光伏电站植被重建与管理研究——以大理州宾川县西村光伏电站为例

赵桂英

(云南省环境科学研究院，云南 昆明 650034)

光伏电站植被重建与管理研究
——以大理州宾川县西村光伏电站为例

赵桂英

(云南省环境科学研究院，云南 昆明 650034)

以宾川县西村光伏电站建设为研究样本，研究光伏电站建设过程中水土流失的产生和植被恢复情况。研究结果表明，以“农光互补”的政策和方法对西村光伏电站进行植被恢复，选择种植当地适宜性强的灌木马桑Coriarianepalensis、攀援性藤本金银花Lonicerajaponica、草本黑麦草LoliumperenneL.等对西村光伏电站进行植被恢复，有效地减少了水土流失，增加了失地农民的收入。

光伏电站；水土流失治理；植被重建；农光互补

为获取较多的清洁能源，我国从1996年开始大力发展光伏电站的建设。根据中国的地理条件，我国的光伏电站聚光太阳能电池沿地面自南向北45°倾斜布设。光伏电站施工过程中，需要砍伐影响设备运输、遮挡太阳能光伏阵列的树木，这些地表植被遭到破坏后，恢复较为困难，极易形成水土流失；在施工后期，光伏板基础及逆变、箱变基础硬化，光伏方阵区地表裸露，水土流失情况严重。光伏电站植被恢复物种选择研究已非常重要。

1 光伏电站区域情况

1.1 光伏电站基本情况

大理州宾川县西村并网光伏电站位于宾川县大营镇西村以西，距宾川县城西南面直线距离约27.5km。场址范围地理位置坐标东经100°18′24″～100°20′15.23”、北纬25°43′32.18″～25°44′20.13″。场址南北长约1.5km，东西宽约2.1km，地势起伏较大，场地海拔2275m～2431.5m。项目区所在地常年平均气温18.2℃，年最低温-6.4℃,年最高温38.2℃；冬春恒温，夏秋多雨，干湿季分明；降雨量少，年均降雨量556mm，境内西部、北部、东南部平均年降雨量>800mm，东部、南部平均年降雨量<700mm；年日照时数长，为2030.2～2623.9h，居全省第四位；平均风速7.7m/s，风向多为S。

1.2 光伏电站建设前植被情况

1.2.1 项目区域植被分类系统

根据《云南植被》的植被区划，宾川县西村光伏电站项目区隶属于Ⅱ亚热带常绿阔叶林区域，ⅡA西部(半湿润)常绿阔叶林亚区域，ⅡAii高原亚热带北部常绿阔叶林地带，ⅡAii-1滇中、滇东高原半湿润常绿阔叶林、云南松林区，ⅡAii-1a滇中高原盆谷滇青冈、元江栲林、云南松林亚区。

依据《中国植被》、《云南植被》和《云南森林》等重要植被专著中采用的分类系统，遵循群落学-生态学的分类原则，光伏电站调查范围内出现的自然植被可划分为4个植被型、5个植被亚型和7个群系，详见表1。

1.2.2 区域主要的植物资源

西村光伏电站区域内分布的主要资源植物有以下种类(部分栽培的资源植物也包含在内)：

(1)材用植物：云南松、华山松、旱冬瓜等。

(2)淀粉植物：薯蓣科植物等。

(3)药用植物：山珠半夏、金银花、附子、板蓝根等。

(4)花卉和绿化植物：马缨花、厚皮香等。

(5)油脂植物：青刺尖等。

(6)香料植物：柑橘、香薷属植物等。

(7)食用植物：马桑、柑橘。

(8)野生水果及蔬菜：密毛蕨、地石榴、大白花、老鸦泡、卵叶悬钩子等。

1.3 光伏电站建设中存在问题

1.3.1 光伏电站占地区域土地利用特点

(1)土地利用类型多，分布不均，区域差异较大。西村光伏电站占地区域土地利用类型单一，分布很不均匀。耕地主要是坡耕地、山区多分布林地。山区人少地多，但生产条件差，经营粗放，土地产出率低。

表1 西村光伏电站主要自然植被类型

(2)土地制约条件多，利用难度大。西村光伏电站占地区域的土地制约因子较多，主要有坡度大、土质差、耕作层薄、生产力水平低等。陡坡地遭受破坏会导致大面积水土流失或会造成滑坡、泥石流等地质灾害[3]。

