城市燈光會(huì)吸引遷徙的鳥(niǎo)類，并產(chǎn)生致死的后果。發(fā)表在4月21日《科學(xué)》雜志上的一篇文章，講述了美國(guó)的鳥(niǎo)類學(xué)家如何利用氣象雷達(dá)和建模，降低人造燈光影響下的鳥(niǎo)類死亡率。

每年9月11日黃昏時(shí)分，為了紀(jì)念2001年的恐怖襲擊，紐約市都會(huì)在曼哈頓舉行“光之祭”(Tribute in Light)藝術(shù)活動(dòng)。當(dāng)雙塔的光投向天空，會(huì)吸引成千上萬(wàn)的候鳥(niǎo)，例如鶯、海鳥(niǎo)和畫眉，還有像游隼這樣的掠食者。每到周年紀(jì)念日，鳥(niǎo)類保護(hù)主義者都會(huì)等候守候在天空之下，數(shù)著并聆聽(tīng)著迷失方向的啁啾聲。如果觀察人員報(bào)告有太多的鳥(niǎo)兒在光束中漫無(wú)目的地盤旋，組織者就會(huì)將燈熄滅。

近年來(lái)，活動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)觀察員還使用了一種輔助工具來(lái)量化軌道上的鳥(niǎo)類：氣象雷達(dá)，它既能從鳥(niǎo)類身上反射，也能從雨滴上反射。2017年，康奈爾大學(xué)鳥(niǎo)類學(xué)家安德魯·法恩斯沃斯(Andrew Farnsworth)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)，在此前的7個(gè)周年紀(jì)念中，這個(gè)每年一次的裝置總共吸引了約110萬(wàn)只鳥(niǎo)。在燈光點(diǎn)亮后的20分鐘內(nèi)，多達(dá)16000只鳥(niǎo)擠進(jìn)了半徑半公里的區(qū)域。而當(dāng)燈光熄滅，雷達(dá)屏幕上密集的鳥(niǎo)類云消散得同樣快，這一發(fā)現(xiàn)后來(lái)被現(xiàn)場(chǎng)的熱感攝像機(jī)證實(shí)。

“這真的很有啟發(fā)性?！痹撗芯康闹饕髡?、康奈爾大學(xué)生態(tài)學(xué)家本杰明·范·多倫（Benjamin van Doren）說(shuō)。“這真的讓你了解到，光線可以影響鳥(niǎo)類遷徙?！北P旋的鳥(niǎo)兒會(huì)消耗時(shí)間和寶貴的身體脂肪，很容易成為獵物，最糟糕的是，它們會(huì)把自己的腦袋撞到附近建筑物的窗戶上。

死于燈光的鳥(niǎo)

在這項(xiàng)研究背后，是科學(xué)家們對(duì)鳥(niǎo)類數(shù)量日益下降的擔(dān)憂。根據(jù)2019年的一項(xiàng)分析，如今北美上空的鳥(niǎo)類數(shù)量比1970年減少了約30億只。飛禽面臨著無(wú)數(shù)的死亡威脅，不僅包括光污染，還有氣候變化、棲息地消失和殺蟲(chóng)劑。鳥(niǎo)類學(xué)家們擔(dān)心，每增加一種傷害都可能使一度豐富的鳥(niǎo)類種群走向滅絕。

“光之祭”現(xiàn)場(chǎng)的雷達(dá)研究，為尋找一種能夠減緩這一死亡率的工具奠定了基礎(chǔ)：法恩斯沃思的團(tuán)隊(duì)將他們的項(xiàng)目命名為“鳥(niǎo)類廣播（BirdCast）”，項(xiàng)目將氣象雷達(dá)和機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)成千上萬(wàn)的候鳥(niǎo)將在哪些夜晚飛過(guò)美國(guó)城市上空。研究小組將這些發(fā)現(xiàn)反饋給環(huán)保人士和政策制定者，通過(guò)調(diào)暗沿途的燈光，來(lái)幫助這些鳥(niǎo)類在旅途中生存下來(lái)。

