CN218417683U - 一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统，包括：土壤耕作层；位于所述土壤耕作层上的林草恢复层，所述林草恢复层包括轮回生态养殖区；其中，所述轮回生态养殖区被划分为放牧区与休牧区；位于所述林草恢复层上的光伏组件层，所述光伏组件层包括多个间隔设置的光伏组件；每个所述光伏组件包括光伏电板和光伏支架，光伏支架底端穿过所述林草恢复层固定在所述土壤耕作层中，所述光伏电板固定在光伏支架顶端。本实用新型通过在光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖，改善场区土壤、提高场区土地利用率和产出率。

Description

一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统

技术领域

本实用新型涉及植被恢复和畜牧业领域，具体而言，涉及一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统。

背景技术

光伏助力“双碳”目标的背景下，面向复杂自然环境下发展复合型光伏产业和生态建设的重大需求，突破光伏场区土地综合利用率提升的关键问题，是打造技术密集型能源-生态循环体系的关键途径。

然而，当前的光伏场区，技术密集型能源-生态循环系统搭建不够合理，致使场区土地利用率和产出率较低，因此，亟待搭建一种新型的技术密集型能源-生态循环系统。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统，以解决当前光伏场区土地利用率和产出率低的问题，同时解决在发展农业与养殖的复合产业时所面临的高成本投入等问题。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统，所述复合生态系统包括：

土壤耕作层；

位于所述土壤耕作层上的林草恢复层，所述林草恢复层包括轮回生态养殖区；其中，所述轮回生态养殖区被划分为放牧区与休牧区；

位于所述林草恢复层上的光伏组件层，所述光伏组件层包括多个间隔设置的光伏组件；每个所述光伏组件包括光伏电板和光伏支架，所述光伏支架底端穿过所述林草恢复层固定在所述土壤耕作层中，所述光伏电板固定在所述光伏支架顶端。

优选地，所述土壤耕作层的厚度为20～80cm；在所述土壤耕作层上还设置有微喷系统和滴灌系统。

优选地，在所述林草恢复层上种植经济灌木和草本植物；其中，草本植物包括：豆科牧草和禾本科牧草。

优选地，所述放牧区的外围和所述休牧区的外围均设置外围栅栏；其中，所述放牧区的外围栅栏转动连接有第一门板，以形成所述放牧区与外界的门洞；所述休牧区的外围栅栏转动连接有第二门板，以形成所述休牧区与外界的门洞。

优选地，所述放牧区与所述休牧区相邻设置，相邻的所述放牧区与所述休牧区之间设置有共享栅栏，所述共享栅栏转动连接有第三门板，以形成所述放牧区与所述休牧区之间的过道。

优选地，所述光伏电板的最低檐距离地面高度不低于2.5m。

优选地，相邻所述光伏组件之间设置有水平横杆；所述水平横杆位于所述光伏支架的60～100cm高处，所述水平横杆通过螺丝与螺帽固定在所述光伏支架上。

优选地，在所述水平横杆上设置有取食槽和饮水槽；其中，所述取食槽在所述光伏电板正下方。

与现有技术相比，本实用新型包括以下优点：

本实用新型提供了一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统，该复合生态系统包括：土壤耕作层；位于所述土壤耕作层上的林草恢复层，所述林草恢复层包括轮回生态养殖区；其中，所述轮回生态养殖区被划分为放牧区与休牧区；位于所述林草恢复层上的光伏组件层，所述光伏组件层包括多个间隔设置的光伏组件；每个所述光伏组件包括光伏电板和光伏支架，光伏支架底端穿过所述林草恢复层固定在所述土壤耕作层中，所述光伏电板固定在光伏支架顶端。

