劉軼 曾琬瑩 施雅蓉 王倩娜＊

“雙碳”背景下，大力發(fā)展可再生能源成為中國積極應對氣候變化、構建人類命運共同體的重要舉措[1]。截至2022年底，中國可再生能源發(fā)電裝機容量達到12.1億kW，占總容量的47.3%，其中風力發(fā)電裝機容量為3.7億kW[2]，已成為繼火電、水電之后的第三大主力電源[3]。景觀是由自然系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)組成的空間綜合體，是復雜的自然生態(tài)過程和人類經(jīng)濟社會活動在空間上的實體印記。不難預見，未來風力渦輪機（后簡稱“風機”）等可再生能源設施將越來越普遍地出現(xiàn)在城鄉(xiāng)景觀中，勢必給中國國土景觀風貌帶來一系列改變。另外，這些出現(xiàn)在自然景觀中的人工設施也給風景園林領域帶來了與“新能源景觀”（new energy landscape）[4]相關的諸多課題，如景觀質量、土地利用、生物多樣性等。因此，準確識別包含可再生能源設施的森林、草原、山地、河流等各類國土空間，評價上述空間作為新能源景觀的資源特征和審美價值，并圍繞其類型、評價方法、景觀特征等開展研究，是國土空間規(guī)劃與景觀資源保護的重要基礎與前提。

近年來，中國對風電設施與景觀良好融合的工作日益重視，風電景觀（wind-power landscape）正是將景觀的內涵融入能源領域所形成的一種可持續(xù)景觀的概念[5]。2006年，丹麥學者Bernd首次提出“風電景觀”的說法[6]，但目前國內外尚未出現(xiàn)被廣泛認同的風電景觀的定義與景觀歸屬類型。基于太陽能景觀[7]等概念，本研究將風電景觀（又稱風能景觀）定義為：廣義上包含風力發(fā)電設施的自然景觀、半自然景觀和人工景觀，與新能源景觀[4]、可持續(xù)能源景觀 （ sustainable energy landscape ）[8]存在衍生關系。剖析風電景觀的定義、屬性和特征，發(fā)現(xiàn)符合文化景觀所界定的范疇[9-10]，因此在大類上可將風電景觀歸屬為文化景觀。另外，大型風電設施在極好能見度下的最大可視距離為10～30 km[11]，故將風電景觀范圍限定為：陸上風電場邊界內及外圍10～30 km的區(qū)域，具體的范圍紅線需參考風電場邊界進行劃定。

20世紀90年代開始，國外學者在能源景觀（energy landscape）方面的研究較為活躍，研究方向主要包括：理論及概念剖析[12]、公眾反響[13]等。2010—2015年發(fā)展較快，2016年后尤為關注可再生能源與未來景觀價值保護的議題[14]，其中又以風力發(fā)電的研究居多，主要包括：風電場對生物多樣性的影響[15-16]（風機造成的鳥類和蝙蝠死亡的現(xiàn)象、鳥類遷徙廊道受阻等）、公眾對電磁輻射、噪聲干擾、光影干擾、眩光干擾、財政影響等的接受程度[17-18]，以及風機的視覺影響因素[6,19-20]等。

中國學者在此領域的研究起步較晚，成果較少。2016年11月，學術期刊《風景園林》發(fā)布了以“景觀與能源”為主題的研究專題，展示了這一前沿領域的理論、研究內容和典型案例[4,21-24]，可以被認為是中國風景園林領域關注能源景觀的重要開端。以2023年5月為時限，在中國知網(wǎng)（CNKI）以“景觀、風能、風電”為主題詞進行檢索，僅有36篇相關文獻，其中學位論文15篇。研究內容較為分散，包括風電場景觀環(huán)境設計[25-26]、風電建設項目生態(tài)環(huán)境影響評價[27-28]、風力發(fā)電對生物的影響[29-30]等以某個風電場為例進行的小尺度研究。實踐方面，中國風電建設普遍存在“重功能、輕環(huán)境”的現(xiàn)象，《風電場項目環(huán)境影響評價技術規(guī)范》（NB/T 31087—2016）[31]中缺乏風電場建成前后景觀質量與視覺影響的定量評估方法及標準?？傮w而言，目前圍繞風電景觀的探討多停留在中小尺度的景觀設計層面，缺少在大尺度層面對風電景觀類型、整體立地條件的框架性探討和基礎研究，無法為風電建設中的國土空間規(guī)劃和景觀保護提供有效支撐。

