第七届青年地学论坛

太阳能发电技术结构简单、使用方便，价格低廉，受地域限制较小，因此光伏电站的并网装机容量近些年呈现迅速增加的趋势（林智钦，2013）。我国北方草原地区拥有充足的光照资源，在草原地区建设光伏电站具有良好的发展前景（刘建涛等，2012）。近年来欧美开展了关于光伏电站对生物群落特征、水分利用和气候环境影响的相关研究（TSOUTSOS T等，2005）。已有研究表明，光伏电站会改变地表的反照率和辐射平衡，白天电站内会形成“光伏热岛效应”（BARRON-GAFFORD G A等，2016），而温度的改变间接影响了电站内土壤的水分蒸发过程，进而改变电站内降水的分布格局（ARMSTRONG A，2013）。而降水作为草原地区水分获取的主要途径，在其结束后土壤水分含量会迅速增加，之后由于蒸发作用土壤水分会逐渐降低，直至被另一次降水事件打断，这一过程被称为土壤含水量对降水事件的脉冲响应。目前有关生态系统过程对于降水事件的响应已有较多研究（LIU X Z等，2002），但对于土壤含水量的脉冲过程研究较少，光伏电站内土壤含水量对降水格局的脉冲响应更是鲜有报道。基于上述问题，本文以内蒙古中部草原地区光伏电站为研究区域，厘清光伏电板下土壤水分对降水脉冲响应过程的分异规律，从而为今后光伏电站的生态建设及选址提供理论依据。
本实验数据取自光伏电站的小型气象站。该气象站于植物返青期之前布设。利用HOBO小型气象站和S-THB-M008型大气温湿度探头，分别测得每个位置距地面1 m高度处的大气温度及露点温度。利用SMD(10HS)型土壤水分探头测定0-30cm土壤含水量。选取试验期间独立的降水事件，本研究中的独立降水事件筛选条件为有效降水发生在一天（24 h）以内，降水前一天无降水事件发生，降水后的3 d内无其他有效降水干扰的降水事件，土壤含水量的脉冲过程用指数方程进行模拟。结果表明：光伏电板前檐下方的土壤总储水量整体高于电板下方和未架设电板区域的土壤储水量；光伏电板前檐的各土层储水量对降水的响应均较强，电板下各层土壤储水量对降水无明显响应过程；光伏电板下大气湿度与0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层储水量的相关系数分别为0.889、0.579和0.414；光伏电板前檐10 cm、20 cm和30 cm土层的含水量对降水量的脉冲响应方程R²分别为0.875、0.938、0.957，降水量的补给对0~30 cm土层的脉冲事件均产生了促进作用。未架设电板区域的20 cm土层含水量对自然降水有较好的响应过程。
 

光伏效应,土壤含水量,环境因子,降水事件,脉冲反应