這樣的研究，加上現(xiàn)有的保護(hù)措施，正在開(kāi)始發(fā)揮作用：紐約市最近通過(guò)了一項(xiàng)法令，要求城市建筑在鳥(niǎo)類遷徙的季節(jié)調(diào)暗燈光。作為全球最大的城市，紐約市加入到了美國(guó)全國(guó)范圍內(nèi)數(shù)十個(gè)方興未艾的運(yùn)動(dòng)中，這些活動(dòng)旨在每年在每個(gè)城市拯救數(shù)萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)只鳥(niǎo)?！翱紤]到過(guò)去50年鳥(niǎo)類數(shù)量的下降，以及地球上正在發(fā)生的事情，每個(gè)人都需要一場(chǎng)勝利，”法恩斯沃斯說(shuō)。

早在托馬斯·愛(ài)迪生發(fā)明電燈之前，人們就記錄了用夜間光線誘捕鳥(niǎo)類、尤其是遷徙中的鳥(niǎo)類的軼事。例如，1880年，《納托爾鳥(niǎo)類學(xué)俱樂(lè)部公報(bào)》詢問(wèn)了全美的燈塔看守人；佛羅里達(dá)州的一名受訪者稱，他用帽子遮住臉，以抵御“100多萬(wàn)只”向南遷徙的鳥(niǎo)類的襲擊。第二天早上，他抬走了兩蒲式耳皺巴巴的鳥(niǎo)類尸體。

如今的研究人員保留了更詳細(xì)的記錄。例如，在紐約市，在鳥(niǎo)類遷徙的季節(jié)，志愿者們每天早上都在城市人行道上巡邏，對(duì)撞到建筑物的鳥(niǎo)類進(jìn)行分類。2018年，康奈爾大學(xué)生態(tài)學(xué)家阿德里安·多克特（Adriaan Dokter），在一項(xiàng)研究中使用氣象雷達(dá)發(fā)現(xiàn)，每年春天，約有35億只鳥(niǎo)飛過(guò)美國(guó)南部邊境地區(qū)，然后向北穿過(guò)美國(guó)中部。到了秋天，在繁殖期過(guò)后，大約有47億只鳥(niǎo)向南遷徙，這一次的路線更偏向于美國(guó)東部。根據(jù)一項(xiàng)對(duì)2014年發(fā)表的論文和鳥(niǎo)類碰撞數(shù)據(jù)集的元分析，每年會(huì)發(fā)生3.65億至10億起鳥(niǎo)類與建筑物的碰撞事故。該研究將建筑物排在了鳥(niǎo)類殺手的名單的第二位，僅次于家貓。

正如喬治敦大學(xué)的生物學(xué)家皮特·馬拉（Pete Marra）所說(shuō)，大型玻璃建筑“從能源的角度來(lái)看可能更有效率，而從導(dǎo)致鳥(niǎo)類死亡的角度來(lái)看，效率也更高?！?/p>

在白天，反光玻璃可以誘騙鳥(niǎo)類飛進(jìn)看起來(lái)純凈開(kāi)闊的空間，從而導(dǎo)致鳥(niǎo)類因腦出血而死亡。夜間，主要?dú)⑹质侨嗽旃猓謳讉€(gè)步驟傷害鳥(niǎo)類。2018年一項(xiàng)使用天氣雷達(dá)的研究發(fā)現(xiàn)，首先，當(dāng)城市上空累積的光亮度超過(guò)銀河系時(shí)，這些燈光能夠吸引200公里外的鳥(niǎo)類。而一旦進(jìn)入城市，鳥(niǎo)類的棲息地就會(huì)退化，成為家貓的獵物。單獨(dú)的光源也會(huì)把它們困在毫無(wú)意義的、消耗卡路里的圈子里，或者誘使它們沖向窗戶。夜間暴露在光線下也會(huì)破壞鳥(niǎo)類的免疫系統(tǒng)、微生物群、覓食行為，當(dāng)然還有睡眠周期。

