Экологическое световое загрязнение

редактировать
Составной спутниковый снимок Земли в ночное время. На поверхности Земли остается мало темных участков. городской парк (Парк Ибирапуэра, Бразилия) ночью

Экологическое световое загрязнение - это влияние искусственного света на отдельные организмы и на структуру экосистем в целом.

Воздействие искусственного света на организмы сильно различается и варьируется от положительного (например, повышенная способность хищников видов наблюдать добычу ) до немедленного смертельного исхода (например, бабочек, которых привлекают лампы накаливания фонарей, и они погибают от жары). Свет в ночное время также может быть полезным и вредным для вида. Например, людям полезно использовать искусственное освещение в помещении, чтобы продлить время, доступное для работы и игры, но свет нарушает человеческий циркадный ритм, и в результате стресс наносит вред здоровью.

Различные эффекты, которые световое загрязнение оказывает на отдельные виды, экология регионов страдают. В случае, когда два вида занимают идентичную нишу, популяция частота каждого вида может быть изменена путем введения искусственного освещения, если на них не одинаково влияет свет в ночное время. Например, некоторые виды пауков избегают освещенных участков, в то время как другие виды счастливы строить свою паутину прямо на фонарном столбе. Поскольку фонарные столбы привлекают много летающих насекомых, пауки, которые не против света, получают преимущество перед пауками, которые его избегают, и, следовательно, становятся более распространенными. Изменения в частотах этих видов могут затем иметь побочные эффекты, поскольку затрагиваются взаимодействия между этими видами и другими в экосистеме и пищевые сети изменяются. Эти волновые эффекты могут в конечном итоге затронуть даже дневные растения и животных. Например, изменения в активности ночных активных насекомых могут изменить выживаемость ночных цветущих растений, которые могут обеспечивать пищу или укрытие для дневных животных.

Введение искусственного освещения в ночное время - одно из самых радикальных антропогенных изменений на Земле, сравнимых с токсичным загрязнением, изменением землепользования и изменение климата из-за увеличения концентрации парниковых газов.

Световое загрязнение может даже повлиять на животных и растения, ведущих активный образ жизни в течение дня, поскольку эти дневные осы, которые крадут ночных насекомых, пойманных в паутине возле уличных фонарей.

Содержание

  • 1 Циклы естественного освещения
    • 1.1 Суточный (солнечный) цикл
    • 1.2 Сезонные (солнечные) циклы
    • 1.3 Лунные циклы
    • 1.4 Облачность
  • 2 Воздействие светового загрязнения на отдельные организмы
    • 2.1 Насекомые
    • 2.2 Птицы
    • 2.3 Люди
    • 2.4 Черепахи
    • 2.5 Зоопланктон
  • 3 Воздействие разных длин волн
  • 4 Загрязнение поляризованным светом
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Циклы естественного освещения

Введение искусственного света нарушает несколько естественных световых циклов, которые возникают из-за движений Земли, Луны и Солнца, а также из-за метеорологических факторов.

Суточный (солнечный) цикл

Наиболее очевидное изменение во введении света ночью - это конец тьмы в целом. Цикл день / ночь, вероятно, является наиболее мощным поведенческим сигналом окружающей среды, поскольку почти всех животных можно отнести к категории ночных или дневных. Если ночное животное активно только в очень темноте, оно не сможет жить в освещенных местах. Наиболее остро поражаются непосредственно уличные фонари и освещенные здания, но рассеянный свет небесного свечения может распространяться на сотни километров от центров города.

Сезонный ( солнечные) циклы

наклон оси Земли приводит к сезонам за пределами тропиков. Изменение продолжительности дня является ключевым сигналом сезонного поведения (например, брачный период ) у нетропических животных. Присутствие света в ночное время может привести к "временам вне времени" [1], изменению поведения и терморегуляции пораженных организмов. Этот эффект может быть смертельным для мелких млекопитающих зимой, поскольку, когда их тело ведет себя так, как будто это лето, они не поддерживают достаточную зимнюю температуру тела, чтобы пережить зимние ночи.

