板阵下方意外出现的绿洲
中国西北部一位49岁的牧民叶多，至今记得1998年的艰难岁月。塔拉滩戈壁沙漠的天然牧草已经消失，牛羊饿得奄奄一息。他和父亲不得不前往远处的村庄买草料，再用三轮车穿越险峻地形运回来。有一次，叶多在拉着超载的车子时扭伤了脚踝。上世纪末，这片沙漠的荒漠化程度已达98.5%，留下的只有沙尘暴和艰难求生。
如今，叶多骑着摩托车穿行在焕然一新的景观中。深蓝色太阳能板绵延铺展，覆盖了青海省共和县原本荒芜的162平方英里土地。在这些板阵下方，羊群在茂盛的草地上吃草，牧草有时甚至会遮住太阳能板。他的羊群已从200只增至300多只，年收入接近10万元人民币（约合1.4万美元）。三十年前还会向外输送沙尘暴的土地，如今输送的是清洁电力，以及以“光伏羊”为品牌的优质羊肉。
共和光伏园区是世界上海拔最高的太阳能设施，也是青藏高原上规模最大的太阳能项目。这里的变化不只是能源项目的成果。《科学报告》发表的同行评审研究证实，该设施让沙漠地表的生态环境得到了可测量的改善。太阳能板营造出更凉爽、湿润的小气候，促进植被生长，将一片几乎毫无生机的土地变成了能够同时支撑数吉瓦电力和数千只牲畜的生态系统。
叶多用具体的生活变化描述了这一转变，反映出其带来的经济效益。
我们家靠养羊一年能挣近10万元。羊群已经从200只增至300多只，羊长得健康又壮实。日子好过多了。
拓展世界屋脊上的太阳能版图
塔拉滩太阳能园区位于青藏高原，海拔近1万英尺。这里空气稀薄，太阳辐射强烈，为光伏发电创造了理想条件。作为中国首个千万千瓦级太阳能发电基地的一部分，园区于2012年开工建设。据官方介绍，截至2024年底，园区面积已超过300平方公里（116平方英里）；一些国际报道将配套设施计算在内，称总覆盖面积达到162平方英里。
其规模远超美国任何同类设施。整个园区目前共有91家能源企业，包括63家太阳能光伏企业和28家风电企业，电网接入总容量达1773万千瓦。高压输电线路将电力输送至1000多英里外的工业中心，为中国不断扩大的电动汽车市场和人工智能数据中心提供支持。仅去年一年，当地新建能源项目就为农民和牧民创造了3000多个就业岗位。
选址务实而合理。塔拉滩戈壁地势开阔平坦，其他土地用途较少，而且拥有地球上最强的太阳能资源之一。由于大气层较薄，高原接收到的阳光比海平面强得多。然而，让这里成为太阳能板理想选址的因素——强烈的辐射和干旱环境——也长期阻碍植物生长，加剧了严重的荒漠化。
阴影如何改写沙漠生态
太阳能板阵下方发生的生态变化，挑战了人们对脆弱环境中工业开发的传统认知。西安理工大学的研究人员采用欧洲环境署开发的评估工具DPSIR框架（驱动因素、压力、状态、影响、响应），对共和项目区的57项生态指标进行了测量。他们在2024年发表的研究显示，太阳能板正下方区域的整体生态健康得分为0.4393，明显高于过渡带（0.2858）和未受影响的沙漠区域（0.2802）。
持续监测生态变化的研究人员记录了太阳能板阵下方土壤状况的显著改善。
太阳能板改变了地表的能量平衡。与园区外裸露的沙漠相比，我们发现板阵下方的生物活动更为活跃。
这一改善背后的机制出奇地简单。太阳能板拦截直射阳光，降低地表温度并减缓蒸发，使宝贵的水分留存在土壤中，而这些水分在通常情况下几小时内就会消失。卫星遥感数据显示，光伏园区内风速下降了50%，土壤水分蒸发量减少了30%。《环境科学前沿》2025年发表的一项研究发现，固定式太阳能板下方土壤的含水量比附近裸露地面高约75%。
日常维护也带来了额外水分。太阳能板需要定期清洗，以清除影响发电效率的灰尘；清洗后的水会渗入板阵下方的土壤。在塔拉滩沙漠，稳定而少量的供水与蒸发减少相结合，使一些区域的草长到一米多高。国家电力投资集团有限公司和西安理工大学的数据显示，园区内植被覆盖率已达80%。
