《Journal of Cleaner Production》：Large-scale solar parks reshape ground arthropod assembly in the Tengger desert
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•光伏治沙促进地上植被快速恢复，但对地下土壤养分影响有限。•这种土地用途降低了地面节肢动物的丰度和丰富度，同时提高了其均匀度。•它导致甲虫和蚂蚁数量下降，但有利于其他昆虫增加，从而重塑群落结构。•植被结构和土壤物理参数的变化可能是驱动节肢动物群落组装的因素。引言随着全球能源需
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光伏治沙促进地上植被快速恢复，但对地下土壤养分影响有限。
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这种土地用途降低了地面节肢动物的丰度和丰富度，同时提高了其均匀度。
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它导致甲虫和蚂蚁数量下降，但有利于其他昆虫增加，从而重塑群落结构。
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植被结构和土壤物理参数的变化可能是驱动节肢动物群落组装的因素。
引言
随着全球能源需求的持续增长，化石燃料使用相关的环境影响日益凸显。光伏（PV）发电作为一种清洁、环保且高效的能源技术，引起了广泛关注（Creutzig et al., 2017; Wang and Xue, 2025）。近年来，沙漠边缘地区开发了大量光伏电站，尤其是在中国西北干旱地区。由于该区域土地资源广阔、太阳能资源丰富，已成为大规模光伏发电部署的首选地，这对沙漠生态系统的结构和功能可能产生重大影响（Wu et al., 2014）。在光伏电站建设阶段，土壤压实、场地和道路开发等活动会破坏周边植被，从而导致土地退化和栖息地丧失（Li et al., 2024; Fleming, 2025）。在运营阶段，围栏可能阻碍野生动物迁徙廊道，而光伏板覆盖则会改变局地微气候以及植被和土壤条件，可能影响沙漠动物多样性和种间互作（Grodsky et al., 2021, 2023, 2024; Fleming, 2025）。光伏板覆盖可以降低土壤温度，增加植被覆盖度和植物多样性，并改善土壤条件，从而为甲虫和传粉昆虫提供庇护所，有可能提升整体动物多样性（Grodsky et al., 2024; Zitzmann et al., 2024; Ham?ík et al., 2026）。然而，光伏电站的建设与设置沙障和恢复人工固沙植被类似，可能通过降低灌丛覆盖率和改变土壤物理性质，导致一些沙漠特有节肢动物物种数量减少甚至局部灭绝（Liu et al., 2015; Wang et al., 2022; Wang et al., 2025a）。此外，光伏治沙可以快速增加灌丛覆盖度，这可能限制一些广泛分布且杂食的节肢动物的觅食和扩散，从而降低其活动性（Hering et al., 2019; Wang et al., 2025a）。太阳能电站和沙障建设对地面节肢动物的影响可能还取决于相邻栖息地类型和气候条件，并可能随植被恢复的不同阶段而变化（Fleming, 2025; Wang et al., 2025a）。近年来，腾格里沙漠及周边戈壁地区沿边缘地带大规模开发光伏设施，改变了区域景观格局和生态条件，但关于其对沙漠动物多样性影响的证据仍然有限（Xia et al., 2022; Wang et al., 2024; Wu et al., 2024, 2025）。因此，阐明光伏治沙如何影响节肢动物多样性，可以为在区域尺度上评估光伏设施建设与运营管理的生态效应提供生物指示指标。