基于以上背景，本研究立足于宏觀的框架性視角，1）提出“風電景觀布局要素”體系，以自然、功能設備、人地實踐3類要素總結中國風電景觀立地布局特征；2）參考風電景觀布局要素，選取景觀特征因子作為分類依據(jù)，系統(tǒng)地劃分中國風電景觀類型；3）提出3個未來擬開展的研究方向。

1 研究對象與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究對象

基于2020年中國85 610個陸上風機點位（圖1），經(jīng)核密度分析、聚類識別、在線地圖核查3個處理步驟（圖2），共提取出有效風電景觀2 422處。中國風電場生產運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：2020年共有2 488處風電場參與了數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作[32]，僅高于本研究所收集的風電景觀數(shù)量的2.6%，屬于可接受的誤差限度，故認為本研究所使用的風機點位數(shù)據(jù)具備較好的完整性；同時，將風機點位矢量數(shù)據(jù)與谷歌衛(wèi)星地圖的風機點位進行坐標核對，發(fā)現(xiàn)經(jīng)度的絕對誤差小于0.000 5″，緯度的絕對誤差小于0.000 2″，因此認為本研究中的風電點位數(shù)據(jù)具有較高的準確性，能全面、有效地反映中國風機的建設及分布情況。

2 風電景觀提取過程Process of extracting wind-power landscape

以提取出的2 422處陸上風電景觀為研究對象，依據(jù)風機平均占地標準（每20萬kW裝機容量占地36 km2）[33]進行估算，2020年中國28 153萬kW的總裝機容量約占地50 675 km2。

Interpon Reflex高反射涂料只吸收極少的光，使一個照明單位能夠釋放出更多的亮度，可幫助節(jié)省能源與成本。Interpon Reflex可最大程度地優(yōu)化反射率，以滿足照明行業(yè)對更高效照明系統(tǒng)日益增長的需求。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究中的數(shù)據(jù)來源情況見表1。在基于ArcGIS 10.4軟件進行分析時，本研究統(tǒng)一使用WGS_1984_UTM地理坐標系。

表1 數(shù)據(jù)來源及說明[34]Tab.1 Data sources and explanations[34]

2 研究方法

2.1 風電景觀立地布局特征分析

參考文化景觀的構成要素及體系[35-36]，本研究提出“風電景觀布局要素”體系（圖3），其核心在于反映人（主體）與自然（客體）間相互影響、動態(tài)關聯(lián)的過程，集中表現(xiàn)為依靠自然環(huán)境、實現(xiàn)風電功能、適應與改造自然3個方面，即自然、功能設備和人地實踐3類要素，三者是相互影響、相互制約，又相互促進的有機關系。

3 風電景觀布局要素體系、分析因子及方法[31,35,37]Layout element system, analysis factors and methods of wind-power landscape[31,35,37]

立地布局特征分析主要包括3個步驟：1）采用目視判讀、Getis-Ord General G空間自相關分析等方法，對高程、坡度、坡向等自然要素進行定性、定量分析；2）通過文獻分析、歸納演繹等方法總結功能設備要素特征，以此反映風電景觀的視覺特點；3）基于ArcGIS軟件進行多環(huán)緩沖分析、建筑密度統(tǒng)計等操作，定量分析由風電景觀造成的光影、噪聲和視覺影響，參考王躍華[38]、劉谞承[39]的研究，將多環(huán)緩沖分析的緩沖距離設定為500 m、2 500 m、5 000 m、10 000 m。

2.2 風電景觀類型劃分

參考景觀特征評估（landscape character assessment, LCA）、生態(tài)地理分區(qū)等國內外景觀分類體系與理論[40-42]，遵循自上而下的多等級分類思路，本研究基于風電景觀布局要素選取地形地貌特征、周邊景觀類型、土地利用類型、環(huán)境條件4個景觀特征因子作為風電景觀的分類依據(jù)。