1.3.2 光伏电站占地区域土地利用存在的问题

(1)人口不断增加，人均耕地逐年减少，土地供求矛盾突出。大营镇还处于工业初级发展阶段，未来建设用地需求量将呈持续增加趋势。随着人口持续增长，耕地的粮食供给任务也将加重，耕地保护面临越来越大的压力。随着城乡建设逐年发展，用地矛盾日趋突出，同时耕地中还存在着经济作物和粮食作物争地的矛盾。在人口增长的压力下，随着经济建设的不断发展，水利、交通、电力、旅游业等基础设施的加速建设势必还将占用一定数量的耕地。

(2)征地工作困难。西村光伏电站占地区域、占地范围涉及占用大量农林用地，应作好土地调规工作。规划实施过程中若不能作好群众工作，不能按照有关规定进行补偿或补偿不到位，很难按期完成征地和拆迁工作，影响光伏电站工程及规划区建设。

1.3.3 光伏电站项目区水土流失现状

根据《云南省土壤侵蚀现状遥感调查报告》(2004)资料，通过调查了解到，工程区水土流失类型以水力侵蚀为主，风力侵蚀为辅，现状水土流失形式主要为面蚀，少数发育成侵蚀沟。工程区占地类型现状为坡耕地、草地和裸地，总体地形坡度<5～24°。经综合分析，本工程区内无水土流失灾害区域，总体流失强度以中度为主，工程区水土流失背景值为1602t/(km2·a)。

1.3.4 光伏电站区域水土流失影响

西村光伏电站工程建设期水土流失主要表现为：施工过程中对原有地貌、土体结构和植被造成不同程度的破坏，使之丧失或降低了原来所具有的保持水土的功能，施工期间堆存表土，若未采取防护措施，在遇到不利气候条件的情况下，即可产生严重的水土流失。

2 植被重建与管理

2.1 光伏电站植被恢复措施

为有效减轻项目建设对周边环境的影响，光伏电站区域因地制宜，采取了乔、灌、草结合种植的植被恢复方法，主要种植了当地常见植物物种。

根据当地自然环境条件和施工情况，参考当地水土保持造林经验，以立地条件为依据，选用先进的、可行的造林技术进行设计。经过多树种、多草种的优选，分析并借鉴邻近同类工程采用的树、草种，选择并确定了适宜于本工程区立地条件的树种和草种。根据当地现有树草种生长状况，选取适生于当地的树草进行植被恢复。西村光伏电站采用了灌木马桑、攀缘植物金银花、草本植物黑麦草，其中攀缘植物金银花种植面积最大，最大限度减轻了水土流失影响。主要造林树种生态学与林学特性见表2。

表2 主要水土保持树草种生物学和生态学特性

2.2 植被重建主要物种介绍

2.2.1 金银花生物学特性

金银花，又名双花、忍冬花，为忍冬科忍冬属多年生半常绿藤本蔓生小灌木，其寿命可长达百年。金银花属多年生半常绿缠绕及匍匐茎的灌木。小枝细长，中空，藤为褐色至赤褐色。卵形叶子对生，枝叶均密生柔毛和腺毛。夏季开花，苞片叶状，唇形花有淡香，外面有柔毛和腺毛，雄蕊和花柱均伸出花冠，花成对生于叶腋，花色初为白色，渐变为黄色，黄白相映，球形浆果，熟时黑色[1]。

2.2.2 金银花的生长条件

金银花生长泼辣旺盛，适应性非常广泛。无论山区、平原、粘壤、沙土、盐碱地，土壤微酸、偏碱，都能很好地生长。金银花适应性很强，喜阳、耐阴，耐寒性强，也耐干旱和水湿，对土壤要求不严，但以湿润、肥沃的深厚沙质壤上生长最佳，每年春夏两次发梢。根系繁密发达，萌蘖性强，茎蔓着地即能生根。喜阳光和温和、湿润的环境，生活力强，适应性广，耐寒、耐旱。在当年生新枝上孕蕾开花。对土壤要求不严，酸性、盐碱地均能生长。根系发达，生根力强,是一种很好的固土保水植物，山坡、河堤等处都可种植。在我国，北起东三省，南到广东、海南，东从山东，西到喜马拉雅山均有分布，故农谚讲：“涝死庄稼旱死草，冻死石榴晒伤瓜，不会影响金银花”。

