暗夜消失忧思录

1887年9月23日，著名鸟类学家路德维希·库米恩登上了美国城市密尔沃基的建筑地标——60米高的工业博览会大厦。这座高层建筑是观察迁徙鸟类的最佳地点，但库米恩来到这里却另有原因——这座楼是密尔沃基人的骄傲，但它已成了鸟类的一个死亡陷阱。

从傍晚到午夜，工业博览会大厦灯光璀璨，像夜空中一座耀眼的灯塔。南飞过冬的鸟儿被这座高楼的灯光吸引，撞上电线、窗户，或互相碰撞，坠地而亡。在库米恩公布的每日鸟类死亡报告中，首次对光污染的负面影响进行了科学的报道和解释。

美丽星空已成遥远回忆

一个世纪前的夜晚，人们一抬头，就能看到壮观的星空。如今黑夜正在消失，全球数以百万计的儿童再也无法体验到灿烂星河的玄妙。夜间人造光源的广泛使用和不断增加，不仅限制了我们对宇宙星空的视界，而且对我们生活的地球环境、能源消耗和人体健康等，都产生了诸多不利影响。

自人类开启工业时代以来，地球上的黑夜在逐渐消失。20世纪下半叶，世界人工照明面积每年增长6%。据2017年的卫星数据分析，黑夜正以每年2.2%的速度消失。地球上的黑夜越来越明亮，大部分人生活在光污染的天空下，满天星斗的自然夜空已逐渐成为人类遥远的回忆。

人类享受着城市化和光明带来的好处，但违背了亿万年来地球昼明夜暗自然规律的人工照明，让植物、动物，甚至人类本身的健康付出了相当高昂的代价。

生态学家为此警告道，随着城市扩张，光污染的代价还会更高。对野生动物更不友好的更亮更白的发光二极管（LED），正在快速取代老式的橙色发光灯；城镇射向天空的光线被大气中的灰尘、水滴和气体分子反射，散射到偏远的荒野，甚至海洋。

从托马斯·阿尔瓦·爱迪生成功发明了第一个灯泡后，地球夜间环境的大规模改造就开始了。如今，城市地区的街灯（全球约3亿盏，这个数量还在上升中）、灯火通明的建筑物和广告牌、泛光灯、高速公路照明和车辆前照灯发出的光，让黑暗渐行渐远。据估算，全球23%的陆地面积现在都出现了天空辉光。在城市范围之外，天空辉光渐弱，但也足以遮挡星光和月圆月缺的变化。城市地区多云的夜晚，天光反射回地球，夜空比自然夜空亮出数千倍，而在过去的日子里，多云的夜晚是最黑暗的。

“从300千米外的内华达山脉可以看到洛杉矶和拉斯维加斯的天空辉光。”南加州大学城市生态学家、洛杉矶非营利组织城市荒野小组科学主任特拉维斯·朗科尔说。

光污染对环境的直接影响之一，是掩盖了真实的夜空。在没有人造光的情况下，我们可以在夜空中看到满天繁星闪烁，看到浩渺宇宙的星系和星座。而在现代城市，我们仰头望向夜空，已经看不到这些天体，昔日星光灿烂的夜景已是遥远回忆中的画面。

研究表明，人眼的视网膜可以自然调节感光细胞，适应非常低的光照条件，具备一定的夜视能力。但由于光污染，37%的美国人不再有机会展示他们出众的夜视潜力。据英国广播公司报道，大约99%的欧美人生活在比自然亮度高出近10%的天空下，这意味着很大一部分人没有机会发挥他们眼睛的夜视能力。

光污染对生态影响巨大

人们对夜间光线的担忧至少可以追溯到一个世纪前。最初人们发现迷失方向的鸟儿因撞击建筑物外墙而死亡，后来又看到困惑的幼海龟背对大海，向着海滨酒吧闪烁的灯光而去。对于新生海龟来说，人工照明的存在会让它们在困惑中迈上死亡之途。海龟在沙滩上出生后，它们的本能应该是冲向沐浴在月光下的海洋。然而，沿海的街灯和商业灯光会让刚孵化出来的小海龟感到困惑，导致它们向内陆方向移动。在那里，它们经常会被汽车轧死或被其他动物吃掉。