在本实用新型中，通过在光伏场区选择一片区域作为土壤耕作层，在土壤耕作层上设置林草恢复层，用于种植经济灌木和草本植物，以改善场区土壤、固持场区水土资源。进一步地，在林草恢复层上设置包括放牧区与休牧区的轮回生态养殖区，在放牧区养殖家禽。通过在林草恢复层上养殖家禽，一方面所养殖的家禽可以啃食林草恢复层的植被，另一方面还可以为场区输入家禽粪便，增加土壤养分，活化场区土壤微生物，提升场区土壤改善效果。此外，在林草恢复层上还设置有多个光伏组件，以生产清洁能源。从而本实用新型耦合了光伏发电、林草恢复、家禽养殖，在清洁能源生产的同时，充分利用了场区空间资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统的结构示意图；

附图标记：1、光伏组件层；11、光伏电板；12、光伏支架；2、土壤耕作层；21、微喷系统；22、滴灌系统；3、林草恢复层；4、轮回生态养殖区；41、放牧区；42、休牧区；43、外围栅栏；431、第一门板；432、第二门板；44、共享栅栏；441、第三门板；45、水平横杆；46、取食槽；47、取水槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

相关技术中，在植被原始状况较差的光伏场区上发展农业与养殖的复合产业时，为了改善光伏场区的土壤状况，通常在种植前在土壤层上方进行覆盖砂砾作业，需要投入较多的人力、物力与财力；另外，在种植和养殖时还需要修建种植棚和养殖圈，投入成本较大。

有鉴于此，本实用新型基于植物改土与畜牧业改土结合的耦合模式，通过植被恢复生产优质牧草、家禽养殖与植物固氮改良土壤，同时获得禽产品，提高了光伏场区土地产出率与利用率。

具体而言，本实用新型提供了一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统，参照图1，示出了本实用新型提供的一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统的结构示意图，如图1所示，该复合生态系统包括：

土壤耕作层2；

位于土壤耕作层2上的林草恢复层3，林草恢复层3包括轮回生态养殖区4；其中，轮回生态养殖区4被划分为放牧区41与休牧区42；

位于林草恢复层3上的光伏组件层1，光伏组件层1包括多个间隔设置的光伏组件；每个光伏组件包括光伏电板11和光伏支架12，光伏支架12底端穿过林草恢复层3固定在土壤耕作层2中，光伏电板11固定在光伏支架12顶端。

在具体实施时，根据实际需求可以在光伏场区选择任意大小或形状的区域作为土壤耕作层2，例如，选择一片矩形区域作为土壤耕作层2，在土壤耕作层2上设置林草恢复层3，待林草恢复层3上的林草种植完成后，设置轮回生态养殖区4，将轮回生态养殖区4划分为大小一致且相邻的放牧区41与休牧区42，在放牧区41中养殖家禽。

接着，在林草恢复层3上设置包括多个间隔设置的光伏组件的光伏组件层1，光伏装机容量根据实际的土壤耕作层2的面积大小、区域太阳能资源等确定，例如，1MW光伏装机容量占地30亩，以使满足场区清洁能源的生产以及场区农业与养殖业的开展。

其中，每个光伏组件包括光伏电板11和光伏支架12，光伏支架12底端穿过林草恢复层3固定在土壤耕作层2中，光伏电板11固定在光伏支架12顶端。其中，光伏支架12分为三段直杆，包括一垂直直杆与两倾斜直杆，垂直直杆的底端穿过林草恢复层3固定在土壤耕作层2，其顶端固定在光伏电板11的中心位置；剩余两倾斜直杆的顶端分别固定于光伏电板11的两端，他们的底端固定在垂直直杆上的同一位置，与光伏电板11形成三角结构。

