风电场对ECO功能的潜在影响及机制获揭示
广东鼎湖山森林ECO国家野外科学观测研究站研究员武东海团队联合国内外数十家科研机构在可再次生产的能源生态学研究方面取得重要进展,揭示了大规模风电场对草地ECO功能的潜在影响及驱动机制。近日,相关成果发表于《科学通报》(
为了应对由化石燃料排放引起的气候平均状态随时间的变化,风能作为最为清洁的绿色能源之一,在全世界内被广泛推广。自本世纪初以来,全球风能的装机总量从2001年的20 GW快速增加至2022年的900GW。
论文共同第一作者、广东鼎湖山森林生态系统国家野外科学观测研究站副研究员徐文芳表示,当风电场的规模在地理空间上逐步扩大的过程中,风电场对区域气候的影响可能会放大,并进一步改变ECO碳循环过程。尽管风电场对于区域气候的影响已经被证实,然而其对于区域ECO碳循环的影响研究仍然缺乏。
该研究在广东省重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院华南植物园项目等资助下,选择中国北方草地为研究区,基于多源遥感数据,发现大规模风电场降低了草地的植被生产力和碳汇总量。
在风电产生的同时,风力涡轮机转子旋转产生的湍流改变了大气中热量和水汽的垂直交换,进而对局地气候产生一定的影响。基于气候观测数据的分析,该研究进一步指出,由风电机引起的热量和水汽垂直交换会导致区域大气水汽压差(VPD)增加,即大气干旱加剧。这种大气干旱现象被证明是大规模风电场抑制植被的生长和生产力,进而降低ECO碳汇功能的主要原因。
论文共同第一作者武东海表示,该研究创新性地将风能与ECO功能联系在一起,揭示了大规模风电场对区域碳循环的影响和驱动机制,并着重强调了在全球风能产业加快速度进行发展过程中评估其对生态系统影响的重要意义。