太阳能电站作为未来熊蜂避难所的潜力：土地利用变化情景下的模拟预测

本综述通过结合过程模型与精细化土地利用预测，首次评估了英国太阳能电站在不同未来情景（SSP1/2/5）下对熊蜂（bumblebee）种群的潜在庇护作用。研究发现电站内部管理（草皮草地vs花卉增强型草地）是影响蜂群密度的关键因素（差异达~120%），而周边景观变化则主导了外围区域的蜂群动态。该研究方法为评估未来生境干预措施的有效性提供了新范式。

　　

引言

全球能源系统正经历低碳转型以实现净零目标（Net Zero），这导致可再生能源基础设施及相关土地利用的急剧增加。太阳能光伏（PV）电站占2023年全球可再生能源增容的75%，其中地面电站占比约52%。与传统能源相比，太阳能电站的功率密度较低，而土地利用变化对生物多样性的威胁可能与气候变化相当甚至更大。未来土地利用情景（如SSP1/2/5）显示，不同的土地管理和景观组成将对生物多样性产生显著影响。

太阳能电站虽存在生物多样性风险，但也为昆虫传粉者（如熊蜂）提供了栖息地创造的机会。通过提供微气候变异、增加景观异质性和连通性，以及调整站点管理实践，太阳能电站可支持传粉者保护。证据表明，以生物多样性为重点管理的太阳能电站可比类似土地利用支持更高的传粉者丰度和多样性，从而缓解某些蜂群的下降趋势。

方法

研究使用地理信息系统（GIS）和过程式传粉者模型（poll4pop）评估英国1042个运营太阳能电站在三种社会经济未来（SSP1/2/5）下支持熊蜂种群的能力。土地覆盖图从1公里降尺度至10米分辨率，以真实反映与熊蜂种群相关的细尺度景观元素。模型输入包括土地覆盖类别的花卉覆盖、花卉吸引力和筑巢吸引力参数，模拟地面筑巢熊蜂的觅食和种群动态。

太阳能电站管理策略分为两种：草皮草地（turf grass，相当于农业用高生产力草地）和草地边缘（meadow margins，边缘区域提供高资源半自然草地）。研究计算了太阳能电站内部、周边500米觅食区和10公里景观范围内的熊蜂密度变化，并统计分析了土地覆盖变化对蜂群密度的影响驱动因素。

结果

3.1 熊蜂对土地利用和管理情景的响应

在景观尺度（10公里），太阳能电站管理无显著影响，熊蜂密度在可持续性（SSP1）和中间路径（SSP2）情景下高于当前和化石燃料发展（SSP5）情景。在觅食区尺度（500米），蜂群密度按SSP1 > SSP2 > SSP5 > 当前的顺序递减，电站管理仍无效应。在电站内部，未来情景下蜂群密度均高于当前，但管理策略是主要驱动因素：草地边缘管理的电站蜂群密度始终高于草皮草地（平均增加117%~126%）。新蜂王密度和资源可用性模式与觅食蜂密度相似。

3.2 熊蜂密度变化的驱动因素

从当前到未来情景，太阳能电站、觅食区和景观的蜂群密度均增加。在景观尺度，可持续性情景中城市面积和草草地（grass ley）增加驱动蜂群密度上升；化石燃料发展中半自然栖息地和油籽油菜面积变化起主要作用。在觅食区尺度，可持续性情景中城市区和草草地为正驱动，而农业土地减少为负驱动；化石燃料发展中半自然栖息地和油籽油菜面积是关键。在电站内部，两种管理策略下，城市面积增加（可持续性）、花斑和树篱面积（中间路径）以及半自然栖息地（化石燃料发展）均正相关蜂群密度，而农业土地减少普遍正相关。

讨论

太阳能电站管理和周边土地利用变化均显著影响熊蜂密度，但尺度依赖明显：土地利用情景主导景观和觅食区尺度，而电站管理决定内部密度。所有未来情景蜂群密度均高于当前，因当前景观以农业主导（提供较少资源），未来土地覆盖变化可能引入更多熊蜂资源。最髙蜂群密度与更可持续的未来相关（如SSP1中城市化代表绿色城市和高环境意识）。

研究可能低估情景间差异，因未来情景叙事缺乏耕地用途细节、未考虑新政策/实践（如农药效应）和气候变化直接影响。然而，结果表明良好管理的电站在多种土地用途变化下仍能支持熊蜂种群，提供长期栖息地。电站管理对觅食区尺度无显著影响，可能因资源丰富区域不足或分布不佳；对景观尺度也无影响，因单个电站相对景观尺寸太小。

未来研究需探索更多太阳能电站的累积效应、空间优化以增强传粉服务溢出，以及气候变化 impacts。该方法通过叙事解释、降尺度和过程模型整合生物多样性到未来土地利用情景，可应用于其他 taxa 和地区，扩展了对土地用途变化影响的理解。

总体而言，太阳能电站可作为未来生物多样性保护的新工具，在本地尺度帮助缓解熊蜂种群面临的威胁，支持可持续能源转型中的生物多样性嵌入。