2.2.3 金银花的水土保持能力

金银花是水土保持的先锋植物。它根系发达，生根力强，根系主要分布在10～25cm表层，根在4月—8月下旬生长最快；具有很强的耐干旱、耐贫瘠、耐水淹、耐盐碱和保持水土的能力。茎叶茂盛, 茎能够蔓延覆盖地面，茎节上能产生大量不定根, 能有效防止地表径流冲刷土壤。既有水土保持效应, 又能增加上壤中的有机质, 改善土壤物理性状。

金银花的根系特别发达，适应性极广。主根粗壮，毛细根密如蜘蛛网，丘陵山地栽植除供药用外，主要用于保持水土、恢复植被、调节气候。金银花枝条蔓生，叶面积密度大，三年生的金银花单株一般有300多个枝条，它的叶子与枝条所控制的范围以内，大风不能够刮走土壤，暴雨的雨滴也不能够溅击地面。金银花具有很强的耐干旱、耐贫瘠、耐水淹、耐盐碱和保持水土的能力。

金银花用来护坡、护堤均有很好的防护作用。2001年8月，河南省原阳县河务局(国家一级河道管理单位)在其管辖的百里黄河大堤的阳坡上，广为种植封丘农科中心的“金丰一号”金银花，并列为具有“防洪护堤”、“绿化观赏”和“增创收入”多重效用的重要工程实施项目。

2.2.4 金银花的经济价值

金银花浑身都是宝，引进种植金银花的经济回报十分丰厚。金银花的用途越来越广，开始由单一的中草药逐步向茶叶、饮料、食品和日用化工产品等方面发展。金银花的原花冲之代茶，夏秋服用，既能防暑降温、降脂减肥、养颜美容，又能清热解毒，是现代人保健养生和防疫防病的绝好佳品。近年来，金银花茶、金银花露、金银花晶、含有金银花的牙膏、以及含有金银花成分的香烟、啤酒都相继开发生产。金银花新产品不但在国内市场俏销，在国外市场上也受到了普遍的欢迎。

一亩金银花年产130～150kg金银花优质干品，按近几年市场平均价30～40元/kg计算，年可创产值3900～6000元/亩。

2.3 光伏电站植被恢复措施效果

西村光伏电站从2014年12月开始恢复植被以来，栽植攀援植物金银花约548000株，除去光伏太阳能电池板下不能种植金银花的区域，种植金银花的面积大约60.00hm2。通过这些植被恢复措施的实施，西村光伏电站水土流失得到了一定控制，但水土流失治理的效果需要再过1～2a才可以完全显现。

2.4 光伏电站植被恢复水土保持效益分析

根据2015年12月12日验收通过的《西村光伏电站水土保持监测报告》，西村光伏电站工程扰动土地整治率达到95.63%，水土流失总治理度达到95.34%，拦渣率达到98%，土壤流失控制比达到1.09，林草植被恢复率达到98.89%，林草覆盖率达到87.11%，均达到了水土保持方案的目标值。

2.5 光伏电站“农光互补”涉及村庄社会经济情况

2014年12月—2015年8月，西村光伏电站工程共累计用工(优先雇佣失地农民)10962人次，周边村民管护金银花收入达123.78万元，西村、甸头年人均收入增加0.6万元左右，萂村年人均收入增加0.43万元左右。“农光互补”政策下的光伏电站改善了失地居民的生活条件，增加了农民收入，给农民带来了切实的收益和实惠。

表3 2011—2015年光伏电站周边居民收入变化 (万元)

3 “农光互补”产业在光伏电站中的推广应用

3.1 “农光互补”植被恢复措施中经济作物物种研究

适合用于水土保持恢复，又有经济效益的植被恢复物种越来越受到人们的关注和追捧。在人口不断增加，人均耕地逐年减少，土地供求矛盾越来越突出的情况下，建设项目征地后的植被恢复，只有种植能够防止水土流失、提高土地附加值、增加农民收入的物种，才能解决失地农民与各级政府、各企业之间的矛盾，才能保证当地居民生活水平不会降低。因此，应该加大对这类植物物种的研究。