對風電景觀進行分類包括3個環(huán)節(jié)。1）根據(jù)地形地貌特征和周邊景觀類型確定風電景觀大類：以中國地貌數(shù)據(jù)為底圖提取平原、丘陵、山地、高原4個風電景觀大類；并基于周邊景觀類型的差異，以距海岸線10 km內、是否位于河灘或湖灘、所在區(qū)域建筑密度大于20%①作為附加限制條件，從4個風電景觀大類中篩選出濱海、河湖灘、城市3個風電景觀大類作為補充，共確定為七大類。其中，10 km為一般能見度下平坦地形風機的可見距離[38]。2）根據(jù)風電景觀所處區(qū)域的土地利用類型和環(huán)境條件劃分風電景觀子類：在疊加土地利用類型圖后，判斷風機點位所在區(qū)域的土地利用類型（A、B、C、D、E子類）或典型環(huán)境條件（F、G、M、N子類，圖4）。3）特邀專家采用抽樣檢測的方法驗證風電景觀子類的分類精度：當置信度為90%、最大容許誤差為±5%時，根據(jù)計算式n=[z2×p×（1-p）]/e2（式中n為樣本數(shù)，z為與置信度對應的z值，p為樣本比例，e為最大容許誤差，本研究中z=1.645，p=0.5，e=0.05）[43]，計算得出本研究的樣本數(shù)為270，占風電景觀總數(shù)的12%，因此隨機抽取各省風電景觀總數(shù)的12%進行檢測。將風機點位圖疊加土地利用類型圖后與谷歌衛(wèi)星圖進行對比驗證（圖5），結果顯示抽樣精度為91.3%，具有較好的準確性。

4 風電景觀子類所在區(qū)域的土地利用類型和環(huán)境Land use types and environment in each area where a subcategory of wind-power landscape is located

3 研究結果與分析

3.1 基于風電景觀布局要素的立地布局特征分析

3.1.1 自然要素布局特征

中國風電景觀分布于-1～5 158.0 m的高程范圍內，坡度0～82.8°，空間自相關分析結果（表2）表明：1）高程分布呈現(xiàn)低值聚集，說明高海拔地區(qū)存在風資源分布不均、雷擊風險大、尾流損失等不確定因素，故風電景觀在中低海拔區(qū)域分布更為密集（圖6-1）；2）坡度分布呈現(xiàn)高值聚集，隨機分布概率小于5%，可見風電景觀在坡度較大的山脊、山丘、山崖等區(qū)域分布較為密集（圖6-2）；3）坡向分布呈現(xiàn)的高值聚集特征較微弱（圖6-3），可能因迎風坡對風具有加速效果，在一定程度上可放大風機效能，而中國的迎風坡向會受季風氣候影響而發(fā)生改變，使風機的坡向分布不存在明顯的空間聚類特征。此外，風電景觀布局與水帶位置關系密切，通過目視判讀和對比分析，將其空間關系歸納總結為比鄰型、沿岸型、環(huán)抱型3類（圖7）。

表2 2020年中國風電景觀點位空間自相關分析Tab.2 Spatial analysis of China’s wind-power landscape in 2020 based on Getis-Ord General G function

6 2020年中國風電景觀高程（6-1）、坡度（6-2）、坡向（6-3）分布Elevation (6-1), slope (6-2) and aspect (6-3) distribution of China’s wind-power landscape in 2020

7 中國風電景觀與水帶的空間關系Spatial relationship between wind-power landscape and water belt in China

《風電場項目環(huán)境影響評價技術規(guī)范》（NB/T 31087—2016）[31]中將環(huán)境敏感區(qū)確定為依法設立的各級各類自然、文化保護地，以及對建設項目中某類污染因子或生態(tài)影響因子特別敏感的區(qū)域，但風電項目環(huán)境敏感區(qū)的建設標準仍不夠明晰。2019年，《國家林業(yè)和草原局關于規(guī)范風電場項目建設使用林地的通知》中明確了“自然遺產地、國家公園、自然保護區(qū)、森林公園、濕地公園、地質公園、風景名勝區(qū)、鳥類主要遷徙通道和遷徙地等區(qū)域，以及沿?；闪謳Ш拖肆謳В瑸轱L電項目禁建區(qū)”[37]。然而本研究的結果顯示：2 422處風電景觀中的40.1%與自然遺產地、國家公園、自然保護區(qū)3類禁建區(qū)存在不同程度的空間交疊（圖8），1.6%與禁建區(qū)的距離不足1 km?？梢?，中國風電項目建設起步較早，在相關規(guī)范發(fā)布之前，部分風電景觀與禁建區(qū)交疊沖突，生態(tài)承載力監(jiān)測和環(huán)境影響跟蹤評價亟待引起重視。

