När världen accelererar mot mål för förnybar energi, växer solparker i allmännyttiga-skala över landskap som aldrig förr. Stora fält med solcellspaneler (PV) ockuperar nu tidigare jordbruksmarker, gräsmarker och till och med halv-naturliga livsmiljöer. Medan deras bidrag till koldioxidutsläpp hyllas, sker en tystare, mindre synlig omvandling under panelerna - och precis på marknivå. Solparker är inte neutrala bakgrunder; de modifierar aktivt markens biologiska mångfald och förändrar själva egenskaperna hos de växter som växer runt dem. För ekologer, markförvaltare och solenergiindustrin är det avgörande att förstå dessa förändringar för att utforma en mer hållbar energiinfrastruktur.
The Microclimate Makeunder
Solparken ger kanske inte något intryck av att den förändras hela tiden, men när man tittar närmare på den ur biologisk synvinkel, ger dessa paneler faktiskt storskaliga miljöförändringar-. Paneler reflekterar solljus och blockerar solljus från marken, vilket skapar olika typer av miljöer på marken. På grund av detta finns det områden som kallas "hot spots" runt panelernas ändar och i springorna mellan raderna av paneler där det reflekterade ljuset träffar marken. När solljus träffar marken ökar värmen. När det finns reflektion på marken från solpanelerna och därför när saker blir blöta (fukt) på marken, skapar det några lokala områden på marken som är fuktiga och därför har en högre temperatur (uttorkning) än de områden som inte får ljus från solpanelerna.
Växtsamhällen enligt nya regler
Precis som den biologiska mångfalden hos växter har förändrats genom byggandet av solparker, så har deras sammansättning och produktivitet som ett resultat av miljöegenskaperna hos en solparks installation. Många arter av skuggtolerant gräs och fors finns nu på platser som normalt skulle konkurreras ut av sol-älskande växter (Benner et al. 1996). Några exempel inkluderar Poa trivialis (strävt ängs-gräs) och Ranunculus repens (krypande smörblomma) som nu oftare observeras växa i närheten av solpaneler, medan liknande förekommande sol-älskande arter (t.ex. Agrostis capillaris [vanliga-bänkgräs) har flyttat in i rymden.
Solparker förändrar inte bara växternas biologiska mångfald, utan de ändrar också de funktionella egenskaperna hos enskilda växtarter. Närmare bestämt, när växter växer i skuggan av en solpanel, utvecklar de ofta större och tunnare löv än växter som växer utanför solparken. Dessutom, med minskad jordfuktighet i solparkmiljöer, kommer rötter att stödja mindre biomassa, medan stjälkar och löv kommer att stödja mer biomassa på grund av lägre vattenstress på växter som växer under solpaneler. Dessutom kan blomningstiderna också ändras och kan störa tidpunkten för blomningshändelser för pollinatörer genom ändring av tidpunkten för blomningshändelser för de blomarter som har modifierats genom installation av solenergiparker. Slutligen, i torra områden där solparker skapar "oaser" som består av högre nivåer av markfuktighet, kan de mesiskt anpassade arterna som nu kan överleva i solparker potentiellt störa de befintliga mönstren av växtätare/rovdjursförhållanden i hela näringsväven.
Cykelkopplingen mellan kol och näringsämnen
Markens biologiska mångfald handlar inte bara om antalet arter - det handlar om funktion. Daggmaskar, enchytraeider och collembolaner bryter ner organiskt material och frigör näringsämnen för växter. Solparker förändrar sin aktivitet. Sänkta temperaturextremer gynnar daggmaskpopulationer på sommaren, men packning från byggfordon kan initialt decimera dem. Med tiden kan dock kombinationen av skuggning, minskad jordbearbetning (om jordbruket upphör) och ökad nedskräpning från vegetation återuppbygga markstrukturen och förbättra kolbindningen.
Viktigt är att inte alla förändringar är positiva. I vissa konstruktioner är paneler placerade så nära marken att ljusbegränsningen blir allvarlig, vilket minskar det totala växttäcket och rotutsöndringar - sockerarterna som matar markmikrober. Monokulturgräs som sås för "enkelt underhåll" kan sänka mångfalden av blommor jämfört med den ursprungliga livsmiljön. Och om herbicider används för att hålla panelerna rena, kan jordens svampnät kollapsa. Nettoeffekten beror i hög grad på utformning av solparker, tidigare markanvändning och förvaltningsmetoder.
Ett nytt paradigm för solutveckling
Genom att förstå hur dessa biologiska faktorer påverkar jordbruksmetoderna kan vi titta på nya sätt att producera mat med hjälp av solenergi, såsom metoderna som kallas "agrivoltaics" och "eco-solar." Genom att höja solpaneler, placera dem längre isär från varandra, plantera inhemska fröblandningar av vildblommor och införliva bete av får eller andra småboskap, är det möjligt för utvecklare att förvandla marken som ockuperas av solparker till-rika regioner med biologisk mångfald. Faktum är att preliminära studier indikerar att väl-designade solparker kan stödja ett större antal olika växter och-jordfödda organismer än jordbruksmark som används för högintensivt jordbruk - och därigenom ge möjligheter att etablera nya former av semi-naturliga ekosystem.
För dem som arbetar inom solcellsindustrin - oavsett om de är tillverkare, kraftproducenter eller bönder - är budskapet tydligt: en solpark är inte bara en energiproduktionsanläggning utan snarare ett ekosystemtekniskt projekt. Den påverkan som solparker har på både växtegenskaper och markens biologiska mångfald är betydande och mätbar, och genomtänkt design kan ofta återställa tidigare förhållanden. Att bygga det förnybara energinätet som kommer att etableras under de kommande åren innebär en enorm möjlighet - och skyldighet - för oss att se till att solpanelens skugga kommer att gynnas (genom att vårda de biologiska materialen som växer i skuggan) samt ge energi till de levande materialen under solpanelen.