除了金银花，还可以广泛种植的物种如下：

紫苏Perillafrutescens(L.) Britt.，别名:桂荏、白苏、赤苏等;为唇形科一年生草本植物。对气候适应性强，对土壤要求不严，在排水良好的砂质壤、粘壤土均可生长，年可间作于幼林。

连翘Fousythiasuspensa(Thunb .)Vahl：为木犀科连翘属植物，别名黄花杆、黄寿丹，多年生落叶灌木，有一变型。连翘耐寒、耐旱、耐瘠，对气候、土质条件要求不高, 适生范围广，实验表明：连翘可正常生长于海拔高度250 ～ 2200m[5]。

栀子GardeniajasminoidesEllis，别名：黄栀子、山栀、白蟾，是茜草科植物栀子的果实。常绿灌木，高达2m。性喜温暖湿润气候，好阳光但又不能经受强烈阳光照射，适宜生长在疏松、肥沃、排水良好、轻粘性酸性土壤中，抗有害气体能力强，萌芽力强，耐修剪。

枳实CitrusaurantiumL.：芸香科柑橘属酸橙或甜橙的干燥幼果，选阳光充足，土层深厚，疏松肥沃，富含腐殖质，排水良好的微酸性冲积土或酸性黄壤、红壤栽培为宜。

3.2 “农光互补”产业的扩展

西村光伏电站植被恢复措施在“农光互补”产业中属于光伏农业中的“光伏林业”，光伏农业可以推广应用到“光伏牧业”(在草原地区或放牧地区太阳能电池板下种植畜牧业的草料或在太阳能电池板下人工放养牲畜)、“光伏渔业”(在沿海光伏电站太阳能电池板下发展海产养殖)等。

同时，“农光互补”还可以延伸运用到相关的“光伏制冷”(脱水、保鲜)、“光伏制热”(烘干、加工)、城市屋顶分散式光伏、光伏提水等产业中去。因此，“农光互补”政策措施对今后光伏电站发展具有指导产业发展，促进生态效益、经济效益双赢的重大意义。

4 结论

鉴于光伏电站接收太阳能的特殊性，光伏电站的植被重建要求场内绿化宜布置不影响光伏板、不会遮挡阳光的草坪、花卉及低矮灌木，不可种植高大树种，防止遮挡阳光。因此，光伏电站植被恢复应树立人与自然和谐相处的理念，尊重自然规律，植物选择与周边景观相协调、适合当地的品种，并考虑绿化美化效果、农业经济价值；因地制宜，依据各树、草种的生态学和生物学特性，选择当地优良的树、草种；以恢复林草植被，控制水土流失，改善当地生态环境，提高土地附加值，增加农民收入为目的。根据“适地适树(草)，乡土树种优先”的原则，光伏电站需要选择耐阴、耐旱、抗风、适应强、速生、经济附加值高的植物物种进行植被重建恢复。

西村光伏电站通过“农光互补”植被重建恢复措施的实施，研究筛选种植当地适宜性强的灌木马桑Coriarianepalensis、攀援性藤本金银花Lonicerajaponica、草本黑麦草LoliumperenneL.等对电站占地进行植被恢复，有效地减少了水土流失，并雇佣当地因光伏占地失去土地的村民种植、采收、加工金银花，增加了失地农民的经济收入。

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Study on Vegetation Restoration and Management in Photovoltaic Power Station by the Case of Xicun Village,Bingchuan, Yunnan

ZHAO Gui-ying

(Yunnan Institute of Environmental Science, Kunming Yunnan 650034 ,China)

The construction of photovoltaic power station in Xicun Village, Bingchuan, was taken as an example to explore the situation of water and soil loss and vegetation restoration. The results showed that the policy of complementary between planting and photovoltaic power was applied to restore the vegetation of power station. TheCoriarianepalensis,Lonicerajaponica, andLoliumperenneL. were selected as the vegetation species to reduce water and soil loss as well as raise the income of local dwellers.

photovoltaic power station; treatment of water and soil loss; vegetation restoration; complementary between planting and photovoltaic power

2016-07-31

X171.4

A

1673-9655(2017)01-0021-06