錄，也呈現類似的微氣候變化。陣列下方的土壤，白天通常比裸露地面涼爽，夜間則略為溫暖；相對濕度也有所變化，降低了新生幼苗承受的壓力。地表風勢減弱，尤其在風勢最強的季節，也能減少幼苗周圍的沙土移動。這些條件無法保證植物群落蓬勃發展，但若搭配基本土地照護措施，確實能降低植物發芽和存活的門檻。
植被與養分
然而，植物群落的反應相當複雜。青海沙漠的一項研究發現，太陽能板下方的植物生物量雖然增加，但物種豐富度和香農多樣性指數，均低於園區外的對照樣區。板下土壤含水量增加，可利用磷則減少。分析指出，土壤水分和可利用磷是左右優勢物種的關鍵變數。這些結果顯示，管理者應追蹤土壤養分和植物競爭情形，掌握植被復育狀況。可採行的措施包括在板列間地帶針對性播種原生種植物、在原生植物缺磷且土壤已耗竭的區域少量補充磷，以及安排維護工作的季節時機，以保護重新生長的植被。
沙漠生態是否整體受益？
另一項研究運用生態系服務模型，評估青藏高原太陽能開發案在 2011 至 2020 年間，從施工前、施工期間到施工後，對碳封存、固沙和土壤保留的影響。陣列建成後，模型估算碳封存量增加約 71%，固沙能力增加約 81%，土壤保留能力增加約 32%。改善幅度最大之處，集中在設施周邊約 400 至 500 公尺內，這反映微氣候和地表粗糙度效應會隨距離增加而減弱。完整文章刊載於《Environmental Research Letters》，可在 IOP 網站此連結閱讀。
這些指標之所以重要，是因為它們能將地表變化轉化為地景為人們提供的服務。碳封存反映植物和土壤能儲存多少碳，有助於減緩氣候變遷。固沙指標衡量地表穩定程度，與沙塵暴和土壤侵蝕有關。土壤保留則反映地面在風力和罕見降雨事件中留住表土的能力。若這些服務能持續改善，代表沙塵天數減少、放牧條件改善，周邊生態系也能擁有更具韌性的基礎。
研究人員也強調，並非所有指標都朝正面方向變化。在部分評估中，太陽能板下方的真菌數量和每日光合有效輻射較低，顯示光線變化和物種競爭可能對某些生物造成壓力，即使植物生物量有所增加。這正是持續監測和調適管理對園區生態目標至關重要的原因。科學家建議妥善管理陣列邊緣的緩衝區，採用精簡但兼顧生態的配置，並定期進行生態調查，隨著場址逐漸成熟調整做法。
羊群、土地照護與營運
園區部分區域已恢復放牧，羊群在板列間取食新生的草類和低矮灌木。省級計畫將此模式定位為結合再生能源、植被培育和畜牧業的做法，既有助土地復育，也能增加農村收入。青海的報告指出，過去被視為荒蕪的區域如今植被明顯再生，牧民也透過結合放牧與太陽能場管理，獲得新的收入來源。羊群能透過糞便讓養分循環，並將植被高度控制在適當範圍，降低火災風險，也避免植被遮擋較低處的太陽能板邊緣。
放牧仍須有計畫。過度放牧可能抵銷復育成果，尤其在植物較脆弱的夏末。場址管理者通常會將羊群輪流安排到指定區塊，讓使用程度較高的區域休養，並在播種後限制進入，讓植物根系有時間穩固。以圍欄保護容易受損的棲地，例如匯集太陽能板邊緣逕流的溝谷，可減少踩踏。成效最佳的計畫會依季節生產力訂定放牧密度，再根據植被調查結果調整。
防塵與清潔也是沙漠太陽能園區日常營運的一環。飛塵會降低發電量，也可能磨損玻璃。園區內的植被、太陽能板下方穩固的地表，以及車流量大的道路所鋪設的礫石或碎石，都能減少揚塵。清潔方式包括乾式刷具、噴氣，以及在積塵量最高的時期以少量清水沖洗。由於水資源稀缺，負責任的業者會將清潔排程集中在積塵最嚴重的季節，並在可行處投資回收系統。小幅調整場址地形也有幫助，可引導逕流避開基座和電纜溝，防止沖蝕。
脆弱高原的規劃至關重要
青藏高原擁有全球最豐富的太陽能資源之一，但當地生態系對干擾相當敏感。結合土地適宜性分析與生態系服務評估的空間規劃研究，說明了選址為何重要。研究人員繪製高原地圖後，找出太陽能資源、地形、可及性和生態韌性之間最均衡的區域。地圖顯示，高原上有相當大比例的土地具備技術開發潛力；但納入生態系服務和土地保護條件後，評為高度適宜的區域僅占較小部分。研究人員也發現，已建設的計畫所在地，與整體條件最佳的選址機會之間存在落差；妥善規劃有助於縮小這道差距。
