【文献分享:土地与可持续发展(七)】农业光伏和景观变化:来自荷兰建筑案例的第一个证据

推进能源转型的需要源于气候变化的全球挑战。向太阳能等可再生能源的转变对于减少碳排放和缓解气候变化至关重要。应对这些日益严峻的挑战和加速地方能源转型的方法之一是使用太阳能发电厂（SPP）提供可再生能源。SPP包括将太阳光转化为电能的光伏（PV）阵列。虽然全球SPP的数量正在迅速增长，但没有足够的空间规划，它们的实施往往会在粮食和能源生产方面造成土地使用冲突。

农业光伏系统是指包括光伏阵列在内的技术硬件，而农业光伏电站（AVPP）是指农业光伏系统加上光伏阵列下方和之间的相关土地。农业光伏发电（将食品和可再生能源生产与光伏技术相结合）的使用正在引起科学界的关注。农业光伏是一种多功能能源景观，减少了能源和粮食生产之间的土地使用冲突。然而，虽然农业光伏发电已经开始在全球范围内激增，但迄今为止，相关的景观变化却很少受到关注。有明确证据表明，景观变化往往导致对太阳能装置的接受程度较低。因此，该研究考察了荷兰农业光伏装置带来的景观变化。利用从文献和田野调查中提取的关键景观变化指标，研究了四个具有代表性的建筑案例，揭示了其中不同程度的景观变化。最常发现的LCI是农业光伏系统结构的变化、开放性的变化和农业景观格局的变化。没有发现作物类型和历史线性景观结构的变化，这通常与传统太阳能发电厂的实施有关。需要对景观中农业光伏系统的选址和设计给予政策关注，以积极影响社会对这种相对较新的解决方案的接受度，从而推进能源转型。

方法和材料

为了进行这项研究，研究收集了荷兰已建成的AVPP的案例研究数据，采用案例研究方法并采用空间分析方法对景观变化进行检查和比较。这项研究专门研究了荷兰的农业光伏案例，因为荷兰最近在农业光伏发展方面迅速崛起，荷兰数据集的可用性以及进行实地工作的能力较好。荷兰AVPP案例的面积高达5公顷。在15个初步案例中，有4个符合选择标准并被选中进行进一步分析：Babberich、Wadenoijen、Almere 和 Culemborg。这些位于荷兰中部的地点的正射影像和卫星图像显示，在实施各自的农业光伏系统后，景观发生了显著变化。

景观变化是指景观的物理特征和视觉外观的改变。为了识别和调查案例研究区域中这种景观变化的规模，研究使用了十个景观变化指标（LCI）。选择LCI是为了专门识别和记录景观的不同物理变化。由于缺乏用于分析农业光伏发电的 LCI 列表，研究将文献中的 LCI 与实地工作期间确定的 LCI 相结合。

图1 在安装农业光伏系统之前（左列）和之后（右列）选定案例的正射影像和卫星图像。AVPP代表农业光伏电站。黑线表示AVPP边界。

农业光伏发电是可再生能源供应的一种有前景的解决方案，研究强调了在农业光伏发电实施过程中考虑景观的重要性。这项工作以以下研究问题为指导：荷兰AVPP引起的景观变化是什么，可以使用哪些方法来研究这种景观变化？为了回答这个问题，研究开发了一个由十个景观变化指标（LCI）组成的分析框架。在从荷兰已建成的AVPP长名单中选出进行深入案例研究的所有四个案例中都确定了景观变化。Almeler站点每例已确定的最大LCI数量为6个，其次是Babberich、Culemborg和Wadenoijen站点，分别为5个、4个和3个LCI。最常发现的LCI是农业光伏系统结构的变化、开放性的变化和农业景观格局的变化，这些都发生在所有情况下。未发现作物变化和历史线性景观结构的变化。

基于研究结果，为政策制定者提供了限制农业光伏发电引起的景观变化的建议。鼓励政策制定者为符合特定景观特征的AVPP建立选址和制定设计标准。农业景观格局和景观开放性的变化的强度很大程度上取决于AVPP的设计和场地的特点。另一项建议是关注AVPP的时间方面。与果农相对动态的做法相比，由于实施架空农业光伏系统而产生的模式可能会变得更加持久。更持久的变化容易引起局部阻力，因此应仔细考虑。对于现有的作物生产基地，AVPP设计可能会与现有的景观模式保持一致。在牧场引入AVPP的地方，实际的设计和技术与景观模式需要更多的关注。在这项研究中，与土地利用、垂直非农业植被、地势、作物支持系统和围栏相关的景观变化在农业光伏案例中显示出高度的变异性。景观变化的这种变化进一步强调了除了技术经济考虑之外，还要考虑选址和设计的重要性。未来的研究还应结合更高精度的图像、先进的遥感技术和地理空间分析工具，以提高识别和量化农业光伏系统带来的景观变化的准确性。

农业光伏发电厂有潜力成为太阳能发电厂的领先类型，有助于能源转型、实现环境目标并实现联合国设定的多项可持续发展目标。但本研究表明，AVPP的选址和设计都会影响景观变化的强度。传统太阳能发电厂的证据表明，这种景观变化会对当地的接受度产生负面影响。这些发展值得农业光伏领域的研究人员、政策制定者和开发商更多地关注景观。未来的研究应该关注AVPP的实施对景观质量的感知变化，有助于理解AVPP的选址和设计如何影响当地的接受度，并为这种相对较新的太阳能发电厂的可持续部署的提供信息。

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责编：张新月

文字：田佳懿

排版：刘双瑜

校对：李欣芮