Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| DOI | 10.27224/d.cnki.gnmdu.2021.001732 |
| 内蒙古风电场景观格局演变及生态效应 | |
| 刘朋涛 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 博士 |
| 学位授予单位 | 内蒙古大学 |
| 中文摘要 | 气候变暖成为全世界共同关注的热点问题,全球约40%的二氧化碳排放与电力和热的生产有关,发展清洁安全的可再生能源成为可持续发展的关键。内蒙古自治区是我国北方重要的生态安全屏障,也是我国陆上风能资源最丰富的地区。近年来,内蒙古风力发电得到了快速发展,装机容量占全国之首。随着草原风电场的迅速发展,风电场对生态环境会产生何种影响引发了广泛的关注。本研究通过遥感与野外植被调查相结合的方法,对内蒙古风电场三十年间景观格局演变进行了动态分析,并以典型草原风电场为例,分析了风电场对周边草原群落、群落微环境及其减排效应的影响。主要结论如下:1、内蒙古自治区风电场时空格局变化。内蒙古自治区2000年以前风电场规模较小,在2008年之前风电场规模增加缓慢,之后内蒙古风电场建设迎来迅猛发展。风电场面积和斑块数快速增加,截止到2020年增至10755 km~2及226个斑块。内蒙古自治区风电场主要集中分布在中部六个盟市(巴彦淖尔市、包头市、锡林郭勒盟、乌兰察布市、赤峰市和通辽市),六个盟市风电场面积均超过1000 km~2。其中,锡林郭勒盟地区风电场面积最大,达到2147km~2,约占全区风电场总面积的20%。内蒙古风电场占用土地利用类型最多的是草地,面积为8639km~2,占风电场总面积的80%,其次为农田1138 km~2,约占总面积的10%,林地、建设用地和湿地均较低。草地中典型草原面积最大,其次为荒漠草原和草甸草原,面积分别为5305km~2,1677km~2和1014km~2。2、风电场对群落微环境的影响。以风电场占用面积最大的典型草原为例,通过对36个样地内微气候因素和土壤理化性质的调查,发现对微气候而言,随着离风电场距离的增加,近地面的风速会呈现减小的趋势,但空气温湿度没有显著变化。对土壤特征而言,随着离风电场距离的增加,土壤0-30 cm含水量呈增加的趋势;土壤0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm铵态氮含量分别呈现出增加、降低及变化不显著的趋势;土壤0-30 cm硝态氮、全氮含量变化趋势不明显;土壤全磷含量在0-20cm、20-30cm分别表现出不显著和降低的趋势;土壤有机碳含量随着距风电场距离的增加,在0-10 cm、10-30 cm土层中分别呈现出变化不显著及降低的趋势。3、风电场对草原群落的影响。通过对36个野外样地植物群落的调查,基于功能性状的视角发现风电场会显著降低草原植物群落的物种丰富度、物种多样性、功能丰富度、功能多样性,并且改变植物群落的物种组成。风电场还会显著影响草原植物群落的功能结构,会提高植株高度、叶面积、叶干重、比叶面积、叶片碳含量、叶片碳氮比、叶片干物质含量的群落权重均值,降低叶片磷含量的群落权重均值。风电场对区域生产力的影响存在阈值效应,风电场周边2 km半径处为最大影响范围,并会对该范围内植物生产力造成3%-4%的降低。4、风电场对碳排放影响。同样以内蒙古典型草原区某49.5 MW风电场为例,采用生命周期评价方法,评估了生产阶段、运输阶段、建设阶段、运营阶段和处置阶段五个阶段的碳足迹,并进一步探讨了其碳排放强度。结果发现草原区该风电场碳足迹为18701.29 t,其中建设阶段比例最大,占碳足迹的56.74%,其他依次为生产阶段、处置阶段、运输阶段和运营阶段,分别占碳足迹的28.18%、12.08%、2.76%和0.24%。材料回收碳足迹为18726.53 t,所减少碳排放占总碳排放的50.03%。风电场碳效率为6.57g/kwh,不仅低于煤炭、天然气、石油、核电四种非可再生能源碳排放强度,也比水力、生物质能和太阳能三种再生能源碳排放强度低。同样是风电场,与海上风电和陆上非草原区风电相比较,草原区风电场具有更低的碳排放强度。清洁能源的发展是助力我国“碳达峰”和“碳中和”的主要途径,内蒙古近三十年风电发展迅速,风电场装机容量占全国之首。鉴于内蒙古草原区丰富的风能资源,探讨风电场对草原生态系统的影响及其碳排放效率,对于草原生态保护及实现区域可持续发展具有重要的作用。 |
| 中文关键词 | 内蒙古 ; 风电场 ; 时空格局 ; 生态效应 ; 典型草原 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | X321;TM614 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373400 |
| 作者单位 | 内蒙古大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘朋涛. 内蒙古风电场景观格局演变及生态效应[D]. 内蒙古大学,2021. |
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