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内蒙古发展清洁能源过程中,对风电场占地土

来源:遥感 时间:2022/12/30

一直以来,内蒙古土地利用类型中草地分布范围最广,面积最大。内蒙古风电场占用土地利用类型最多的也是草地,其次为农田、林地和其他土地类型,建设用地和湿地占用面积比例不高。年,内蒙古风电场占用草地面积km2,约为风电场总面积的80%,占用农田面积为km2,约占总面积的10%,林地和其他土地类型各占不足4%,其余2%为建设用地和湿地。风电场占用农田主要分布在兴安盟、通辽市开鲁县和包头市固阳县等地;占用林地主要分布在呼伦贝尔根河市、通辽市北部、赤峰市局部等地。

内蒙古风电场建设一开始就在草地上,近三十年内蒙古风电场占用草地面积最多,且逐年增加。年之前草地占用面积比例均在90%以上,-年,占用草地面积从51km2增至km2,-年草地占用面积平均每年增加km2,到年草地面积己增至km2,-年占用草地面积仍以平均每年km2的速度增加。占用农田面积从年开始平均以每年76km2的速度逐年递增,自年开始农田占用面积比例均保持在10%左右。

林地占用面积比例在年之前大都一直不足1%,从年开始林地占用面积比例均在3%以上,平均每年增速为21km2。其他土地类型从年开始占用,主要是从年开始明显增加,一直到年阿拉善盟额济纳旗几个风电场开始建设,其他土地类型利用面积进一步增加。建设用地和湿地占用面积从-年面积逐年小幅增加,在年之后其所占面积基本保持稳定。

内蒙古风电场占用草地类型分析

内蒙古草原属于温带草原,从东到西随着气候条件逐渐变干形成了三个植被亚型,分别为草甸草原、典型草原和荒漠草原,目前,内蒙古风电场土地利用类型80%以上为草地,其中分布在典型草原上的风电场面积最大,约占69%,面积为km2,其次为荒漠草原和草甸草原,面积为km2,km2,分别占总草地面积的19%和12%。

年风电场占用三类草地类型面积开始明显增大,草甸草原、典型草原和荒漠草原面积比年分别增加了1.9倍、1.7倍和10.1倍。风电场占用草甸草原从年开始逐年增加,到年面积从9km2增至km2,占总草地面积的16%,-年草甸草原面积增加放缓,平均每年增加12km2。

风电场占用典型草原从年开始,-年典型草原面积有所增加,但面积变化不大,随后十多年面积快速增加,以每年km2的速度逐年增加。风电场最早出现在荒漠草原,但在-年期间荒漠草原风电场面积几乎没有变化,从开始,荒漠草原风电场建设再次启动,至年面积增至km2,-年增加了km2。

风电场景观格局分析

景观格局分析方法是指用来研究景观格局组成特征和空间配置关系的分析方法,可采用景观指数变化和转移矩阵等方法对景观变化进行分析。研究中因为只考虑风电场一类景观,因此仅计算了景观水平的景观指数,并采用景观分析统计软件FRAGSTATS对所得数据进行分析处理。

-年内蒙古风电场斑块数呈增大趋势,由1升至,这表明风电场斑块数量逐年增加,从年开始NP指数快速增加,一直到年NP增长才开始变慢,说明-年之间不断有一定数量的风电场建立。斑块密度在-年因为只有一个斑块所以无变化,年PD增大,反映出在年新增风电场斑块面积不大,整个研究期间PD基本呈现出不断减小的趋势,由0.下降到0.,反映出风电场面积的增加远远高于数量的增加。

最大斑块指数同样呈下降趋势,表明风电场斑块在时间上不断碎化,不断有新的斑块出现,在LPI逐年下降的趋势中,年LPI有一个小幅的增加,这是因为当年风电场斑块总数没有增加,斑块总面积的增加都是在原有斑块的基础上扩大。平均斑块面积指数总体呈不断增加的趋势,在年之前,先减小再增大,然后又减小的过程。在此期间,AREA_MN最大仅为公顷,反映出这一段时间风电场总面积不大,同时新建风电场规模也不是很大。从-年,AREA_MN持续增加,从公顷上升至最高公顷,表明新增的小面积斑块不多,同时己有斑块规模也有扩大趋势;

-年期间AREN_MN先减少后增加,这一时期AREA_MN减少表明不断有新斑块生成,后期AREA_MN增加反映出风电场总斑块面积及每个斑块面积都有增大趋势。平均几何最邻近距离(ENN_NM)从年的米逐年下降,至年下降至米,反映出内蒙古风电场建设过程中也呈现出一定的聚集性。

内蒙古风电场时空分布分析

内蒙古自治区70m年平均风功率密度整体相对较大,其中w/m2以上在内蒙古有两大集中分布区,分别是蒙东和蒙西风电基地。这与我们的风电场分布解译结果一致,目前内蒙古己建风电场主要集中分布在锡林郭勒盟、巴彦淖尔市、包头市、乌兰察布市、赤峰市和通辽市等地,这六个盟市风电场面积均超过km2。

