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- 「光污染」(又稱光害)是一種因過度使用人為室外照明,而對自然環境引起的負面影響。 設計不良的室外照明不僅會浪費能源、金錢和寶貴的地球資源,還會對我們的生態系統甚至我們的健康產生負面影響。 減少不當的戶外照明來節省電力,也意味著減少空氣污染,進而減少由發電過程引起的全球變暖。
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光污染對生態和人體的負面影響 | 港大光污染研究. 有研究還指出光污染可能對生態造成負面影響。 過量的晚間照明,或會擾亂依賴日夜規律的動物的生理週期,亦會誤導牠們的活動方向,嚴重甚至影響生態平衡。 例子包括 (Travis and Catherine 2004): 鳥類的飛行受照明影響,誤導牠們撞上建築物而身亡。 在晚間遷移的鳥類會被人為照明誤導飛行方向,一旦牠們被照明吸引,便不會飛離。 大量飛娥、蜻蜓、甲蟲、飛蠶、蚊子、黃蜂等昆蟲會被照明吸引聚集,因無法飛離而死亡。 雌性海龜被海灘附近的照明影響其產卵行為。 原本在白天獵食的鳥類和爬蟲類因人為室外照明,增加了牠們在晚上的獵食機會,令被捕獵的物種減少。 野外環境的照明亮度增加,令晚間動物如青蛙喪失天然夜視能力,強烈的照明甚至會弄瞎牠們。
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講座 - 光污染對生態和人體的負面影響 | 港大光污染研究
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「光污染」(又稱光害)是一種因過度使用人為室外照明,而對自然環境引起的負面影響。 設計不良的室外照明不僅會浪費能源、金錢和寶貴的地球資源,還會對我們的生態系統甚至我們的健康產生負面影響。
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- 全球光污染现状
- 光污染对生物个体的影响
- 光污染对生态系统的影响
1.1. 什么是光污染?
光污染源于人工光源的使用,与城市化及人类活动密切相关。天文学对光污染的定性定义是指夜空质量下降、掩盖了恒星和其他天体光源并限制天文学研究的人造光。天文学家称之为“天文光污染”。国际天文学联合会对光污染给出了定量化的定义:对于一个特定的地理区域,当夜间的人造光强度大于夜间自然光强的10%时,就认为发生了光污染。 在生态学中,光污染指破坏昼夜循环和季节循环等自然光周期、改变夜间环境(即环境照明),从而影响生物体和生态系统的行为{生态系统由生物(或生物群落)及其生物、地质、土壤、水文、气候等环境(生物群落)组成,其特点是生物物种与其周围环境之间相互作用,生态系统各组成部分之间的物质和能量流动使其得以生存,并随着时间的推移在可持续性和进化之间保持动态平衡。生态学家从事生态学工作。生态学家的工作是研究有机体与周围环境的关系。不应与从事保护生态活动的生态学家混淆。}、生物节律和生理功能的人造光,这就是生态学家谈论的“生态光污染”。
1.2. 来源
理论上人造光源专门用于特定的目途,但遗憾的是,实际上它们产生的光照总有一部分被大气颗粒和水蒸气散射到天空中。光源的周围会扩散而形成“光晕”,有多个光源时,这些光晕会汇聚形成“聚集光晕”。因此,任何配备人工照明的建筑都可能产生光污染。下列情况尤其如此: 1. 公共场所和道路照明:为了维护交通、打击犯罪,这些地方的光照强度通常超过最低要求。 2. 工商业建筑中的照明:经常过度照明以吸引顾客,营造有吸引力、方便消费者的环境。 3. 停车场和体育中心的照明。 4. 尚未纳入任何法规管制的房屋外部和内部照明。 5. 车辆照明。 除此以外,低劣的技术、夜间非必要时段使用照明设备、维护不良或缺乏维修都会增大光污染的强度。 最后,天气条件可以改变光在大气中的散射,进而影响光污染的程度。例如,在城市地区,浓云覆盖时将光污染的强度提高10倍。气象条件不同,被照明表面的反射系数也会变化,从而改变向天空反射的光通量。干燥的天气条件下,城市人工表面的反射系数在0.1~0.2之间,即10%~20%的光线被反射;当有积雪覆盖时,反射系数会提升至0.8。
1.3. 全球现状
第一本世界光污染地图集在2001年出版,于2016年更新。新版本基于2013/2014年的卫星调查数据,采用了国际天文学联合会对光污染的定义:对于一个特定的地理区域,当夜间的人造光强度大于夜间自然光强的10%时,就认为发生了光污染(图2)。 2013至2014年期间,光污染影响了世界陆地面积的22.5%、美国面积的46.9%、欧盟面积的88.4% 和法国面积的100%。相应地,83.2%的世界人口,包括99.7%的美国人口、99.8%的欧盟人口和100%的法国人口都受到光污染的影响,世界上35.9%的人口在夜间看不到银河,13.9%的人口受光污染的影响,视觉系统无法适应夜视,他们的视觉系统实际上始终处于日视状态。 目前,科学家认为光污染是世界上增长最快的污染形式之一,平均每年增长6%,欧洲国家增长率高达10%。 因此,光污染不是局部现象,其影响范围是全球性的,并且还在不断增加。光污染已经影响到世界上的一些保护区,尤其是各级自然公园。因此,世界上大部分生态系统,包括其中的动植物都受到了影响。
自然光及其周期性变化对生物体至关重要(见焦点:光周期与生物)。光污染则会改变光照环境,包括光照强度、光谱特性,使光的周期性不再明显(图3,参见)。这些变化很可能会改变生物个体的行为、生理功能和生物节律,长此以往还可能威胁到生态系统的平衡。
3.1. 生态系统失衡?
