Солнечные панели как защита от засухи — агровольтаика спасает пастбища Колорадо

При выборе площадок для солнечных электростанций ключевыми критериями являются хорошая освещённость и подключение к сетям. В Колорадо развитие ЛЭП, обилие солнца и неприхотливая низкорослая растительность сделали луга идеальными для таких проектов. Однако эти экосистемы, жизненно важные для дикой природы и животноводства, становятся уязвимыми из-за учащающихся засух на фоне потепления климата — как показали работы, предыдущие оценки рисков были занижены. Чтобы обеспечить экологически устойчивое развитие солнечной энергетики, совместно с профессором Аланом Нэппом из Университета Колорадо была создана исследовательская группа по эковольтаике, изучающая влияние фотоэлектрических установок на луговые экосистемы.

Ряды солнечных панелей перенаправляют дождевую воду к краям панелей, благодаря чему даже небольшие осадки обеспечивают биологически значимое увлажнение вместо быстрого испарения. Одновременно панели создают тень для растений под ними, а в некоторых установках (включая использованные в этом исследовании) они поворачиваются вслед за солнцем. Это создает уникальное сочетание света и тени, радикально отличающееся от постоянного солнечного воздействия на открытых лугах, что в свою очередь изменяет характер стресса растений и потерь влаги у трав под СЭС.

Чтобы понять, как эти условия влияют на травы, исследование началось с измерения физиологических реакций растений. Летом 2022 года на солнечной ферме Jack’s Solar Garden (Сад Джэка) в Колорадо в течение 16 недель ежедневно с 9 до 17 часов отслеживали обмен углерода и воды в листьях. Хотя травы, адаптированные к открытому солнцу, теоретически должны хуже расти в полутени исследователи предположили, что преимущества от снижения водного стресса могут перевесить недостаток света — эту идею назвали «гипотезой смягчения засушливости». Данные работ подтвердили эту гипотезу, особенно в самый засушливый год. Поскольку в засуху продуктивность лугов особенно важна (из-за дефицита кормов), такой эффект может поддержать выпас животных и снизить экономический ущерб от засухи на пастбищах.

Пока исследование ограничилось изучением лугов с преобладанием костреца безостого — холодостойкого злака, популярного для сенокосов, но уступающего естественным степям по биоразнообразию. Хотя этот многолетник часто высевают для сенокосов, такие монокультуры уступают по биоразнообразию естественным степям. Теперь началась работа в засушливых прериях с местной растительностью (где осадков на 30% меньше, чем в Лонгмонте), чтобы изучить влияние солнечных панелей на водопотребление растений, почвы и выпас. Новый исследовательский центр в Нанне (Колорадо), созданный при поддержке Министерства сельского хозяйства США (USDA) в рамках проекта SCAPES, заработает в полную силу к концу 2025 года. Эти исследования в условиях ещё большей засушливости помогут найти баланс между развитием солнечной энергетики и сохранением степных экосистем.