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光污染的后果

对天文观测、对人类健康、对能源开支、对野生动物。

天文观测

最直接且最易量化的后果是:夜空被人造光抬亮后,暗弱天体不再可见。

Falchi 等人在 2016 年发布的《世界人造夜空亮度图集》,用 VIIRS 卫星辐射数据输入大气辐射传输模型,并用超过 35,000 个地面 SQM 测量值进行标定,得到的结果是:

  • 全球 83% 的人口生活在有光污染的天空下;
  • 99% 的欧洲人和美国人生活在有光污染的天空下;
  • 60% 的欧洲人无法从家中看到银河。

由此产生两个层面的损失。业余观测方面,银河、星云等大面积暗弱目标从多数城市居民的视野中消失;专业观测方面,天文台被迫迁往更偏远的台址。

Kitt Peak 国家天文台的星轨
Kitt Peak 国家天文台的星轨,地平线上的橙色光晕来自远处城市图片来源:KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/B. Tafreshi

人类健康

人体依靠光照信号调节昼夜节律。夜间暴露于光照(尤其蓝光)会抑制褪黑素分泌,推迟入睡时间,影响睡眠质量与结构。这一层机制有较为一致的实验证据支持。

至于更长链条的后果,例如与某些代谢或内分泌疾病的关联,相关研究仍在进行,结论尚未统一,不宜将相关性表述为因果关系。

IDA 在其政策文件中的表述是审慎的:「已知或怀疑光污染会对自然生态系统、人类健康、公共安全、天文观测、能源安全和全球气候产生负面影响。」——「已知或怀疑」这一措辞本身,即体现了结论可靠程度的差别。

能源与经济成本

射向天空与无人区域的光不产生照明价值,构成纯粹的电费支出。该部分常被引用为「约 30% 的户外照明被浪费」,但比例随地区与评估口径差异明显,引用时应标明来源与适用范围。

对城市管理者而言,这一项通常最具说服力:治理收益可直接以电费下降衡量,无需依赖生态或天文方面的论证。

上海夜间,由国际空间站拍摄
上海夜间,由国际空间站拍摄。可见道路照明的网格,以及光从城市溢出到周边区域图片来源:NASA

鸟类

许多候鸟在夜间迁徙,依赖星空与地磁定向。人造光干扰这一过程,产生两类后果:

  • 迷航与聚集。鸟类被灯光吸引后会在光源周围盘旋,有时持续数小时,消耗本该用于迁徙的体力。大雾或低云天气下,被照亮的高楼会聚集大量鸟类。
  • 撞击。被灯光吸引靠近建筑后,撞上玻璃幕墙。玻璃反射的夜空或室内植物影像会让鸟误判为可通行的空间。
黄昏时分的鸟群
黄昏时分的鸟群。夜间迁徙的候鸟会被人造光吸引并持续盘旋图片来源:Pexels

其他动物与植物

夜间是许多动物的主要活动时段。人造光扰乱了两个基本条件:何时为夜,以及何处为暗。

  • 夜行性捕食者(如猫头鹰、蝙蝠)依赖黑暗掩护觅食,光照会降低其捕猎效率;
  • 夜行性猎物会因光照改变活动路线与时间,进而改变整个群落的空间分布;
  • 沿水岸、林缘的照明会形成「光屏障」,阻碍动物在栖息地之间的移动。

这类影响的特点是间接且累积:并非直接致死,而是改变行为与分布,因此短期内不易察觉。

昆虫

趋光性是光污染最易观察到的后果,表现为夏夜路灯下聚集的虫群。其影响不限于个体死亡:

  • 围绕灯具飞行至力竭死亡,或被灯具高温灼死;
  • 聚集在光源附近,成为捕食者与寄生虫的集中猎场;
  • 原本用于觅食、求偶、产卵的时间被消耗在趋光行为上。

昆虫是食物链的基础环节,也是重要传粉者,因此该类损失会向上传导,影响以昆虫为食的鸟类、蝙蝠及依赖昆虫授粉的植物。

植物

植物依赖光周期判断季节,日照长度变化触发萌芽、开花、落叶与休眠。夜间照明干扰这一判断,可能造成物候提前或延后。对城市行道树与公园绿地而言,可能表现为花期错位、落叶延迟与抗寒能力下降。

在光污染的各项影响中,这一项研究起步最晚。目前多数结论来自受控实验与有限地点的野外观察,尚不宜视为定论。

失去星空意味着什么

前述各项均可量化,此项不能,但其影响可能最为深远。

星空是人类定位自身的方式之一。方向、季节、时间、潮汐与航行,在历史上长期依赖对天空的观察。星座不仅是图案,也是口传叙事结构与许多文明宇宙观的起点。当银河从多数人的视野中消失,这些内容便从「抬头可见」变为「需专程前往才能看到」。

对在城市中成长的孩子而言,这意味着:他可能听过银河、看过照片,却从未在真实夜空下站立。这不是知识的缺失——知识可由书本获得——而是一种感受能力的缺失:对尺度、对黑暗、对自身位置的具体感知。

这一层价值难以进入成本收益分析,但它是本站所称「暗夜资源」中最难替代的部分。

城市上空的银河与天文台圆顶
城市上空的银河与天文台圆顶。这一景象已从日常可见,变为需要专程前往才能看到作者自摄