地面节肢动物不仅是重要的捕食者和消费者，也是沙漠生态系统中关键的分解者，因此在能量流动和养分循环中发挥着至关重要的作用（Polis, 1991; Whitford, 1996; Liu et al., 2010; Sagi and Hawlena, 2021）。此外，作为蜥蜴、啮齿动物和鸟类的重要食物资源，它们是维持沙漠动物多样性的根本（Vonshak et al., 2009; Liu et al., 2024）。大规模开发光伏电站可以改变土地覆盖类型，增加精细尺度的环境异质性，并可能伴随局地电磁环境的变化。这些因素可能影响地面节肢动物的空间分布和群落结构（Suuronen et al., 2017）。以往研究表明，光伏设施可能通过改变栖息地条件以及鸟类和蝙蝠等高级营养级生物的捕食行为，间接影响昆虫种群丰度和植物授粉过程（Thaker et al., 2018; Visser et al., 2019）。同时，光伏板的遮阴效应可以减少水分蒸发并改变地表微气候条件，从而促进植被生长并增强植物碳固定能力（Wu et al., 2023）。此外，光伏板下土壤养分有效性的增加可以改变微生物群落的组成和多样性（Li et al., 2023），这可能进而对土壤动物群落产生级联效应。Wang et al. (2025b) 也报道，在宁夏的光伏电站中，光伏设施显著改变了地表环境条件，降低了光伏阵列下方和阵列间地面节肢动物的物种丰富度和多样性。Grodsky et al. (2021, 2023, 2024) 也报道了类似的模式。在莫哈韦沙漠的一项研究也报道了沙漠节肢动物对太阳能开发响应的显著类群特异性差异。太阳能电站内访花昆虫的总体丰度和物种丰富度较低，表明存在一致性的负向响应（Grodsky et al., 2021）。相比之下，蚂蚁和拟步甲类群对干扰强度表现出更强的敏感性，割草显著降低了它们的丰度和多样性。割草和斑块保留可以使群落向更自然的条件转变，并可能增加某些优势甲虫物种的丰度。节肢动物的空间分布受到土壤养分、水分有效性和植被结构等环境因素的强烈塑造（Grodsky et al., 2023, 2024）。尽管光伏电站在微气候、碳循环和植被响应方面的生态效应已有所研究，但在太阳能电站和草方格沙障区共同影响下，关于沙漠地面节肢动物多样性的研究仍然有限。
沙漠中光伏电站的建设可以改变沙漠景观异质性。光伏电站对动物多样性影响的方向和幅度——以及其背后的环境驱动因素——预计在不同气候背景和沙漠类型间存在差异，并随时间变化。因此，我们提出三个假设：（1）光伏治沙增加的生境异质性将提高地面节肢动物多样性，但可能降低优势沙漠节肢动物类群的丰度和物种丰富度。（2）地面节肢动物将对光伏治沙表现出类群特异性响应，导致群落组成的重组。（3）光伏治沙引起的植被和土壤物理性质的快速变化将促进地面节肢动物群落的变化，而土壤养分有效性的影响相对较弱。
摘要片段
研究区
武威九墩滩光伏示范产业园位于腾格里沙漠南缘，是该区域主要的风光热一体化能源基地之一。另一个可比拟的综合性可再生能源基地位于宁夏中卫地区。九墩滩基地于2021年规划，2022年正式开工建设，总规划面积约340 km2，规划装机容量15 GW。
环境因子的变化
太阳能电站区、相邻的草方格沙障区和自然沙丘区的植被特征存在显著差异。太阳能电站区的灌丛密度、灌丛覆盖度和草本植物物种丰富度显著高于自然沙丘区和草方格沙障区，并从自然沙丘区经草方格沙障区至太阳能电站区呈显著递增趋势。相比之下，灌丛高度和冠幅
讨论
基于光伏的沙漠恢复整合了多种生态工程措施，包括光伏板安装、草方格沙障和原生植被建设。这些联合干预措施改变了地表水热条件、风成过程和干扰格局，从而在促进荒漠化景观中的植被恢复和增强生态系统稳定性方面发挥了重要作用（Yue et al., 2021; Jager et al., 2021; Wu et al., 2022）。在本研究中
结论
中国西北干旱地区大规模光伏设施建设同时有助于风蚀控制和可再生能源生产，同时通过改变植被结构、土壤物理条件和地面节肢动物群落，在短期内大幅重塑了沙漠生态系统。与自然沙丘和草方格沙障区相比，太阳能电站区的地面节肢动物活动密度显著降低，但群落
CRediT作者贡献声明
Yongzhen Wang：撰写—审阅与编辑，撰写—初稿，可视化，方法论，数据管理。Jing Fang：方法论，概念构思。Zhibin He：可视化，监督，经费获取。Jiliang Liu：方法论，调查研究，概念构思，撰写—审阅与编辑。Xiaogan Zhou：调查研究，方法论。Hu Liu：监督，资源。Jianhua Xiao：监督，资源。
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的竞争性财务利益或个人关系，这些可能影响本文报告的工作。
致谢
我们感谢审稿人和编辑对本手稿提出的建设性意见。我们感谢王宏建博士对节肢动物物种的鉴定。本研究得到国家自然科学基金（U23A2063）、宁夏回族自治区重点研发计划（2026BEG01003）、甘肃省重点人才计划（2025RCXM038）、甘肃省科技计划项目（25YFFA007）、国家自然科学基金的支持。
Yongzhen Wang|Jing Fang|Zhibin He|Jiliang Liu|Xiaogan Zhou|Hu Liu|Jianhua Xiao