8 風電景觀與生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)交疊情況示意Schematic diagram of overlapping between wind-power landscape and ecologically sensitive areas

3.1.2 功能設備要素布局特征

功能設備要素作為風電景觀的主體，決定了風電景觀的視覺布局特征。研究結果表明，近距離（＜500 m）觀察可再生能源設施時，顏色和紋理會在較大程度上影響人們的視覺感受[44]。中國絕大部分的風機以侵略性弱、兼容性強的白色為主色調，少數(shù)風機結合當?shù)貧v史文化打造出承載中華傳統(tǒng)與特色的彩色風機景觀，濱海區(qū)域的部分風機選擇了利于鳥類辨別的紅、白相間的警示色。當觀測距離超過2 000 m時，規(guī)模、形式和對比度成為最大視覺變量[45]。中國風電景觀規(guī)模差異較大，以小型②為主（77.6%）。不同規(guī)模的風電景觀因其下墊面條件不同，風機排布形式也各不相同，具有明顯景觀排布特征的風機形式可歸納為線型、支配線型、網(wǎng)格型、矩陣型、梅花型5種（圖9）。

9 具有明顯景觀排布特征的風機布局形式Wind turbine layout form with obvious landscape arrangement characteristics

3.1.3 人地實踐要素布局特征

目前，尚未有法律法規(guī)或標準明確風電景觀與居民點、道路、自然保護區(qū)等區(qū)域的避讓距離限值。ArcGIS多環(huán)緩沖分析結果表明：13.5%的風電景觀與最近居民點相距不足500 m，未達到風電場噪聲、光影環(huán)境安全防護距離的要求（圖10）；70.7%的風電景觀位于居民點“視覺極敏感”區(qū)（0～2 500 m）內；36.6%的風電景觀位于公路“視覺極敏感”區(qū)（0～2 500 m）內。僅考慮距離因素時，這些風電景觀極可能會給當?shù)鼐用窈凸飞系男熊?、行人帶來強烈的視覺沖擊感。

10 風電景觀對居民點的噪聲、光影、視覺影響分析Analysis of noise, shadow flicker, and visual impact of wind-power landscape on residential areas

風速大、地形平坦開闊、人口密度偏低的三北地區(qū)（西北、華北和東北）是風光、水風光等復合能源開發(fā)模式的主要陣地，目前中國已有6%的風電景觀形成了風光互補型能源布局，充分發(fā)揮了其生產與節(jié)地的潛力。相對而言，濱海、平原、城市風電場往往建立在人口密集區(qū)，這對風電景觀與當?shù)厝司迎h(huán)境融為一體提出了更高要求。其中，城市風電景觀處于人口最密集的區(qū)域，往往需要通過城市空間的規(guī)劃設計使部分建筑周圍產生較強風力，以此來彌補城市風速低、湍流度大的不足。

3.2 風電景觀類型

經(jīng)上述分析，中國風電景觀可分為七大類、26子類（圖11，表3）。各類型風電景觀所處區(qū)域的地貌特征多樣，包括戈壁、巖漠、草甸等，地表覆蓋與風機排布形式也各具特點。

表3 中國風電景觀分類體系Tab.3 Classification of wind-power landscape in China

11 2020 年中國風電景觀弧形帶狀交織格局Arched and banded interweaving pattern of China’s wind-power landscape in 2020

數(shù)量上，七大類的占比排序為：Ⅲ山地風電景觀＞Ⅰ平原風電景觀＞Ⅱ丘陵風電景觀＞Ⅴ濱海風電景觀＞Ⅵ河湖灘風電景觀＞Ⅳ高原風電景觀＞Ⅶ城市風電景觀。其中，山地和平原風電景觀總數(shù)量占比達63.7%，構成了中國風電景觀的“底圖”。相對而言，子類中不同土地利用類型占比的差異較小，排序為：E混合土地利用類型（24.9%）＞D林地類型（24.4%）＞C草地類型（20.1%）＞A荒漠/裸地類型（13.5%）＞B耕地類型（8.5%）。