在生态系统层面,光污染会引发生态失衡,特别是可以改变种间/种内竞争、猎物/捕食者平衡、群落物种组成等。事实上,光污染通过改变照明环境创造出了新的生态位,以高光照为特征的这个新生态位会吸引一些夜行性物种,也会排斥其他物种。例如,路灯附近会聚集大量夜行昆虫,而能快速飞行的蝙蝠可从中获益。在城郊和路灯附近捕食的北棕蝠(Eptesicus nilssonii)可获得0.5 kJ/min的热量摄入率,而在林木繁茂地区捕食仅为0.2 kJ/min。另一方面,路灯附近的高光照不适合躲避夜行猛禽,也无法利用昆虫聚集路灯附近的机会捕食。两类蝙蝠种间食物竞争的结果是慢飞蝙蝠失利,这就解释了近年来欧洲飞行速度快的蝙蝠物种数量增加而飞行速度慢的蝙蝠物种数量在减少。 除此以外,这个新的生态位中更有利于昼行性物种,它们可以在夜间定位、活动和觅食。这些物种占据了夜间暴露于人为光源下的栖息地,与夜行性捕食者竞争,并改变猎物/捕食者间的平衡。在蜘蛛、昼行性爬行动物和昼行性鸟类中都观察到了这类行为,它们在路灯周围捕食聚集的夜行性昆虫,并占据夜行性物种放弃的受光污染的空间。一些作者认为,被放弃的光污染环境可能会有利于...
3.2. 对生境和物种选择的影响
光污染也可能导致生境破碎化,夜行性昆虫就是一个很好的例证。事实上,一盏灯可以吸引半径400~700米内的夜行性昆虫。但在城市地区,相邻路灯之间的距离只有30~50米。夜行性昆虫被这些人为光源吸引,活动范围缩小。因此,道路照明灯是沿交通路线建立的真正人造障碍,切割了夜行性昆虫的生境。 光污染还可能威胁到光照耐受力低的光敏物种或个体。因此,光污染可以表现为一种选择因子,改变自然种群的多样性。值得注意的是,28%的脊椎动物和64.4%的无脊椎动物只在夜间活动或部分活动时间在夜间,也就是说,有同样多的物种对强光照不适应或只有很弱的适应能力。 最后,水生生物和植物跟动物一样对光环境敏感,它们也受到光污染的威胁。 总而言之,光污染是一种鲜为人知但真实存在的现象,并且严重程度还在不断增加。这种污染通过改变光的自然周期性和环境的照明,很可能改变生物的行为、生理功能和生物节律。在个体水平,光污染会影响生物的定向能力,改变其运动、饮食、生殖和个体间的交流行为。在群体和生态系统水平,光污染作为一种选择因子,会改变物种间竞争、猎物/捕食者平衡,并导致生境碎片化。因此,光污染对生态群落的影响是真实存在的。...
在生态学中,光 污染是指破坏自然光周期( 昼夜循环和季节循环)、改变夜间环境,从 而影响生物体和生态系统的行为、生物节律和生理功能的人为来源的光, 这就是生态学家谈论的“ 生态光污染”。 来源. 、应急照明和车辆照明。 这些来源的光污染改变了自然的光周期, 降低了夜空�. 量, 也改变了夜间环境。图片来源:根 据里奇和朗 .
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