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文章荐读
与不可再生能源相比，可再生能源产生的温室气体显著减少，是应对气候变化和缓解相关挑战的有效措施。一些可再生能源系统如海上风力发电厂、潮汐发电厂已在沿海或近海生态系统中实施，并对其环境影响进行了分析，但滨海滩涂光伏电站如何影响滩地生态系统的研究还很少。自然资源部第二海洋研究所廖一波研究员课题组在Environmental Science & Technology期刊发表文章“Photovoltaic Power Station Impacts on the Benthic Ecosystem and Sediment Carbon Storage in Tidal Flats in China”，通过分析从象山长大涂光伏项目周围潮滩生态系统收集的数据，了解沿海潮滩上的可再生能源开发如何影响底栖生态系统以及碳储量。
研究内容
光伏发电是可再生能源领域快速增长的组成部分。海岸带滩地的光伏电站（PVPSs）带来了诸多好处，但目前仍缺乏关于PVPSs对底栖生态系统和沉积物碳储量影响的信息，这可能会阻碍生态友好型可再生能源的发展。本研究在中国东部沿海滩涂的PVPS区对大型底栖动物和沉积物岩心进行了采样。研究发现基于大型底栖生物生物多样性指标和底栖生物生态质量均高于其他区域。这些变化主要受pH、沉积物粒度和叶绿素a含量的影响。然而，PVPS对大型底栖动物群落结构产生了相当大的影响。此外，光伏板下沉积物岩心中的碳储量与参考地点相似。这些结果表明，PVPS对潮滩的底栖生态系统或沉积物碳储量没有明显的短期不利影响。尽管如此，整个生态系统潜在的长期和级联风险值得警惕。因此，我们建议决策者采取谨慎的发展战略，实施长期、高频率的监测，以确保沿海潮滩可再生能源生产的可持续性。
研究结果
Fig1. 在光伏电站区和对照区中的采样位置。（a）三门湾地图。红色区域是光伏电站区域，青色区域是对照区。（b）光伏电站区内的采样地点。（c）对照区的采样地点。（d）光电板覆盖或未覆盖地区的取样地点示意图。
Fig2. 不同生境沉积物变量的相对值。生境为PVPS区的光伏板覆盖区（PV）和未覆盖区（n-PV），对照区的无植被区（UNV）和互花草区（SA）。条形表示相对于无植被区平均值的值，须表示标准误差。沉积物变量：叶绿素a（Chla）、中值粒径（D50）、含水量（WC）、总有机碳（TOC）。星号（*）表示显著性水平，*表示p<0.05，**表示p<0.01，***表示p<0.001。x轴旁边的星号表示与无植被区（UNV）相比的显著性水平。
Fig3. 不同生境大型底栖动物的生物多样性。（a）丰度，p<0.001。为了更好地说明主要数据，对异常值进行了隐藏。（b）生物量，p=0.003。（c）物种丰富度，p<0.001。（d）Margalef物种丰富度，p<0.001。（e）Shannon-Weiner多样性，p<0.001。（f）Pielou's均匀度，p<0.001。方框代表四分位数间距，中位数为中间条形，平均值为三角形。须延伸到四分位数间距的1.5倍，超出此范围的点被认为是异常值。生境为PVPS区的光伏板覆盖区（PV）和无覆盖区（n-PV），对照区的无植被区（UNV）和互花米草区（SA）。x轴旁边的数字表示样本容量。星号（*）表示与PV相比的显著性水平，其中*表示p<0.05，**表示p<0.01，***表示p<0.001。
Fig4. 不同生境基于大型底栖动物的生态质量。（a）W统计，p<0.001。（b）AMBI（AZTI's Marine Biotic Index），p=0.142。（c）M-AMBI（Multivariate-AMBI），p<0.001。方框表示数据的分布，中位数用中间条形表示，平均值用三角形表示。须延伸到四分位数间距的1.5倍。生境为PVPS区的光伏板覆盖区（PV）和无覆盖区（n-PV），对照区的无植被区（UNV）和互花米草区（SA）。x轴旁边的数字表示样本容量。星号（*）表示显著性，p<0.05时为*，p<0.01时为**，p<0.001时为***。
Fig5. 生物指数的最佳广义线性模型（GLMs）。沉积物变量解释了优势物种丰度（（a）-（h））、总丰度（i）和生物量（j）、生物多样性指数（（k）-（m））和生态质量指数（（n）-（p））的变化。沉积物变量：叶绿素a （Chl a）、中值粒径（D50）、含水量（WC）和总有机碳（TOC）。环境变量缺失值的样本被排除在外，最终样本量为75。须表示系数的标准误差。系数反映的是自变量每变化一个单位，因变量的预期变化。“负”或“正”变量表示对响应变量有显著的负向或正向影响，“非显著变量”表示无显著影响。“负变量”表示与响应变量的反向关系，而“正变量”表示与响应变量的正向关系。
Fig6. 不同生境的垂直分布。（a）总有机碳（TOC）。（b）容重（BD）。（c）沉积物有机碳密度( TOCD )。生境为PVPS区的光伏板覆盖区（PV）、对照区的无植被区（UNV）和互花米草区（SA）。须代表标准误差。
研究结论
本研究的发现表明，可再生能源如PVPSs的发展可以与沿海生物多样性和生态质量共存，甚至支持它们。鉴于目前的情况，关于PVPS对沿海潮滩底栖生态系统和碳储存的影响的积极发现，突出了将可再生能源与沿海生态系统管理相结合，促进可持续能源和环境保护的潜力。然而，从长期来看，重金属污染、碳储量变化、大型底栖生物群落动态和全球气候变化等潜在风险可能会破坏这些益处。此外，在本研究中未具体研究的方面，如食物资源等生态系统服务以及滨鸟等其他生物群体，目前可能面临或可能面临重大威胁。因此，我们建议决策者采取谨慎的发展策略，考虑优化工程设计，重点关注环境可持续性，并实施长期、高频和多学科监测。
文章来源
Jin, L., Yu, P., Liu, C., Liu, Q., Liu, Q., Zhang, R., Tang, Y., Shou, L., Zeng, J., Chen, Q., and Liao, Y. (2024). Photovoltaic Power Station Impacts on the Benthic Ecosystem and Sediment Carbon Storage in Tidal Flats in China. Environmental Science & Technology. 10.1021/acs.est.4c04189.
编辑：刘婷
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