空間上，各大類呈現(xiàn)出弧形帶狀交織的格局。北部平原風電景觀綿延帶向南與丘陵、高原風電景觀群交融過渡，西南、華中地區(qū)為山地風電景觀發(fā)展帶，南部為濱海風電景觀基干帶。自西向東依次為山地、丘陵、平原、濱海風電景觀，與中國“三級階梯”的高程變化相對應。河湖灘、城市風電景觀則呈不同程度的散布狀態(tài)。

4 結論

選取2020年中國陸上風電景觀為研究對象，基于“風電景觀布局要素”體系，從自然、功能設備、人地實踐3類要素分析了中國風電景觀多元化、區(qū)域性的立地布局特征，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域存在與生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)交疊等問題；隨后以地形地貌特征、周邊景觀類型、土地利用類型、環(huán)境條件4個景觀特征因子作為分類依據(jù)，將中國風電景觀分為七大類、26子類。本研究在一定程度彌補了現(xiàn)階段中國對風電景觀立地條件及類型等基礎研究的空白，同時也拓寬了風電景觀作為文化景觀的研究邊界，可為后續(xù)研究提供參考。在此呼吁風景園林學界、業(yè)界把握機遇，重視并加強相關領域的研究，以期為未來風電快速發(fā)展背景下自然景觀資源的保護和利用、風電景觀的規(guī)劃設計實踐提供支撐，擬開展的研究方向包括（但不限于）以下3個方面。

1）基于風電景觀布局要素的機理與影響。風電景觀與禁建區(qū)存在交疊沖突，但本研究未能明確不同交疊情況的作用機理及影響程度差異，未來可針對與生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)交疊的風電景觀進行生態(tài)環(huán)境影響及跟蹤評價研究（包括生物多樣性、生態(tài)廊道及網(wǎng)絡、景觀格局等），以進一步細化生態(tài)環(huán)境質量及劃定標準。同時，可開展涉及功能設備布局要素的景觀視覺影響、視覺質量，以及與人地實踐要素相關的公眾接受度等研究。

2）基于風電景觀類型的評估與對比。本研究系統(tǒng)劃分了中國風電景觀類型，但未進一步對某區(qū)域或某類風電景觀開展深入探究，揭示其在不同尺度上的景觀特征和空間格局等。未來擬聚焦風電景觀的分類方式及體系，深入評估、分析某一類風電景觀的特征與實際問題，剖析不同類別或地區(qū)風電景觀的空間分布及景觀差異，開展平原風電景觀文化服務評價、不同風電景觀類型特征與布局對比等研究。

3）風電景觀評價標準及技術規(guī)范。根據(jù)風電景觀布局要素完善《風電場項目環(huán)境影響評價技術規(guī)范》中的環(huán)境評價因子，并基于本研究的研究結果定量細化各評價因子的數(shù)值標準。從中選取符合評價目的的因子，編寫適用于不同類型風電景觀的頂層規(guī)范，包括建設前的宏、微觀選址指南及手冊，建設中的質量評價標準，建設后的環(huán)境影響評價標準等，實現(xiàn)風電景觀全生命周期綠色閉環(huán)式發(fā)展。

致謝(Acknowledgments)：特別感謝四川大學建筑與環(huán)境學院風景園林專業(yè)碩士謝夢晴對本研究立意與寫作做出的貢獻，以及在讀碩士研究生廖奕晴對本研究圖片修改做出的貢獻。

注釋(Notes)：

① 根據(jù)中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布的《城市居住區(qū)規(guī)劃設計標準》（GB 50180—2018），以20%作為城市風電景觀建筑密度限值。

② 以各風電景觀中的風機數(shù)量為字段值，基于ArcGIS軟件的自然間斷點分級法將風電景觀分為小型（1～78臺）、中型（79～202臺）、大型（203～471臺）、超大型（472～1 124臺）4類。

圖表來源(Sources of Figures and Tables)：

文中圖表均由作者繪制，其中圖1、6、11使用的中國地圖來源于自然資源部標準地圖服務系統(tǒng)（bzdt.ch.mnr.gov.cn），審圖號為GS（2020）4619號，圖2“地圖核查”處理步驟的底圖來源于百度地圖（2023年），圖4、5、7使用的衛(wèi)星影像底圖來源于谷歌地圖（2020年）。