能源短缺和环境污染是当今世界发展的两大问题。党的十九大以来,在经济新常态背景下,绿色发展已经成为发展方式转变的重大战略导向,能源结构向绿色低碳转型,推进规模化清洁能源。光伏发电以其清洁、安全、低成本等巨大优势得以迅速发展。光伏电站占地面积大,多建设在沙区、荒漠化、盐碱化等退化土地上。截至2018年11月底,山西省“十三五”第一批光伏扶贫电站已有2859座,规模占全国1/4。晋北地处北方农牧交错区,气候干燥,生态系统脆弱,因此,大规模光伏电站建设对晋北区域生态系统的影响有待开展研究。本文选用生态系统的固碳释氧功能、维持土壤营养循环功能、调节小气候功能、维持生物多样性功能为指标,运用熵权法、综合指数法、结构方程模型、相关性分析、冗余分析的方法,研究了光伏电站对晋北两种典型的退化土地即荒漠化土地、盐碱化土地的生态系统结构和服务功能的影响。主要研究结果和结论如下:1.光伏电站建设对区域“土壤-植物-微生物”系统的影响。(1)土壤理化方面,荒漠化土地上建设光伏电站后,土壤含水率、全碳和速效磷含量均显著下降,而盐碱地则相反,但是盐碱地电导率较电站外下降93.43%。(2)植物群落方面,植物群落多样性和地上生物量在不同土地类型中的变化趋势不同,其中地上生物量变化趋势差异更为明显。荒漠化土地中,生物量减少了86.53%以上,而盐碱地电站内生物量增加了61.42%以上。(3)微生物群落方面,光伏电站的建设使得两种退化土地类型的土壤微生物结构和组成发生了变化。光伏电站建设对两种退化生态系统均产生了一定的生态效应,且响应趋势不同。(4)小气候方面,两种土地类型中电站外空气温度、土壤温度、光合有效辐射、风速均高于电站内,遮阴区域空气湿度高于其他区域。2.光伏电站对生态系统服务功能的影响。建立光伏电站后,生态系统的固碳释氧功能、维持土壤营养循环功能、调节小气候功能和维持生物多样性功能均发生一定的变化。荒漠化和盐碱化两种土地类型的调节小气候功能指数,电站内遮阴区域分别高于电站外35.05%和72.71%,遮阴区域最高,分别为1.339和2.085。维持营养循环功能指数电站内较电站外分别提高了45.58%和16.5%;综合指数的表现较为复杂,荒漠化生态系统电站内低于电站周边,盐碱化生态系统相反。说明光伏电站建设对原有生态系统服务功能有较大的影响,但对不同类型生态系统的影响程度不同。3.光伏电站对生态环境及服务功能的影响机制。光伏板拦截的太阳辐射量显著影响了土壤理化性质、植物多样性和生物量(P<0.05);环境因子能够解释土壤微生物变化的30%以上;光合有效辐射、土壤全碳、土壤全氮对荒漠化、盐碱化生态系统服务功能均有极显著的影响(P<0.01);光伏电站建设影响生态环境因子及生态系统服务功能。基于以上研究结果,从合理选择厂址,优化土地利用;推进生态光伏电站和“农光互补型”电站的建设;对位配置光伏电站建设环境影响防治措施三个方面提出了相应的建议和对策。