其中，土壤耕作层2的厚度为20～80cm，满足灌木、草本植物或其他常规农作物的生长需要。

在一种可选的实施方式中，土壤耕作层2上还设置有微喷系统21和滴灌系统22，微喷系统21和滴灌系统22均由光伏组件层1发电供能，无需额外使用供电设备，节省了成本。

其中，滴灌系统22还包括滴灌带和滴头，滴灌带均匀铺设在土壤耕作层2，滴头孔朝上，滴灌带的铺设间距以及每个滴头的间隔距离根据实际的植株间的距离设置，以满足林草恢复层3上的林草的水肥需求。当林草恢复层3上的林草处于恢复初期时，控制滴灌系统22打开滴头进行浇水与施肥，实现林草恢复初期的水肥一体化管理，大大节省了林草恢复初期为提高林草植物成活率投入的劳动成本与资金成本；微喷系统21则负责在种子播种初期时，为种子萌芽提供适宜小气候，促进种子萌芽生长。

在一种可选的实施方式中，林草恢复层3上种植了经济灌木和草本植物；其中，草本植物包括：豆科牧草和禾本科牧草。其中，种植经济灌木可以实现固土保水和林产品产出的多重效益；将豆科牧草和禾本科牧草混播可以促进光伏场区林草恢复碳汇能力、生物固氮能力，进而改良土壤、提升林草恢复效果。

在具体实施时，经济灌木可以选用鹅掌柴和假连翘，两种灌木随机组配种植，种植株行距1m×1m，这两种经济灌木耐荫，耐贫瘠，适宜在光伏场区种植。在经济灌木种植后，使用微喷系统21浇足定根水，接着播种豆科牧草和禾本科牧草，其中，豆科牧草可以选用紫花苜蓿，禾本科牧草可以选用黑麦草。待播种完成后，用遮阴网覆盖，使用微喷系统21浇足水，之后使用滴灌系统22浇水，待牧草种出芽后撤去遮阴网。

待林草恢复层3上的豆科牧草和禾本科牧草的高度为15cm左右时，放牧区41中可以养殖食草家禽，例如，鸡、鹅等，这些食草家禽除了固定喂养饲料外，还可以啃食牧草。待放牧区41无法继续为食草家禽提供充足的牧草时，将食草家禽赶入休牧区42，此时，原本的放牧区转变为休牧区，原本的休牧区放牧区转变为放牧区，待新的放牧区无法为食草家禽提供充足的牧草时，再次将食草家禽赶入休牧区，如此反复，以使形成轮牧的养殖模式。

这样，林草恢复层3可以持续为食草家禽提供充足的牧草，且所养殖的食草家禽还能对林草恢复层3上的林草进行适度干扰，减少了人工刈割等大田作业，有利于林草恢复稳定性提高；同时食草家禽还能为光伏场区输入家禽粪便，增加土壤养分，活化场区土壤微生物，提升场区土壤改善效果，进一步提高林草恢复能力。

在一种可选的实施方式中，参照图1，放牧区41的外围和休牧区42的外围均设置外围栅栏43；其中，放牧区41的外围栅栏43转动连接有第一门板431以形成放牧区41与外界的门洞，休牧区42的外围栅栏43转动连接有第二门板432，以形成休牧区42与外界的门洞。

在放牧区41与休牧区42的外围边缘设置外围栅栏43，保护圈养所养殖的家禽，通过在外围栅栏43设置门板，便于光伏场区工作人员的进出以及场区产品的输出。

此外，放牧区41与休牧区42相邻设置，相邻的放牧区41与休牧区42之间设置有共享栅栏44，共享栅栏44转动连接有第三门板441，以形成放牧区41与休牧区42之间的过道。

在本实施例中，所有栅栏的高度均为1.8～2m，防止所养殖的家禽逃离轮回养殖层4或误入休牧区42；所有的门板与栅栏均通过转动轴和轴套连接，以使门板与栅栏转动连接。

其中，当放牧区41无法继续为食草家禽提供充足的牧草时，将第三门板441开启，将放牧区41的食草家禽赶入休牧区42中。此时，原本的放牧区转变为休牧区，原本的休牧区转变为放牧区，待新的放牧区无法为食草家禽提供充足的牧草时，再次开启第三门板441，将食草家禽赶入休牧区，如此反复，以使形成轮牧的养殖模式，不仅为食草家禽持续提供充足的牧草，同时也避免了过度养殖放牧带来的负面影响。