很快，科学家们又观察到一些让他们担心的反常现象，如白昼动物在黄昏后觅食，夜间出没的动物在黎明前几小时开始觅食，树木提早开花或推迟落叶。随着越来越多的这类观察结果面世，许多实验室开始研究光线在生理活动过程中的作用，包括对睡眠和新陈代谢、必要的夜间修复、植物的发芽和开花等的影响。

如今，研究人员以更先进的技术进行观察和调查，发现了更多光污染对生物的直接影响。蝙蝠等夜间哺乳动物是受光污染影响最大的动物之一。这些哺乳动物已很好地适应了夜间狩猎，它们会主动避开有灯光照明的区域，但遗憾的是，它们的昆虫猎物会被光源吸引。研究人员发现，多达数百万只的飞蛾常常围绕着发光的路灯，这导致蝙蝠的“暗夜狩猎场”中猎物寥寥。还有，人工光源被放置在蝙蝠栖息地外时，会阻碍它们离开，导致它们挨饿。夜间灯光还会导致萤火虫无法如往常那样用尾部发出的生物荧光来吸引配偶。毕竟，生命是在自然光照循环下进化的，太阳东升西落，月亮圆缺盈亏，季节变换和白昼长短变化，这些自然环境中可预测的周期性波动，是生物活动和生命过程中最重要的线索。

城市灯光扰乱生物节律的最早线索来自鸟类研究。一些城市观鸟者发现，城市鸟类孵化雏鸟的时间要比乡村同类提前几周。人们还发现，鸟儿一反往常，在黎明的曙光出现之前就开始鸣唱。生物学家认为，尽管不能排除城市生活的其他特征，如气温升高和食物的差别等因素的影响，但人造光确实正在改变鸟类对时间和季节的感知。

为了解人造光是否会改变鸟类对昼夜以及季节变化的感知，意大利生态学家达维德·多明尼专门研究了一种常见的物种——乌鸫。多明尼分别在城市乌鸫和乡村乌鸫的身上安装了迷你背包，每个背包里装有一个光记录仪和一个无线电发射器。这些设备记录下鸟儿白天活动与夜间休息的全过程，结果显示出很大的差异。每年3月，城市乌鸫的“一天”比乡村乌鸫长62分钟，相当于它们眼中的春天提前了19天。这与之前的研究结果高度吻合，即城市乌鸫比乡村乌鸫早19天准备繁殖。对城市乌鸫而言，这种情形短期内可能会有好处，因为它们可以有更长的时间去觅食，但过早孵化的雏鸟将面临更大的被捕食风险。同时，雏鸟过早孵化，与其成长所需的幼虫的出现时间不同步，还会直接导致它们挨饿。

此外，墨尔本拉筹伯大学的生殖生态学家凯莉·罗伯特在澳大利亚进行的一项开创性研究中首次表明，光污染会扰乱大型本土哺乳动物的生殖时间，从而危及它们的生存。西澳大利亚海岸外的花园岛是澳大利亚最大的海军基地，也是罗伯特的一个自然实验室。尤金袋鼠的一个族群被散养在当地的灌木丛中，那里夜晚唯一的光线来自天空。另一个族群圈养在海军基地内，暴露在夜间照明的强光下。研究发现，生活在海军基地内并暴露在光污染下的尤金袋鼠的繁殖期比在灌木丛中的尤金袋鼠晚一个月。

研究发现，海军基地内的小袋鼠比灌木丛中的小袋鼠晚出生一个月，与食物供应的自然循环不同步，由此威胁到幼崽的生存。在艰难的时候，母袋鼠会抛弃自己的孩子，导致袋鼠后代数量逐年下降。