内蒙古风电场建设最早从年开始建设,至此之后一直发展缓慢,从年开始迅猛发展,至年风电发展趋缓。在空间分布上,锡林郭勒盟是内蒙古最早建立风电场的盟市,年之前开始建设风电的盟市除锡林郭勒盟之外还有乌兰察布市和赤峰市,至此之后一直到年,包头市、呼伦贝尔市开始有风电场出现。-年,通辽市、兴安盟、巴彦淖尔市、呼和浩特市和鄂尔多斯市相继出现风电场,阿拉善盟年才有有风电场建成。从内蒙古风电场时空分布特征可以看到,内蒙古风电场时空变化主要受以下几个因素影响:

1)风力资源的大小是影响风电发展的重要因素,本研究各个时期建立的风电场均分布在风功率密度较大、潜在开发量大的区域;2)风电并网外送的难易程度也直接影响着风力发电的发展,内蒙古自治区有“蒙东”和“蒙西”两大电网,便于电力输出,因此在年之后内蒙古东西部地区风电同步发展。内蒙古地区在-年受电网外送及负荷能力的影响,风力发电发展逐渐陷入“弃风”困局,在年之后增长态势有所放缓;

3)地方政府在风电上网电价、招商引资、场地征用费用、贷款利率等方面的相关政策可能对于风电发展也有着重要的影响。4)地形因素的影响,在风力资源丰富区域,开阔平坦的区域更易于风电场建设,大兴安岭、阴山和狼山等山脉上的风能资源都超过5级,但受地形影响风能资源的可开发利用率比较低。

风电场遥感判识

风电场在遥感影像图上纹理特征相对比较明显,在高分辨率遥感影像图上甚至能够清楚的看到单个风机的形态。风电场判识是基于高分辨率影像解译出一期风电场实际分布之后,在此基础上利用Landsat影像建立解译标志再判识各个年代风电场分布,这样能够在一定程度上保证解译精度,能够反映特定风电场的时间变化动态。尽管如此,基于中分辨率的Landsat影像解译风电场过程中,判识一些规模比较大的风电场时特征明显,一些建设初期或规模较小的风电场在判识过程中存在一定的困难,这可能会使研究结果中年之前一些规模较小的风电场被遗漏。

内蒙古自治区从上世纪80年代末开始风电建设,在随后的十多年风电装机容量缓慢增长,在年时装机容量仅为5.8万千瓦,从年开始迅猛发展,这与我们解译的风电场面积变化趋势基本一致。

内蒙古土地利用类型有利于风电场建设

内蒙古目前己建风电场土地利用类型有80%为草地,11%为农田,未利用土地和林地各占不足4%。根据年内蒙古土地利用类型图统计,内蒙古自治区土地利用类型中,面积最大的土地利用类型为草地,其次为其他土地类型(未利用土地)、林地、耕地、湿地,最后为建设用地。邓院昌等对风电场选址土地利用类型评价认为,最适宜建立风电场的为沙裸地,较适宜为草地,而草地和未利用土地两类土地利用类型在内蒙古占到70%左右的土地面积,因此,内蒙古风电场建设土地利用类型优势明显。

但随着生态环保要求日益严格,可供集中连片开发的区域日益缩减,大型风电基地开发建设与国土资源较为紧张的局面形成一定矛盾。仅考虑生态红线和基本农田,全国有近44%的国土面积不能用作新能源项目开发。内蒙古土地利用类型中除去森林草原,还有近20%的未利用土地,后续风电开发未利用土地这一类型的面积占比可能会进一步加大。

1内蒙古自治区年己出现风电场,在年之前风电场规模增加缓慢,特别是在年之前风电场规模小,年开始,内蒙古风电场建设迎来迅猛发展,风电场面积和斑块数快速增加,直到年风电场面积增至km2,风电场斑块增加至个。

2)锡林郭勒盟是内蒙古最早建立风电场的盟市,从年开始出现风电场,乌兰察布市和赤峰市分别在年和年出现有一定规模的风电场,至此一直到年,包头市、呼伦贝尔市才开始有风电场出现。在随后-年的三年中,通辽市、兴安盟、巴彦淖尔市、呼和浩特市、鄂尔多斯市相继出现风电场,阿拉善盟一直到年才开始有风电场出现。

3)内蒙古自治区风电场从最西部的阿拉善盟额济纳旗一直到东部的呼伦贝尔市均有风电场分布,主要集中分布在巴彦淖尔市、包头市、锡林郭勒盟、乌兰察布市、赤峰市和通辽市六个盟市,各盟市风电场面积均超过km2。其中,锡林郭勒盟面积最大,占全区风电场面积近2成,达到km2;兴安盟、呼和浩特市、阿拉善盟、呼伦贝尔市和鄂尔多斯市面积相对较小。

4)80%的草地中典型草原面积最大,其次为荒漠草原和草甸草原,面积各自为km2,km2和km2,分别占总草地面积的69%,19%和12%。

5)-年,内蒙古风电场景观指数除NP,AREA_MN是增大趋势,PD,LPI,ENNNM均表现出下降趋势,反映出风电场总面积、斑块数以及风电场平均规模都在不同程度增加或变大。

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