在具体实施时，当养殖的家禽为鸡、鹅等小型家禽时，在林草恢复层3上的牧草处于生长旺季时，20～25天轮牧一次，当牧草处于其余季节时，10～15天轮牧一次，避免过度养殖放牧。

在一种可选的实施方式中，光伏组件中的光伏电板11的最低檐距离地面高度不低于2.5m，在这个高度下，不仅为下方的种植的林草提供了足够的生长空间，同时还增加了到达光伏电板11下方的光资源。此外，在牧草种子萌芽初期以及幼苗生长阶段，光伏电板11还可以为其遮荫庇护。

在一种可选的实施方式中，参照图1，相邻光伏组件之间还设置有水平横杆45，水平横杆45为30mm×30mm的不锈钢方管；水平横杆45位于光伏支架12的60～100cm高处，其通过螺丝与螺帽固定在光伏支架12上。

由于所养殖的部分家禽夜晚有居高处躲避危险等生活习性，例如：鸡等，因此在相邻光伏组件之间设置水平横杆45，可以为这些家禽夜晚休憩提供空间场所。

其中，水平横杆45上还设置有取食槽46和饮水槽47；其中，取食槽46在光伏电板11正下方，饮水槽47设于取食槽46的旁边。

将取食槽46设于光伏电板11正下方，光伏电板11可以为粮食进行遮荫保护。

在具体实施时，水平横杆的数量可以根据所养殖的家禽类型及数量确定，例如，当养殖的家禽为鸡、鹅等，且在一亩地养殖的家禽数量不超过40只时，可以在放牧区41和休牧区42内选择3～5组相邻光伏组件之间设置水平横杆，确保可以设置足够的取食槽46和饮水槽47，满足家禽的粮食以及水源需求，同时保证家禽在夜晚休憩时拥有足够的空间场所。

在本实施例中，在光伏场区选择一片区域作为土壤耕作层2，在土壤耕作层2上设置林草恢复层3，用于种植经济灌木和草本植物，以改善场区土壤、固持场区水土资源。进一步地，在林草恢复层3上设置包括放牧区41与休牧区42的轮回生态养殖区4，在放牧区41养殖家禽。通过在林草恢复层3上养殖家禽，一方面所养殖的家禽可以啃食林草恢复层3的植被，另一方面还可以为场区输入家禽粪便，增加土壤养分，活化场区土壤微生物，提升场区土壤改善效果。此外，在林草恢复层3上还设置有多个光伏组件，以生产清洁能源。从而本实施例耦合了光伏发电、林草恢复、家禽养殖，在清洁能源生产的同时，充分利用了场区空间资源。

下面，结合一个具体实施例一和图1，对本实用新型进行示例性说明：

实施例一

本实施例一以养殖鸡、鹅为例，其中一亩地鸡20只、鹅3只。

本实施例一复合生态系统包括：60cm厚的土壤耕作层2；位于土壤耕作层2上的林草恢复层3，林草恢复层3包括轮回生态养殖区4；其中，轮回生态养殖区4被划分为放牧区41与休牧区42；位于林草恢复层3上的光伏组件层1，光伏组件层1包括多个间隔设置的光伏组件；每个光伏组件包括光伏电板11和光伏支架12，光伏支架12底端穿过林草恢复层3固定在土壤耕作层2中，光伏电板11固定在光伏支架12顶端，光伏电板11的最低檐距离地面高度为2.5m。

在土壤耕作层2上设置微喷系统21和滴灌系统22，然后在林草恢复层3上种植鹅掌柴和假连翘，两种灌木随机组配种植，种植株行距1m×1m。在经济灌木种植后，使用微喷系统浇足定根水，接着播种紫花苜蓿和黑麦草。待播种完成后，用遮阴网覆盖，使用微喷系统浇足水，之后使用滴灌系统浇水，待牧草种出芽后撤去遮阴网。

