漁光互補產(chǎn)業(yè)（Fishery-Photovoltaic Complementary Industry, FPCI），一種將水產(chǎn)養(yǎng)殖與太陽能產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的創(chuàng)新模式，正在中國迅速發(fā)展。然而，隨著這一產(chǎn)業(yè)在全國范圍內(nèi)的廣泛推動，其對生態(tài)系統(tǒng)、水體環(huán)境，特別是鳥類的影響也引起了研究人員的高度重視。該研究將帶您了解FPCI在中國的發(fā)展現(xiàn)狀及其環(huán)境、生態(tài)和經(jīng)濟效應(yīng)，并探討其對鳥類群落的潛在影響。

▲漁光互補產(chǎn)業(yè)通常如圖所示，在曾經(jīng)的養(yǎng)殖塘建設(shè)光伏板，下方進行漁業(yè)養(yǎng)殖。| 本文研究團隊供圖。

研究背景與目的

中國作為全球最大的水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)國，自實施第十二個五年計劃以來，推動了漁光互補產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這一產(chǎn)業(yè)模式不僅有助于清潔能源生產(chǎn)、減少二氧化碳排放，還能提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)量。然而，關(guān)于FPCI對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)，尤其是鳥類的影響，研究仍然有限。本研究旨在總結(jié)現(xiàn)有的研究成果，評估FPCI的環(huán)境、經(jīng)濟和生態(tài)影響，并提供未來發(fā)展的建議。

▲漁民正在架設(shè)了光伏板的塘內(nèi)作業(yè)，塘內(nèi)混養(yǎng)的魚類包括草魚、鰱魚等。| 本文研究團隊供圖。

研究方法

通過對國內(nèi)外878篇相關(guān)文獻的系統(tǒng)性綜述，本文對FPCI的發(fā)展現(xiàn)狀、環(huán)境影響和經(jīng)濟效益進行了詳細(xì)分析。研究方法包括文獻計量分析、共詞分析以及對中國FPCI項目的地理分布和影響因素的統(tǒng)計分析。

主要發(fā)現(xiàn)

地理分布：現(xiàn)有的漁光互補項目主要集中在長江中下游和珠江流域。這些項目的地理分布主要受當(dāng)?shù)厮a(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)和現(xiàn)有太陽能資源的影響，前者的影響程度大于后者。

水質(zhì)影響：夏季時，光伏設(shè)施遮擋水面導(dǎo)致水體的平均水質(zhì)參數(shù)會略有下降，如pH值降低0.2，水溫降低1.06°C，溶解氧水平下降0.8 mg/L，無機氮含量和總磷濃度分別下降0.08 mg/L和0.02 mg/L。相反，總氮和氨氮含量則略有增加。雖然對浮游生物生物量的影響不一，但總體上會減少浮游動物的生物量。

節(jié)能效益：FPCI還可通過清潔能源的生產(chǎn)達到每兆瓦每年減少約978.6噸二氧化碳排放，從而實現(xiàn)節(jié)能減排的綜合目標(biāo)，并確保發(fā)電的盈利性。

土地利用：與傳統(tǒng)地面光伏每兆瓦3.66 hm2的土地利用面積相比，漁光互補僅需1.64 hm2，利用水面鋪設(shè)光伏設(shè)施可大幅節(jié)約土地資源，緩解了農(nóng)業(yè)用地與可再生能源設(shè)施的矛盾。

鳥類影響：FPCI的存在不可避免地對鳥類群落產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，主要表現(xiàn)在鳥類棲息地破壞、潛在的食物鏈中斷、遷徙路徑干擾和行為模式變化。

▲在塘內(nèi)直接架設(shè)光伏板，下方進行養(yǎng)殖。| 本文研究團隊供圖。

▲沿海的其他漁光互補產(chǎn)業(yè)，則是采用在光伏板間隙開辟魚塘。| 本文研究團隊供圖。

光伏對鳥類的具體影響

中國關(guān)于FPCI的研究大多集中在水質(zhì)、經(jīng)濟效益和減排方面，很少關(guān)注其對鳥類的影響。本研究通過分析世界各地的文獻，尋找經(jīng)驗證據(jù)。研究表明在光伏系統(tǒng)的生命周期中存在多個階段會對鳥類種群產(chǎn)生影響。

施工階段的棲息地干擾導(dǎo)致光伏設(shè)施區(qū)域內(nèi)的鳥類數(shù)量低于邊界區(qū)與相鄰未改變土地[1]。光伏系統(tǒng)的運營階段也會對鳥類種群產(chǎn)生重大影響，主要是由于鳥類會被光伏設(shè)施的“湖泊效應(yīng)”所吸引，從而增加了碰撞和暴露在高面板溫度下的風(fēng)險[2]。來自許多陸基光伏系統(tǒng)的研究支持了這一結(jié)論，并且除了光伏板的吸引效應(yīng)外，光伏配套設(shè)施的存在也可能對鳥類產(chǎn)生負(fù)面影響，如輸電路線、電力塔設(shè)施等[3][4]。

而包括天鵝（Cygnus）、鵜鶘（Pelecanidae）、蒼鷺（Ardea cinerea）和鶴（Gruidae）等在內(nèi)的具有高翼載重的物種，擁有快速的飛行速度和較差的機動性，通常被認(rèn)為比更小、移動性更強的物種更容易受到輸電線路碰撞的影響，同時它們更多地生活在水生棲息地中，會經(jīng)常出現(xiàn)在FPCI系統(tǒng)中[5][6]。