Лунные циклы

Поведение некоторых животных (например, койотов, летучих мышей, жаб, насекомых) зависит от лунный цикл. Рядом с центрами городов уровень небесного свечения часто превышает уровень полной луны, поэтому наличие света ночью может изменить это поведение, потенциально снижая физическую форму.

Облачность

В нетронутых областях облака закрывают звезды и затемняют ночное небо, что приводит к самым темным ночам. Напротив, в городских и пригородных областях облака усиливают эффект небесного свечения, особенно для более длинных волн. Это означает, что типичный уровень освещенности намного выше вблизи городов, но это также означает, что в этих областях никогда не бывает по-настоящему темных ночей.

Воздействие облаков на уровни освещенности в городских и пригородных экосистемах полностью противоположно тому, что происходит в нетронутых районах.

Воздействие светового загрязнения на отдельные организмы

Насекомые

Привлечение Использование искусственного света насекомых - один из самых известных примеров воздействия ночного света на организмы. Когда насекомых привлекают лампы, они могут быть убиты истощением или контактом с самой лампой, а также они уязвимы для таких хищников, как летучие мыши.

На насекомых по-разному воздействуют световые волны различной длины, и многие виды могут см. ультрафиолетовый и инфракрасный свет, невидимый для человека. Из-за различий в восприятии мотыльков больше привлекают источники белого и голубоватого света с широким спектром, чем желтый свет, излучаемый натриевыми лампами низкого давления.

Насекомые погибают от притяжения к скрытому световому ящику.

сложный глаз моли приводит к фатальному притяжению к свету.

Стрекозы воспринимают горизонтально поляризованный свет как знак воды. По этой причине источники воды неотличимы от асфальтовых дорог с загрязнением поляризованным светом для них. Стрекозы, ищущие воду для питья или для откладывания яиц, часто приземляются на дороги или другие темные плоские отражающие поверхности, такие как автомобили, и остаются там, пока не умрут от обезвоживания и гипертермии.

Световое загрязнение могут мешать брачным ритуалам светлячков, если они зависят от собственного света для ухаживания, что приводит к уменьшению популяции.

Светлячки харизматичны (что является редким качеством среди насекомых) и легко обнаруживаются неспециалистами, обеспечивая, таким образом, хорошие основные виды для привлечения внимания общественности; хорошие модели исследования воздействия света на ночных животных; и, наконец, благодаря своей чувствительности и быстрой реакции на изменения окружающей среды, хорошие биоиндикаторы для искусственного ночного освещения.

Птицы

Свет на высоких строениях может дезориентировать мигрирующих птицы. Оценки США Служба охраны рыб и дикой природы из числа птиц, погибших после того, как их привлекли к высоким башням, колеблется от 4 до 5 миллионов в год и на порядок выше. Программа осведомленности о смертельном свете (FLAP) работает с владельцами зданий в Торонто, Канада и других городах, чтобы снизить смертность птиц за счет выключения света в периоды миграции.

Перелетные птицы сбиты с толку Всемирным торговым центром мемориальными прожекторами.

Подобная дезориентация была также отмечена у видов птиц, мигрирующих вблизи морских объектов добычи и бурения. Исследования, проведенные Nederlandse Aardolie Maatschappij b.v. (NAM) и Shell привели к разработке и испытанию новых технологий освещения в Северном море. В начале 2007 года фары были установлены на производственной платформе Shell L15. Эксперимент оказался большим успехом, поскольку количество птиц, кружащих над платформой, уменьшилось на 50–90%. [56] Молодые морские птицы также могут быть дезориентированы светом, когда они покидают свои гнезда и улетают в море.

Звездные тропы Бразилии и птицы в световом загрязнении фотография на пляже Рио ночью Бразильские звездные тропы и птицы на фотографиях светового загрязнения на пляже Рио ночью Следы летающих птиц и звездная тропа возле пляжа Рио-де-Жанейро в ночное время при световом загрязнении Следы полета птиц и звездные следы возле пляжа Рио-де-Жанейро в ночное время при световом загрязнении

Птицы мигрируют ночью по нескольким причинам. Спасите воду от обезвоживания в жаркий день, и часть системы навигации птицы каким-то образом работает со звездами. Городской свет затмевает ночное небо, поэтому птицы (а также млекопитающие) больше не ориентируются по звездам.

