农业用地转型太阳能公园对植物与节肢动物生物多样性的混合响应：从集约农田到半自然生境的生态重构

本研究系统评估了欧洲农业景观中地面光伏（PV）园区对生物多样性的影响，通过与集约管理草地和半自然草地的对比，揭示了太阳能公园在开花资源、传粉者多样性及土壤节肢动物群落方面的生态潜力与局限，为可再生能源与生物多样性保护（biodiversity conservation）的协同发展提供了关键实证。

　　

1 INTRODUCTION

地面光伏（PV）装置（即太阳能公园）在欧洲农业景观中的扩张，为可再生能源生产与生物多样性目标的协同提供了新机遇。太阳能公园通常建于具有农业历史的土地上，其管理强度的降低可能促进生物多样性发展，尤其对正经历严重损失的节肢动物及其资源具有重要意义。虽然已有研究显示太阳能公园可能提升传粉者多样性，但对其他节肢动物类群的影响尚不明确，且缺乏与转换前生物多样性水平及半自然生境的系统比较。本研究通过野外调查和昆虫陷阱法，对比了荷兰太阳能公园与集约管理草地（前土地利用类型）和粗放管理草地（半自然条件）在开花资源、维管植物多样性、传粉者多样性及土壤节肢动物多样性方面的差异。

2 METHODS

2.1 Study areas

研究调查了15个位于荷兰农业景观中的太阳能公园及其对照区域。这些公园均建于原有农地上，管理强度较低（如减少割草频率、低密度绵羊放牧、无化学投入）。对照场地包括集约管理草地（高生产力、定期施肥、年割草6-7次或高密度放牧）和粗放管理草地（低生产力、自然导向管理、年割草3-4次或低密度放牧），均位于公园半径2-10公里内以确保土壤类型和气候条件可比。

2.2 Experimental design and data collection

2.2.1 Flower availability and pollinator surveys

在每个生境类型（太阳能公园、集约草地、粗放草地）设立两条150 m²的样带，记录开花植物物种及花朵数量。传粉者调查包括熊蜂（Bombus sp.）计数、食蚜蝇（Syrphidae）和独居蜂（Apidae）采集，以及基于Pollard行走法的蝴蝶监测。所有调查在6-8月进行，每次重复3次，均在适宜天气条件下完成。

2.2.2 Vegetation and soil-emergent arthropods

5月进行植被调查，使用2×2 m样方记录植物物种及盖度。土壤节肢动物通过放置1 m² emergence traps在5月和7月各采集两周，样本用丙二醇-水溶液保存，后续进行湿生物量测定、形态学鉴定和DNA宏条形码（CO1片段）分析。

2.3 Data processing and statistical analysis

采用广义线性混合模型（GLMMs）分析生境对生物多样性指标的影响，使用非度量多维缩放（NMDS）和PERMANOVA分析群落组成差异，并通过β多样性分析评估组内变异。

3 RESULTS

3.1 Flower availability and pollinators

太阳能公园的花盖度和开花植物物种丰富度显著高于集约草地（p<0.0001），与粗放草地无显著差异。野生蜂和食蚜蝇的丰度及物种丰富度在太阳能公园中显著高于集约草地（p<0.05），与粗放草地相当。但蝴蝶丰度在太阳能公园中未显著高于集约草地，且显著低于粗放草地（p=0.001）。NMDS显示传粉者群落组成在生境间显著差异（PERMANOVA: R²=0.082, p=0.002），太阳能公园与粗放草地的物种组成相似性较高。

3.2 Vegetation and soil-emergent arthropods

太阳能公园的维管植物物种丰富度与粗放草地相当，显著高于集约草地（p<0.0001）。土壤节肢动物的总体物种丰富度在生境间无显著差异，但生物量和丰度在太阳能公园中最低（p<0.05）。群落组成分析表明各生境间存在显著差异（PERMANOVA: R²=0.141, p<0.0001），且太阳能公园中以湿草地相关物种为主。

4 DISCUSSION

4.1 Flower availability and pollinators

太阳能公园通过提供与粗放草地相似的花资源，有效支持了野生蜂和食蚜蝇的种群恢复，但其对蝴蝶的益处有限，可能与生境结构、面板遮挡及殖民过程的不完全性有关。蝴蝶的高移动性使其更易受周边农业环境影响。

4.2 Vegetation and Soil-emergent arthropods

太阳能公园的植物多样性提升源于管理强度降低和扰动后的殖民过程，但土壤节肢动物的低生物量表明面板遮挡、微气候改变及施工扰动可能产生持续负面影响。类群特异性响应突出：半翅目（Hemiptera）受益于植物结构复杂性，而鞘翅目（Coleoptera）和双翅目（Diptera）则未显示类似增益。

5 CONCLUSION

太阳能公园在非面板覆盖区可有效提升植物和部分传粉者多样性，但其整体生物多样性效益受面板配置、管理历史和微生境异质性制约。未来需优化设计（如行间距、转换过程管理）以最大化生态价值，实现能源生产与生物多样性保护的双赢。