▲蒼鷺和其他濱海鸻鷸在塘中休息，這樣面積大、淺水、干擾較少的停歇地，是滿潮期間水鳥們停歇的場所。| 勺機構(gòu)供圖，攝于江蘇沿海。

▲棲息于我國沿海的水鳥們，上方是卷羽鵜鶘（Pelecanus crispus），體型較大，需要較寬闊的棲息地；下方小群是反嘴鷸（Recurvirostra avosetta），體型較小，少量時常棲息于沿海濕地、河流或是魚塘中，遷徙季大量集群時也需要足夠的休憩場所。| 勺機構(gòu)供圖，攝于江蘇沿海。

在一項針對FPCI系統(tǒng)的鳥類種群數(shù)量研究中，有時觀察到鳥類數(shù)量的增加，但這并不意味著FPCI對鳥類群落有積極影響[7]。原因可能是水體對陽光的偏振對水禽和水生昆蟲具有視覺吸引力，再加之太陽能電池板發(fā)出的更強烈的偏振光，將使水禽和水生昆蟲更容易受到吸引。從而吸引了周邊生態(tài)系統(tǒng)的鳥類，實際上并沒有觀察到FPCI的存在對鳥類種群的繁殖率產(chǎn)生積極影響。

FPCI可能會改變食魚鳥類的棲息地利用和行為。相關(guān)研究調(diào)查了華北平原有無光伏系統(tǒng)覆蓋的濕地[7]。研究表明，安裝光伏系統(tǒng)后，水鳥數(shù)量有所增加但Simpson多樣性和Pielou均勻度下降，物種豐富度變化不顯著。光伏系統(tǒng)的存在導(dǎo)致潛水鳥類的比例下降，但植被拾取者的比例增加（例如，骨頂雞（Fulica atra）和黑水雞（Gallinula chloropus）），這些物種很好地適應(yīng)了人類的干擾，并可能利用水面光伏板作為庇護所。這也反映出鳥類群落存在一定的同質(zhì)化趨勢，鳥類的覓食、繁殖和遷徙行為受到光伏設(shè)施的改變。光伏板的安裝導(dǎo)致鳥類群落數(shù)量和物種多樣性的差異變化值得后續(xù)關(guān)注和研究。

▌小知識

Simpson多樣性指數(shù)表示群落中物種的豐富度，指數(shù)越高表示群落內(nèi)的物種多樣性越高。

Pielou指數(shù)反應(yīng)的是生態(tài)系統(tǒng)中物種分布的均勻程度，用于反應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

雖然目前缺乏對FPCI對鳥類影響的系統(tǒng)研究，且不清楚是否足以在種群層面產(chǎn)生影響，但基本可以肯定的是，光伏設(shè)施運行過程中，對本地鳥類將存在一定程度的死亡風(fēng)險和負(fù)面影響。關(guān)于鳥類群落結(jié)構(gòu)和物種多樣性影響的研究仍值得后續(xù)關(guān)注。需要深入的理解和戰(zhàn)略性的緩解努力，以協(xié)調(diào)可再生能源擴張和生態(tài)管理的目標(biāo)。

結(jié)論

漁光互補產(chǎn)業(yè)在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的同時，也面臨著生態(tài)保護的挑戰(zhàn)。通過科學(xué)合理的規(guī)劃和技術(shù)優(yōu)化，可以在減少環(huán)境影響的同時，最大限度地發(fā)揮其經(jīng)濟和生態(tài)效益。我們呼吁更多的研究和實踐，關(guān)注并保護鳥類等生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，共同推動能源與生態(tài)的和諧發(fā)展。

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參考文獻：

[1] E. Visser, V. Perold, S. Ralston-Paton, A.C. Cardenal, P.G. Ryan, Assessing the impacts of a utility-scale photovoltaic solar energy facility on birds in the Northern Cape, South Africa, Renew. Energy 133 (2019) 1285–1294, https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.08.106.

[2] Q. Lambert, A. Bischoff, S. Cueff, A.C.R. Gros, Effects of solar park construction and solar panels on soil quality, microclimate, CO2 effluxes, and vegetation under a Mediterranean climate, Land Degrad. Dev. 32 (18) (2021) 5190–5202, https://doi.org/10.1002/ldr.4101.

[3] L.J. Walston, K.E. Rollins, K.E. Lagory, et al., A preliminary assessment of avian mortality at utility-scale solar energy facilities in the United States, Renew. Energy 92 (2016) 405–414, https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.02.041.

[4] D. Mccrary, L. Michael, M.C.K. Robert, et al., Avian mortality at a solar energy power plant, J. Field Ornithol. 57 (2) (1986), 135–41, http://www.jstor.org/stable/4513113.

[5] J.M. Shaw, A.R. Jenkins, J.J. Smallie, P.G. Ryan, Modelling power-line collision risk for the blue crane anthropoides paradiseus in South Africa, IBIS 152 (2010) 590–599, https://doi.org/10.1111/j.1474-919X.2010.01039.x.

[6] APLIC (Avian Power Line Interaction Committee), Reducing Avian Collisions With Power Lines: The State of the Art in 2012, Edison Electric Institute and Avian Power Line Interaction Committee, Washington, DC, USA, 2012.

[7] X. Song, T. Liu, G. Wang, Y. Zhang, C. Li, B. Willem F, Floating photovoltaic systems homogenize the waterbird communities across subsidence wetlands in the North China Plain, J. Environ. Manag. 349 (2024) 119417, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119417.

▌研究團隊

復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系王壽兵教授團隊