中國全國性的選址研究也得出類似結果。近期一項模型納入太陽能資源、風沙災害和生態因素後，認為礫石沙漠通常比沙質沙漠更適合興建大型計畫。分析估計，只要利用一小部分沙漠土地，就能滿足全國用電需求；最適合的區域則集中在柴達木盆地部分地區和中國北方。相關研究同時強調，應排除保護區和植被覆蓋率較高的地區，並依當地環境承載限制調整計畫密度。重點很明確：妥善選址能減少與野生動物和土地使用者的衝突，也能提升計畫長期營運成效。
青海的規劃人員和監管機關已採納部分相關作法。近期生態評估提出的建議包括：在陣列邊緣設置緩衝區、採用精簡配置以縮短受擾動廊道、進行針對性的生態監測，以及依實測場址狀況調整規定，適時加嚴或放寬要求。這些措施日益成為新建計畫的標準，也可在既有設施更新或維護期間補行採納。
就業、收入與地方支持
這麼大規模的場址建設動員了區域勞動力。施工高峰期間創造數千個職缺，完工後則留下營運、植被管理和電網支援等長期工作。從運輸到住宿，地方服務業也在建設期間受惠。營運逐漸穩定後，園區內的土地照護和放牧合作社又帶動第二波就業，讓牧民得以將傳統生計與現代能源計畫結合。
青海官員推動更廣泛的「生態優先」策略。鄰近湖泊和草原的保育工作、聘用居民擔任巡護員的培訓計畫，以及地質景點獲聯合國教科文組織肯定，都透過生態旅遊和保育工作增加地方收入。太陽能計畫也符合這項方向，將能源投資與土地復育、農村發展結合。這種結合對爭取民眾支持相當重要。當社區看到植被恢復、沙塵減少、家庭收入增加，就更可能支持能源計畫，及早通報問題，並參與監測計畫，維護土地健康。
區域規劃人員也常提到能源安全帶來的好處。中國西部擁有豐富的太陽能和風能資源，共和等地的發電如今供應省內需求，也透過高壓輸電線路將多餘電力送往東部。青海大規模的潔淨能源發電若搭配電網其他地區的彈性資源，有助於改善每日和季節性供需平衡。供電可靠度的提升，對行程緊湊的產業和希望電費穩定的家庭都很重要。
其他地區如何擴大建設
青海經驗對其他乾旱地區日益具有參考價值。有助提升生態成效的設計選擇務實可行，也容易複製，包括調整板列間距以減少風蝕、將逕流導入植被帶、採用精簡的聯外道路以縮小受擾動面積，以及沿陣列邊緣設置緩衝帶。管理者可在板列間播種原生植物，配合生長季節安排維護工作，並依季節生產力協調放牧。
研究也指出明確的空間分布模式。生態系服務的最大增益通常出現在設施周邊數百公尺內，表示效益集中在陣列範圍內及鄰近地帶。這項模式應做為監測資源投入地點，以及野生動物通行保護緩衝區設置位置的依據。規劃人員應先為每個大型計畫建立符合場址特性的生態基線，再採用以 DPSIR 為基礎的指標組合衡量進展、調整作法。公開這些指標有助建立信任，也能讓擴建、暫緩或調整計畫的決策更加周全。
這些做法都無法保證生態復育成功。沙漠生態系差異甚大，即使在同一省內，土壤化學性質、地下水深度和風況也可能在短距離內改變。青海經驗顯示，大型太陽能園區有助植被復育和土地穩定，但也揭示植物多樣性和土壤養分方面的取捨，必須加以留意。只要妥善規劃、透明監測並讓社區參與，就有機會兼顧發電和土地健康。
重點摘要
- 中國青海的太陽能計畫占地約 235 平方英里，設有逾 700 萬片太陽能板，供電量最高可達 500 萬戶家庭。
- 太陽能板遮蔭和板列間風勢減弱，讓塔拉灘部分地區的草類和灌木重新生長，有助羊群放牧和土壤穩定。
- 《Scientific Reports》2024 年一項採用以 DPSIR 為基礎指標系統的研究發現，共和太陽能園區內部的生態健康分數高於周邊土地。
- 《Environmental Research Letters》的一項研究指出，園區建成後，碳封存、固沙和土壤保留能力均有所提升，增益最大處位於陣列周邊 400 至 500 公尺內。
- 太陽能板下方的植被生物量增加，但物種豐富度下降、可利用磷減少，凸顯監測養分和採取調適管理的必要。
- 場址管理者透過輪牧、防塵、妥善整地和針對性播種，維護植被並減少太陽能板積塵。
- 空間規劃研究顯示，礫石沙漠通常比沙質沙漠更適合大型計畫；妥善選址則可避開保護區和植被覆蓋率高的區域。
- 這項計畫創造就業機會並穩定地方供電，省級計畫則將太陽能開發與保育、農村收入成長相結合。
- 可供其他地區採用的關鍵作法包括設置緩衝區、採用精簡配置、以 DPSIR 為基礎進行監測，以及推動社區參與，確保生態效益持續發揮。
