导语:人造光的出现提高了生产力,与此同时也在影响着海洋生物的昼夜节律。
关键词:光污染;昼夜节律;海洋生物

我们最新发表的研究表明,光污染正在改变一些鱼类的昼夜节律,并且严重影响着它们的摄食行为。
在这个研究领域最初的研究中,我们发现,海洋栖息地的光照水平增加(与大型沿海城市相关)会明显改变捕食者-猎物的动态平衡。
我们结合水下视频和声纳对(捕食者-食物)群落进行监测,并记录它们行为的改变。和我们一样,我们研究的动物在夜间的速度慢了下来。捕食者鱼类也行动迟缓,没有什么食欲。
但是当夜间灯光亮起来之后,部分捕食者消失不见,另外一部分捕食者在明亮的水下自助餐厅享受着饕餮盛宴。总的来看,当夜间水体被照亮的时候,海底生物群体的捕食行为增加了很多。
光照的负面影响
曾经夜幕来临预示着休息时间的到来。但是随着人类活动步伐的加快,夜间变得越来越短,白天也人为地变得越来越长。
日落之后,街灯闪烁起来,发电机超负荷运转着,各种景观被人造光点缀着,这也产生了一些从太空俯瞰地球的最壮观的画面。即使在300公里之外,我们依然能够看到大城市中心所形成的“人工白昼”。
虽然人造光提高了生产力,但是我们也开始意识到,对于那些从自然昼夜节律进化而来的动物来讲,人造光对它们的影响十分严重。
实际上,户外人造光出现于18世纪末。几个世纪以来,我们一直都在为了一些目的而控制着光照模式:包括增加母鸡的产蛋量、刺激鸟类在冬季鸣唱。
然而,我们直到最近才开始研究这些极具破坏性的生态影响。现在我们知道,用于海洋能源设施的灯光造成迁徙鸟类的死亡率增加;海滩照明也会使刚孵化出的小海龟迷失方向,从而降低小海龟从巢穴游回大海的成功率。
但是,昼长紊乱还有更多显而易见的影响。而人造光对动物行为的更为细微的影响还有待“阐明”。
光、照相机、捕食
我们利用LED聚光灯对悉尼港一个码头下的光照模式进行操控:为捕食者鱼类照亮附着的食物--无脊椎动物群体(附着在海床以及码头处)。我们记录下了不同光照情境下(白天、夜间、被人造光照亮的夜间)鱼类的数量以及行为。(我们发现)这些无脊椎动物群体要么受到保护,要么暴露于捕食者。
尽管每种物种的变化都不尽相同,但是总的而言,我们发现鱼类的摄食量有所增加。主要的捕食者有黄鳍鲷(学名Acanthopagrus australis)和单棘鲀(学名Monocanthidae)。被捕食的食物主要包括藤壶、苔藓虫(薄壳状和树枝状)、海鞘(独居和群居类)、海绵动物和双壳类。
大型捕食者对于生态系统来讲是非常重要的,并且它们在整个食物链的结构中发挥着重要的功能。如果这些捕食者从生态系统中消失,就会产生级联效应,有时会使得整个生态系统土崩瓦解。
那么我们应该能预测到,捕食者行为的改变将会对猎物群体带来严重的后果。当我们在夜间打开灯时,我们发现猎物群体发生改变,并与白天的分布更为相似。捕食压力的增加加剧了光污染对猎物群体的影响,这可能会导致猎物结构的改变,并通过流动性效应影响到生态系统的功能。
光明的未来
世界上70%的大型城市都坐落于海边。随着城市照明的增加,水底世界的照明也相应增加。
再加上城市活动为航道带来的化学污染以及噪声增加,海洋生物的前景岌岌可危。
我们开始了解人造光对周边自然世界的影响,但是我们仍旧还有很长的路要走——特别是在水下王国的领域。随着世界人口数量持续增长,沿海地区支撑人口增长面临的压力也与日俱增。所以我们需要找到能够降低人类影响的解决方案。
光污染的一个解决方式就是基于灯的位置控制所用光的波长。由于LED高效廉价,目前正被广泛应用。但是LED发出的是广谱光,峰值处的蓝绿光能够穿入很深的水下。转而使用其他的光谱可能就会缓解这个问题,比如说穿透性不是很强的红光。
我们在夜间对于人造光的需求并不可能减少,但是黑暗仍旧是许多动物生活的必须条件。我们必须尽我们所能给它们带来真正的夜晚。
关于作者:
Damon Bolton,澳大利亚新南威尔士大学沿海资源管理与环境影响方面的副讲师;
Alistair Becker,科学主任;
Emma Johnston,澳大利亚新南威尔士大学教授、副校长;
Graeme Clark,澳大利亚新南威尔士大学生态学研究助理;
Katherine Dafforn,澳大利亚新南威尔士大学海洋生态学高级研究员;
Mariana Mayer-Pinto,澳大利亚新南威尔士大学海洋生态学研究助理。
本文观点仅代表作者,不代表《科学美国人》。
(翻译:万晓玲;审校:杨玉洁)
原文链接[科学美国人博客]:
https://theconversation.com/bright-city-lights-are-keeping-ocean-predators-awake-and-hungry-68965
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