将林草恢复层3划分为一个放牧区41与一个休牧区42，放牧区41与休牧区42的外围设置外围栅栏43；其中，放牧区41的外围栅栏43转动连接有第一门板431，以形成放牧区41与外界的门洞；休牧区42的外围栅栏43转动连接有第二门板432，以形成所述休牧区42与外界的门洞。

其中，放牧区41与休牧区42相邻设置，放牧区41与休牧区42之前设置有共享栅栏44，共享栅栏44转动连接有第三门板441，以形成所述放牧区41与所述休牧区42之间的过道。其中，所有栅栏的高度为1.8m。

在放牧区41与休牧区42内，选择3组相邻光伏组件之间设置水平横杆45，水平横杆45位于光伏支架12的80cm高处，水平横杆45通过螺丝与螺帽固定在光伏支架12上，其中，水平横杆45为为30mm×30mm的不锈钢方管。

然后在水平横杆45上设置取食槽46和饮水槽47；其中，取食槽46在光伏电板11正下方。

在牧草长至15cm高左右时，将脱温鹅和脱温鸡放入放牧区41，当牧草处于生长旺季时，21天轮牧一次，其余季节14天轮牧一次，轮牧时将鸡和鹅从放牧区41经第三门板441赶至休牧区42。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种光伏场区耦合林草恢复和家禽养殖的复合生态系统，其特征在于，所述复合生态系统包括：

土壤耕作层(2)；

位于所述土壤耕作层(2)上的林草恢复层(3)，所述林草恢复层(3)包括轮回生态养殖区(4)；其中，所述轮回生态养殖区(4)被划分为放牧区(41)与休牧区(42)；

位于所述林草恢复层(3)上的光伏组件层(1)，所述光伏组件层(1)包括多个间隔设置的光伏组件；每个所述光伏组件包括光伏电板(11)和光伏支架(12)，所述光伏支架(12)底端穿过所述林草恢复层(3)固定在所述土壤耕作层(2)中，所述光伏电板(11)固定在所述光伏支架(12)顶端。

2.根据权利要求1所述的复合生态系统，其特征在于，所述土壤耕作层(2)的厚度为20～80cm；在所述土壤耕作层(2)上还设置有微喷系统(21)和滴灌系统(22)。

3.根据权利要求1所述的复合生态系统，其特征在于，在所述林草恢复层(3)上种植经济灌木和草本植物；其中，草本植物包括：豆科牧草和禾本科牧草。

4.根据权利要求1所述的复合生态系统，其特征在于，所述放牧区(41)的外围和所述休牧区(42)的外围均设置外围栅栏(43)；其中，所述放牧区(41)的外围栅栏(43)转动连接有第一门板(431)以形成所述放牧区(41)与外界的门洞，所述休牧区(42)的外围栅栏(43)转动连接有第二门板(432)，以形成所述休牧区(42)与外界的门洞。

5.根据权利要求1或4所述的复合生态系统，其特征在于，所述放牧区(41)与所述休牧区(42)相邻设置，相邻的所述放牧区(41)与所述休牧区(42)之间设置有共享栅栏(44)，所述共享栅栏(44)转动连接有第三门板(441)，以形成所述放牧区(41)与所述休牧区(42)之间的过道。

6.根据权利要求1所述的复合生态系统，其特征在于，所述光伏电板(11)的最低檐距离地面高度不低于2.5m。

7.根据权利要求1所述的复合生态系统，其特征在于，相邻所述光伏组件之间设置有水平横杆(45)；所述水平横杆(45)位于所述光伏支架(12)的60～100cm高处，所述水平横杆(45)通过螺丝与螺帽固定在所述光伏支架(12)上。

8.根据权利要求7所述的复合生态系统，其特征在于，在所述水平横杆(45)上设置有取食槽(46)和饮水槽(47)；其中，所述取食槽(46)在所述光伏电板(11)正下方。

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