这些小气候缓冲效应为耐旱植物和土壤微生物的生长创造了条件。阴影减小了令植被承受压力的昼夜温差，而太阳能板支架等结构则改变了风的流动模式，减少表层土壤和幼苗被风刮走的情况。由此形成了自我强化的循环：土壤水分增加促进植物生长，植物又进一步稳固土壤、减少扬尘。
农光互补革命
植被恢复给太阳能运营商带来了意想不到的难题。板阵下方的草长得过于茂盛，开始遮挡阳光，降低发电效率。冬季，干枯植被还会带来火灾隐患。起初，企业雇人手工清理杂草，成本高且耗费大量人力。
2018年，运营商转向当地牧民寻求解决办法。此后，这种做法成为全球农光互补的一个范例。像叶多这样的牧民如今可以免费在太阳能板下放羊，通过自然放牧控制植被，无需使用除草剂或机械清理。技术人员也调整了设施以适应牲畜，将板阵间距从3米扩大到5米，并把支架高度从50厘米提高至1.5至1.8米。
这种安排实现了互利共赢。酷热的夏日里，羊群可以在阴凉处休息，也能吃到受益于小气候改善而生长的优质牧草。“光伏羊”凭借品质赢得认可，牧民开发出品牌产品，通过电商平台销往全国。每只羊都佩戴一枚带二维码的耳标，作为数字身份卡，记录年龄、疫苗接种史和所有权等信息。
当地已在太阳能园区内建成32个光伏生态牧场和56个集中放牧点，为周边18个村庄提供支持，这些村庄每年养羊超过2万只。园区每年预计可产草11.8万吨，理论上足以供养20万只羊。仅2023年，光伏羊销售就为牧民带来总计1100万元收入；173个曾经的贫困村则通过太阳能相关业务创收6700万元。
青海以外的证据
科学家强调，单个地点的观测结果需要在其他地方重复验证，才能证实相关生态结论。中国其他沙漠太阳能设施也出现了类似趋势，说明共和的现象可能反映了更广泛的变化，而非局部特例。在库布其沙漠，三十年的开发已将一片曾经向外输送沙尘暴的地区，变成了既能由骏马太阳能电站发电，又能支持灌木、野生动物生存的地方，其中包括狐狸和野兔。
《环境管理杂志》发表的一项综合分析利用2010年至2018年的遥感数据，考察了中国12个主要沙漠。研究发现，光伏电站在此期间从零发展到102.56平方公里，设施内的绿化面积达到30.80平方公里，占太阳能农场总面积的30%。研究人员认为，这主要得益于政府主导的光伏治沙项目与有利的气候条件。
中国以外也在验证这些原理。加利福尼亚州的Nexus项目正在研究，在旧金山以东的希克曼运河上方架设太阳能板，能否通过减少蒸发节水630亿加仑。虽然这与沙漠绿化的规模不同，但背后的物理原理相同：阴影能减少水分流失、调节温度，为干旱环境中的植被生长或水资源保护创造机会。
前景、规模与审慎
尽管单个地点的生态效益看起来相当显著，研究人员仍提醒，不应不加审视地大规模推广。气候模型显示，规模极大的太阳能设施可能改变区域环流模式，进而影响远离太阳能板阵的降水区域。地表反照率变化和热量重新分布，也可能对园区边界之外产生连锁影响。
实际效果还在很大程度上取决于设计和维护。组件高度、行间距和朝向都会显著影响抵达地面的光照和水分。从东向西排列的设施，可能比朝南的板阵更均匀地分配光照。如果缺乏适当的水土流失控制和水资源管理，积极影响可能仍然脆弱或短暂。选址至关重要，项目必须避开敏感栖息地和动物迁徙通道。
长期监测也是一项挑战。这些沙漠中的大多数太阳能农场投入运营还不到15年。科学家需要数十年的数据，才能判断随着设施老化，植被增长是否能够持续、积尘模式会如何变化，以及小气候改变最终是否会对当地生物多样性或土壤化学性质造成意想不到的影响。
要点
- 位于青海省青藏高原的共和光伏园区占地162平方英里，是世界上海拔最高、规模最大的太阳能设施。
- 科学研究证实，太阳能板营造出更凉爽、湿润的小气候，使园区内植被覆盖率升至80%，而这里此前几乎完全荒漠化。
- 太阳能板下方土壤的含水量比裸露沙漠高约75%，风速则下降了50%。
- 当地牧民如今在板阵下方放养2万多只羊，这种模式称为农光互补，既带来数百万元收入，也能自然管理植被。
- 对中国12个沙漠的研究发现，30%的太阳能农场区域出现了明显绿化；不过，科学家提醒，长期监测和谨慎选址仍不可或缺。