血液分析证实，光污染导致圈养在海军基地里的袋鼠没有足够的褪黑素来保持生理时钟的平稳运行，它们的夜间褪黑素浓度不到灌木丛中袋鼠的一半。这表明，推迟繁殖与夜间基地的照明直接相关。研究者们在其他许多季节性繁殖哺乳动物身上也发现了同样的影响。

对于许多海洋生物来说，繁殖时间的关键提示不是来自阳光，而是来自月光。比如，澳大利亚大堡礁上的许多珊瑚会在同一天晚上产卵，这是生物提高繁殖成功概率的策略，非自然光会影响生物在月相周期变化提示下的繁殖活动。那么，当月相周期被非自然光扰乱时，珊瑚物种会出现什么情况呢？

2011年，生物学家把从珊瑚礁上收集的珊瑚群安置在室外水族馆中，分别暴露于不同光照条件下，结果发现光照会改变它们的基因活性和细胞信号传导过程，这些过程与卵子和精子的释放有关，而且只会发生在晚上。

为调查光污染的影响，在产卵前的8个晚上，研究小组在日落后的6个小时内将一些珊瑚暴露在低强度人造光下，结果发现：未受人造光影响的珊瑚会正常繁殖，而暴露于低强度人造光下的珊瑚却根本没能产卵。

鸟类、袋鼠和珊瑚都是备受瞩目的生物，而加斯顿和埃克塞特大学的生态学家们关注的是一些常被忽略的生物。他们通过对一些植物和无脊椎动物的长期实地研究发现，在任何有人造光的地方都有可能出现动植物生态发生变化的现象。夜间光线使英国常见的树木，如山毛榉、橡树和白蜡树，提前一周以上长出叶子，从而改变这些植物的开花时间。这对植物自身和以这些植物为生的动物都会产生不利影响。

动物授粉是一项重要的生态服务。现有强有力的新证据表明，光污染会影响动物授粉。伯尔尼大学的生态学家伊娃·诺普的研究报告称，将人造光引入偏远的高山草甸会导致夜间造访草地花朵的飞蛾、甲虫的数量大幅下降。

在阿尔卑斯山麓远离其他光源的草地上，研究人员安装了由发光二极管照明的移动路灯。他们戴着夜视镜，分别在有灯光和没有灯光的草地上监测夜间昆虫的活动。结果发现，在人造光下，花卉的昆虫访问量减少了62%，很多昆虫是被灯光，而不是花朵吸引而来。

诺普发现，蜜蜂、蝴蝶等传粉昆虫夜晚不出现对重要的草甸植物——甘蓝蓟的繁殖造成了很大影响，这种植物结出的果实减少了13%。对完全依赖昆虫授粉的植物来说，更少的访客意味着这些植物种群数量的减少。而自花授粉的植物，较少昆虫来访意味着异花授粉的机会也会大大减少，导致遗传多样性丧失和灭绝风险。植物种群数量的减少，也意味着昆虫食物总量的减少。

生态学家发现，光污染的影响远远超出了城市地区。月相周期对野生动物有很大影响，许多动物在没有月光的夜晚会更加活跃，因为更容易躲避捕食动物。而一些生物需要利用星光导航。同时，大约30%的脊椎动物和60%的无脊椎动物都在夜间活动，它们对光线非常敏感。天空辉光比满月要亮出很多倍，即使是漫射的、低强度的天空辉光，也足以干扰许多生物过程。

此外，光污染对浮游生物也有很大影响。淡水和海洋浮游动物在白天潜于深水，以躲避捕食动物，夜晚在月光和星光的引导下，它们向上迁徙，以水面的藻类为食。这种日复一日的迁徙活动是地球上生物量最大的同步移动，通过这种方式，这些微小的生物每年捕获数百万吨的二氧化碳并将其运送到深海，这对地球环境有着深远的影响。