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          【中國科學報】光噪污染影響鳥類存亡

            ▲光污染增加時,家朱雀的產卵時間會顯著提前,但孵化不完全的概率也會上升。圖片來源:David Keeling

            ▲在噪聲和光污染增加的情況下,紫綠樹燕的繁殖在產卵階段失敗率升高。光暴露增加與整體繁殖成功率的顯著降低相關。圖片來源:David Keeling

            ■本報記者 馮麗妃

            “鳥兒將窠巢安在繁花嫩葉當中,高興起來了,呼朋引伴地賣弄清脆的喉嚨,唱出宛轉的曲子,跟輕風流水應和著?!鄙鲜兰o30年代,作家朱自清筆下的鳥兒和它們的生活自由自在。

            今天,都市飛鳥的生活卻是另一個畫面:它們的生物周期被城市的光污染擾亂,它們的歌唱淹沒在汽車的鳴笛聲和嘈雜的環境中,噪聲甚至還會干擾它們的認知功能。

            過去幾十年里,鳥類數量減少了30%以上。而噪聲和光污染對鳥類種群健康的影響常常被忽視,最近的多項研究表明,這些壓力源正對鳥類物種造成多方面的傷害。

            改變物候 影響繁殖

            20多年前,孩提時代的日本北海道大學的Masayuki Senzaki就對鳥類產生了興趣。在觀鳥過程中,他發現很多動物依賴于感官環境,而后者會受到噪聲和光的影響。

            2015年冬季,Senzaki開始在一個初始項目中調查交通噪聲對野生貓頭鷹覓食效率的影響,結果發現貓頭鷹在噪聲影響下降低了覓食效率。這個發現促使他去觀察噪聲和光線對野生動物更全面、更大規模的影響。

            他的想法與美國加州理工州立大學生物學者Clinton Francis不謀而合。彼時,Francis已經擁有一個龐大的數據集——由公民科學家在2000年至2014年間收集的142種58506個鳥巢的數據。他們開始合作評估光噪污染對鳥類繁殖的影響。

            “這項研究最有意義的地方在于,我們是第一次試圖量化噪聲和光線對野生動物大規模適應性的影響?!盨enzaki對《中國科學報》說。研究首次發現,人為噪聲和光線會極大影響繁殖鳥類的物候和適應性。

            受光污染影響,草地或濕地等開放環境中的鳥類會比正常情況下提前一個月開始筑巢,封閉林地環境中的鳥類會提前18天開始筑巢。光污染還使封閉棲息地的鳥類窩卵數增加了16%左右。當暴露于噪聲時,鳥類的窩卵數會下降。噪聲污染還推遲了鳥兒筑巢的時間。

            “在這項研究之前,我們并不知道噪聲對繁殖成功的影響有多么廣泛。我們的研究表明,這種影響是巨大的,而且非常廣泛?!盕rancis在接受《中國科學報》采訪時說。由于交配的想法是根據雄性的鳴叫做出的,在某些情況下,雌性需要聽到雄性的叫聲才能做好生育的生理準備。這項去年12月發表于《自然》的研究指出,最常受到噪聲負面影響的是生活在樹林中、鳴叫頻率較低的鳥類。

            這項研究的一個重要發現是,光噪污染對鳥類物候的影響?!拔锖蚴区B類筑巢時間與其繁殖時間和資源可用性之間的時間匹配?!盕rancis說,通常鳥類會將繁殖時間安排在食物供應的高峰期以喂養幼鳥,并根據白天的日照時長決定何時繁殖后代。

            無論是光污染導致孵化提前,還是噪聲污染導致孵化延后,都會造成物候上的不匹配。如果孵化延遲,雛鳥的食物供應可能在需要之前達到峰值,可能只有較少的雛鳥存活下來,因為它們賴以生存的食物來源已經過了成熟期。

            然而,作者發現,因光污染而提前繁殖的鳥類,實際上繁殖成功率更高。對此,Francis解釋,因為氣候變暖,每年春天植物和昆蟲會出現得更早,從而恢復了鳥類筑巢時間和食物最高可用性之間的匹配。