Облакомеры (прожекторы) могут быть особенно смертоносными ловушками для птиц [2], поскольку они попасть в пучок и рискнуть истощиться и столкнуться с другими птицами. Во время наихудшего зарегистрированного убийства облакомера 7–8 октября 1954 г. на базе ВВС Уорнер Робинс было убито 50 000 птиц 53 различных видов.

Люди

На рубеже дней века было обнаружено, что человеческие глаза содержат фотодатчик, не отображающий, который является основным регулятором циркадного ритма человека. На этот фотодатчик особенно влияет синий свет, и когда он наблюдает за светом, шишковидная железа останавливает секрецию мелатонина. Присутствие света в ночное время в жилых домах (или для сменных рабочих) затрудняет засыпание и снижает общий уровень мелатонина в кровотоке, а также воздействие лампы накаливания низкого уровня в течение 39 минут. достаточно, чтобы снизить уровень мелатонина до 50%. Поскольку мелатонин является мощным антиоксидантом, предполагается, что это снижение может привести к повышенному риску рака груди и рака простаты.

Другие последствия для здоровья человека могут включать: повышенная головная боль частота, рабочий утомляемость, медицинский стресс, снижение сексуальной функции и повышение тревожности. Аналогичным образом, были изучены животные модели, демонстрирующие, что неизбежный свет оказывает неблагоприятное воздействие на настроение и беспокойство.

Черепахи

Свет от прибрежных застроек отталкивает гнездящихся матерей морских черепах и их птенцов фатально привлекает уличный и отель огни, а не океан.

зоопланктон

зоопланктон (например, дафния ) показать вертикальную миграцию. То есть они активно меняют свое вертикальное положение внутри озер в течение дня. В озерах, где обитает рыба, основной движущей силой их миграции является уровень освещенности, поскольку мелкие рыбы визуально охотятся на них. Введение света через небесное свечение уменьшает высоту, на которую они могут подниматься ночью. Поскольку зоопланктон питается фитопланктоном, который формирует водоросли, уменьшение их хищничества на фитопланктоне может увеличить вероятность цветения водорослей, которое может убить озера » растения и более низкое качество воды.

Воздействие разных длин волн

Влияние искусственного света на организмы зависит от длины волны. Хотя люди не могут видеть ультрафиолетовый свет, энтомологи часто используют его для привлечения насекомых. Вообще говоря, синий свет с большей вероятностью повреждает млекопитающих, потому что не отображающие изображения фоторецепторы в глазах млекопитающих наиболее чувствительны в синей области. Это означает, что если традиционные пароразрядные уличные фонари заменить на белые светодиоды (которые обычно излучают больше своего излучения в синей части спектр ), воздействие на окружающую среду может быть больше, даже если общее количество излучаемого света уменьшится.

Поляризованное световое загрязнение

Световое загрязнение в основном неполяризованное, и его дополнение к лунному свету приводит к снижению сигнала поляризации.

Искусственные плоские поверхности, такие как стекло окна или асфальт, отражают сильно поляризованный свет. Многих насекомых привлекают поляризованные поверхности, потому что поляризация обычно является индикатором наличия воды. Этот эффект называется загрязнением поляризованным светом, и, хотя это, безусловно, форма экологического фотозагрязнения, «экологическое световое загрязнение» обычно относится к воздействию искусственного света на организмы.

Ночью поляризация залитого лунным светом неба очень сильно уменьшается в присутствии городского светового загрязнения, потому что рассеянный городской свет не сильно поляризован. Поскольку считается, что поляризованный лунный свет используется многими животными для навигации, это засветка является еще одним негативным влиянием светового загрязнения на экологию.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-18 06:03:01
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте