1 引言
近年來,國內城市的夜景照明市場如火如荼、風生水起。國際大型會議帶來的旅游城市夜景全面建設有口皆碑,國內重要紀念活動帶來的城市夜景提升也收效甚好,各大省會城市及知名城市對重點區域的
景觀照明提升也火了一處又一處。看這勢頭,2020年全面建成小康社會之前城市照明將有遍地開花的豐碩成果。隨著對城市建筑、道路、廣場等人類活動密集區的景觀照明全面武裝,城市的公園、堤岸、景觀帶乃至山體也都被滿滿的裝上了景觀照明燈具。
因此,城市植物成功的被隨意設計的景觀照明波及和影響,無辜成為了夜間生態平衡的犧牲品。
圖一:山體照明
02 城市植被的作用與植物睡眠
城市植被是指覆蓋在城市地表上的所有的植物種類,包括自然種類和人工栽培種類。是城市生態系統中唯一的初級生產者,形成食物鏈的基本,所行使的光合作用幾乎是所有的生態系統中能源及有機物質的最初來源。具有重要的自凈、美化城市景觀、豐富城市建筑輪廓線、提供休閑娛樂和防災避難場所等作用。[1]
植物學家認為植物也需要睡眠。最初,解釋植物睡眠運動的最廣泛的理論是“月光理論”。提出這個論點的科學家認為,葉子的睡眠運動能使植物盡量少地遭受月光的侵害。因為過多的月光照射,可能干擾植物正常的光周期感官機制,損害植物對晝夜變化的適應。然而,使人們感到迷惑不解的是,為什么許多沒有光周期現象的熱帶植物,同樣也會出現睡眠運動,這一點用“月光理論”是無法解釋的。[2]
圖二:植物睡眠
既然“月光理論”無法解釋,那么關于植物睡眠的問題也就懸而未決,但可以肯定的是,植物睡眠是真實存在的,但是睡眠的時間和周期是多久就有待于植物學家的進一步研究了。植物在進化過程中形成了對環境的適應能力,夜景照明每天延長的3小時左右光照量,打破了植物原本對所處光氣候區光照的適應性,造成了園林植物生理生化指標紊亂,影響其正常生長,甚至可能使其枯萎死亡。
光質是影響植物正常生長發育的重要因素。從光源角度來看,夜間人工照明的不同光源發出不同波長的光質對植物產生的生理作用不同;從植物的角度來說,植物的光形態建成和光合作用都依賴于某些特定的波長。也就是說,光質除了作為一種能源來控制光合作用,還作為一種觸發信號影響植物的生長。不適宜的波長呈現出的燈光顏色會使植物的生命活動發生紊亂致使其患病甚至死亡。[3]
03 植物照明的現狀及照明方式
照樹燈,是一種專門針對城市的樹木而研發的各種樣式的照明燈具。有的是圓形,有的是方形,有的是帶弧度的半圓形,還有的是定制的抱箍形。但無一例外,它們不是被安裝在底部的樹干旁邊,就是被安裝在樹干的交叉處。安裝在底部的燈具,避免了直接與樹木接觸,但是對行人會有比較大的炫光影響。安裝在樹干交叉處的燈具,無論是常規型燈具還是仿生形或鳥巢形燈具,都需要抱箍式安裝結構進行固定,這種方式需要經常根據樹木的生長周期進行放松調整,如果疏于維護和管理,對樹木會形成災難性的傷害。而現實中,由于責任劃分不明確導致后期維護不善造成的這種悲劇也不在少數。除了照樹燈之外,景觀燈、路燈、埋地燈、高桿投光燈等也會對夜間植物睡眠產生直接或間接的影響。
圖三:照樹燈
04 過度植物照明對生態的影響及帶來的危害
不合理的照明方式,對城市植被帶來的危害是顯而易見的。首先,影響植物正常的生長周期。植物在白天利用陽光進行光合作用,但是在夜間也需要休息。光周期的變化在調節植物種子萌發幼苗生長、莖的伸長、子葉伸展,直至開花控制、休眠等都起著關鍵性的作用。植物葉片通過測量黑夜的長短,能夠預測季節的變化,這也是觸發植物進行落葉和冬眠的信號,樹木在夜間受強光照射,使休眠受到干擾,引起落葉形態的失常和冬芽的形成。如在人工照射下,樹木或灌木在秋天仍然會繼續生長在進入霜凍時節,樹葉里還會含有葉綠素,使其落葉期延遲;同時,過度照明植物將會干燥缺水過度生長,而且由于葉綠素的破壞,植物還將顯示出顏色變淡等其他不良的癥狀。當然,樹木的休眠和冬芽的形成,除了燈光的作用外,還與營養氣候、大氣污染及維護管理等方面都有關系。因此,光污染對不同種類植物的生長所造成的不同影響,還有待于進一步的深入研究。
其次,影響鳥類及昆蟲的夜間休息及活動。研究表明,除極少數在夜間活動的動物外,大多數動物在晚上安靜不動,不喜歡強光照射。可是夜間室外照明特別是植物照明產生的天空光、溢散光、干擾光和反射光往往把動物生活和休息環境照得很亮,打亂了動物晝夜生活的生物鐘的節律,使之不能人睡和休息。對野生動物和魚類動物,除了可見光影響外,照明器具發射出輻射能量對動物生活和成長也有影響。 例如,動物吸收照明輻射能量后,不僅引起溫度變化,而且動物細胞的電場和生理也會發生變化。當金魚放入磁場中,磁場強度越強,魚就越不想吃魚餌。又如夜間照明對害蟲的影響,由于昆蟲的向光性,室外夜間燈光可吸引大量的昆蟲,特別是產卵期,大量昆蟲集中在照明區域,蟲卵很快就會變成幼蟲和成蟲,進而引起蟲害。對益蟲和鳥類說,值得注意的是,夜間過亮的室外照明,是會使不少的益蟲和益鳥直接撲向燈光而喪命,比如德國法蘭克福游樂場的霓虹燈每晚要烤死數萬只有益昆蟲。如果一個城市,特別是不夜城,擁有數萬甚至數十萬只或組室外照明燈,長此下去,該地區生態平衡必將受到嚴重破壞。美國杜森市夏夜蚊蟲多的原因之一是和該市上千組霓虹燈"殺害"了無數食蚊蟲的益鳥和益蟲有關。