            “所以,未來的研究需要在衡量噪聲和光線效應的同時,研究這些變化對氣候的響應,從而獲得更準確的圖景?!盕rancis說。

            減少數量 鈍化認知

            “人類不斷擴大的環境足跡正在通過各種機制影響全球野生動物數量,其中許多機制我們才剛剛開始了解?!庇鴦虼髮W生態學系的Sophia Cooke在接受《中國科學報》采訪時說。公路是噪聲、人造光的重要來源,它的建造導致棲息地碎片化效應和當地生境改變,并使周圍地區受到進一步開發和其他人類活動的影響。

            去年7月,在發表于《自然—通訊》的一項研究中,Cooke和同事評估了75種鳥類的豐度與英國公路的關聯。其中,77%的鳥類豐度會隨著公路暴露程度的增加出現顯著變化?!斑@些消極聯系的影響距離平均為700米,覆蓋了英國70%以上的土地,超過陸地保護區總面積的40%?!彼f,這表明公路正在助推鳥類群落大規模減少。

            “地球表面鋪砌的道路有4500萬車道公里,為13億輛汽車提供服務,預計到2050年,這一數據將增加到7000萬車道公里、28億輛汽車。然而,在大多數國家,減少道路對野生動物潛在影響的努力很少或根本不存在?!盋ooke說。

            而到目前為止,在為《生物多樣性公約》(通過信息交換中心機制)提交第六次國家報告的國家中,只有10%提到公路對生物多樣性構成威脅。因此,她呼吁應關注廣泛而不斷擴大的全球公路網造成的光噪影響和其他環境問題。

            不止于此,美國太平洋大學生物系的Christopher Templeton和同事研究發現,噪聲污染正在改變鳥類的生命特征——認知能力。

            在近日發表于英國《皇家學會學報B》的研究中,Templeton與合作者通過對成年斑胸草雀的一系列覓食任務進行實驗,考察了道路交通噪聲對鳥類認知能力的影響。結果發現,交通噪聲降低了包括抑制性控制、運動學習、空間記憶和社會學習在內的鳥類認知能力。

            “噪聲和光污染對動物的影響與其他類型的人類活動一樣大,甚至更大。在與保護生物多樣性有關的研究和努力中需要考慮到它們?!盕rancis說。

            “令人驚訝的是,盡管越來越多的研究表明動物對噪聲和光線有行為反應,而且有明確的證據表明大部分地球表面被噪聲和光線污染,但這個問題并沒有得到有效解決?!盨enzaki頗有些無奈地說。

            讓城市對動物更友好

            “這些研究提示管理者,可以根據不同的鳥類及棲息地制定不同的保護方案?!敝锌圃簞游镅芯克芯繂T孫悅華對《中國科學報》說。城市中的噪聲、燈光無處不在,可以盡可能地根據鳥類的繁殖和遷徙習性,在不同季節、時間調控它們(比如熄燈時間和周邊禁止鳴笛)以保護鳥類。他舉例說,近期湖南藍山縣為候鳥熄燈,這種做法就非常值得提倡。

            同時,中外專家表示,在城市規劃中應充分考慮鳥類和動物保護。如在燈光方面,可以使用智能照明技術,只有在人需要時才開啟,這有助于恢復自然界的黑暗。城市里的很多玻璃護欄對于高速飛行的鳥類而言是致命的。這些在城市規劃時需要充分考慮。

            在孫悅華看來,前述《自然》論文還體現了公民科學的重要性。應鼓勵更多民眾參加到保護鳥類的行動中?!爸袊谐汕先f的觀鳥愛好者,他們在保護鳥類的過程中起到非常重要的作用,希望他們能夠更好地發揮作用,并參與到科學研究中去?!?/p>

            “對于個人來說,至少我們可以在一定程度上降低噪聲水平。例如,安全駕駛、騎自行車或步行通勤也能有效減少噪聲排放?!盨enzaki說。

            相關論文信息:

            https://doi.org/10.1098/rspb.2020.2851

            https://doi.org/10.1038/s41586-020-2903-7

            https://doi.org/10.1038/s41467-020-16899-x

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