绿色屋顶与屋顶太阳能是两种可以结合起来打造生物太阳能屋顶的技术。
生物太阳能屋顶既能提升生物多样性，也能提高发电量。
绿色屋顶可以调节屋顶温度，从而有助于提高太阳能板的效率。
澳大利亚的一项研究发现，在用电高峰期，生物太阳能屋顶可使太阳能发电量提升多达107%。
随着城市人口增长和空间有限，覆盖着活体植物的绿色屋顶和绿色墙体正日益普及。除了提升生物多样性外，绿色屋顶还可能通过提高太阳能板的发电量，发挥另一项出人意料的重要作用。
当太阳能板温度升至25℃以上时，其效率会显著下降。绿色屋顶能够调节屋顶温度。因此我们希望探究：绿色屋顶能否帮助解决热量降低太阳能板输出的问题？
我们的研究对比了一座“生物太阳能”绿色屋顶（即将太阳能系统与绿色屋顶相结合的屋顶）与一座配备同等太阳能系统的普通传统屋顶。我们测量了其对生物多样性和太阳能输出的影响，以及植物如何适应上方安装的太阳能板。
正如人们所预期的，绿色屋顶支持了更高的生物多样性。通过将平均最高温度降低约8℃，它在用电高峰期使太阳能发电量提升多达107%。虽然部分植物物种的表现优于其他物种，但植被整体生长茂盛。
这些结果表明，我们无需在绿色屋顶与太阳能屋顶之间做出选择：二者可以结合，从而获得双重收益。
该研究是如何开展的？
许多研究通过将单个屋顶划分为“绿色屋顶”和“非绿色屋顶”区域，以测量植被所带来的差异。此类研究存在一个问题，即“空间混杂”——两个相邻空间的影响相互作用。例如，较凉爽的绿色屋顶区域可能会调节与之相邻的非绿色区域的温度。
在使用不同建筑物的研究中，这些建筑物可能相距过远，或者建筑结构差异过大，因而缺乏可比性。
本研究中的两座建筑高度、大小和形状相同，且相邻坐落于悉尼中央商务区。唯一的区别在于，Daramu House设有绿色屋顶，而International House则没有。
我们选择了一种混合植被，由本土和非本土的草类及非木本植物组成，这些植物可四季开花，以吸引多种动物物种。
生物太阳能绿色屋顶与传统屋顶面积相同，约为1860平方米，其中约三分之一被太阳能板覆盖。绿色屋顶的植被覆盖率约为78%，太阳能板覆盖了该种植区域的40%。
为了识别屋顶上存在的物种，我们使用了运动感应摄像机并采集了DNA痕迹样本。我们记录了绿色屋顶植被的变化，以了解太阳能板的遮荫如何影响植物。
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太阳能板对植物有何影响？
在开阔区域，与最初种植的群落相比，我们在研究期间观察到植被覆盖的变化极小。
植物在太阳能板周围的区域生长最快、最健康。多个物种的覆盖面积翻了一番。我们在该区域选用了生长迅速的植被，以尽快使绿色屋顶的种植床实现全面覆盖。
植被变化最大的区域位于太阳能板的正下方及周围。婴儿太阳玫瑰，Aptenia cordifolia，成为了占主导地位的植物。尽管其最初的种植密度相对较低，但它占据了太阳能板下方及周围的大部分空间。
这一结果出人意料：没有人预料到植物会更倾向于选择太阳能板下的遮荫区域而非开阔区域。这表明，太阳能板的遮荫不会阻碍屋顶花园生长出茂密且健康的植被。
生物多样性产生了哪些影响？
我们使用环境DNA（eDNA）调查来比较绿色屋顶与传统屋顶的生物多样性。从两个屋顶采集了径流水样，并在现场使用便携式公民科学家eDNA采样设备进行处理，以检测屋顶上物种脱落的DNA痕迹。
eDNA调查发现了种类多样的物种，其中包括一些（如藻类和真菌）在其他调查方法中不易被检测到的物种。研究结果证实了摄像机所记录的鸟类物种的存在，同时也表明，其他到访的鸟类物种未被摄像机检测到。
总体而言，与传统屋顶相比，绿色屋顶支持的鸟类物种数量是其四倍，节肢动物（如昆虫、蜘蛛和马陆）物种数量超过七倍，蜗牛和蛞蝓物种数量是其两倍。微生物（如藻类和真菌）的多样性也高出许多倍。
令人鼓舞的是，绿色屋顶吸引了城市中罕见的物种。其中包括蓝带蜂（Amegilla cingulata）和金属盾椿象（Scutiphora pedicellata）。
绿色屋顶如何改变温度？
绿色屋顶使太阳能板的表面温度最多降低9.63℃，使屋顶表面温度降低6.93℃。绿色屋顶的平均峰值温度降低8℃，将为建筑内部带来可观的供暖和制冷节能效果。
这种温度降低使太阳能板的最大输出功率提高了21%至107%，具体取决于月份。性能建模表明，悉尼市中心的一座大型绿色屋顶平均而言，在任何给定光照强度下可多发电4.5%。
这些结果表明，我们不必在绿色屋顶和太阳能屋顶之间二选一。我们可以将两者结合，充分利用生物太阳能绿色屋顶的诸多益处。
生物太阳能屋顶有助于让城市实现净零排放
下一步是专门设计绿色屋顶及其植被，以增强生物多样性。绿色屋顶和其他绿色基础设施可能会改变城市野生动物的活动，并最终吸引非城市物种。
我们的绿色屋顶还减少了雨水径流，去除了多种径流污染物，并使建筑免受极端温度的影响。这一系统相对廉价，维护成本适中，最重要的是，它无需任何能源投入即可提供所有这些服务。
显然，生物太阳能绿色屋顶可以为实现净零排放城市做出重大贡献。而所需的仅仅是目前没有其他用途的空间。