直到今天，研究人員還不知道為什么這么多鳥(niǎo)類對(duì)人造光如此著迷?！傍B(niǎo)類廣播”團(tuán)隊(duì)的成員、科羅拉多州立大學(xué)柯林斯堡分校的凱爾·霍頓（Kyle Horton）推測(cè)說(shuō)，飛向光明的沖動(dòng)一定曾經(jīng)賦予了鳥(niǎo)類一種進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。

無(wú)論光線引誘鳥(niǎo)類的原因是什么，自上世紀(jì)90年代以來(lái)，法恩斯沃斯一直努力通過(guò)跟蹤和預(yù)測(cè)鳥(niǎo)類的活動(dòng)來(lái)保護(hù)它們的安全。他的目標(biāo)是繪制遷徙地圖，不僅僅是計(jì)算越過(guò)一個(gè)特定的野外地點(diǎn)的鳥(niǎo)類數(shù)量，而是標(biāo)記出在區(qū)域甚至是大陸尺度上的生物量流動(dòng)。通過(guò)氣象雷達(dá)，研究者可以將多種鳥(niǎo)類的流動(dòng)從雨云中過(guò)濾出來(lái)，這樣就可以像天氣一樣預(yù)測(cè)它們的大規(guī)?；顒?dòng)。(氣象學(xué)家面臨著同樣的問(wèn)題——反過(guò)來(lái)區(qū)分鳥(niǎo)類和風(fēng)暴系統(tǒng)。)但直到云計(jì)算和現(xiàn)代機(jī)器學(xué)習(xí)的出現(xiàn)，“鳥(niǎo)類廣播”才能處理足夠多的數(shù)據(jù)。

2017年，該團(tuán)隊(duì)在“光之祭”活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其方法進(jìn)行了小規(guī)模測(cè)試，證明單個(gè)雷達(dá)站——即使是遠(yuǎn)離活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)、位于長(zhǎng)島的一個(gè)雷達(dá)站——也可以在大尺度和細(xì)粒度尺度上量化鳥(niǎo)類的移動(dòng)。一年后，范多倫和霍頓在美國(guó)大陸23年的天氣數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立了機(jī)器學(xué)習(xí)模型。他們發(fā)現(xiàn)，在遷徙高峰之夜，通常有5億只鳥(niǎo)飛過(guò)睡夢(mèng)中的美國(guó)上空。根據(jù)溫度和風(fēng)的天氣預(yù)報(bào)，他們的模型可以提前一周預(yù)測(cè)鳥(niǎo)類飛行的時(shí)間和地點(diǎn)的變化，準(zhǔn)確率為62%，提前一天的準(zhǔn)確率為75%。

馬里蘭大學(xué)環(huán)境科學(xué)中心的遷徙生態(tài)學(xué)家艾米麗·科恩（Emily Cohen）說(shuō)，從那時(shí)起，無(wú)論是計(jì)劃觀鳥(niǎo)之旅的業(yè)余愛(ài)好者還是科學(xué)家，查看明天的“鳥(niǎo)類廣播”已經(jīng)成為每個(gè)人的“例行公事”?！斑@種動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)真的是前所未有的，非常令人興奮。”艾米麗·科恩說(shuō)?？的螤柎髮W(xué)的研究小組正在利用這些預(yù)測(cè)來(lái)幫助確定未來(lái)風(fēng)力渦輪機(jī)的選址，預(yù)測(cè)從野生鳥(niǎo)類到養(yǎng)殖家禽的疾病傳播高峰，并預(yù)測(cè)鳥(niǎo)類撞向飛機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，這一問(wèn)題自萊特兄弟以來(lái)一直困擾著飛行員。

“鳥(niǎo)類廣播”也揭示了鳥(niǎo)類遷徙流會(huì)在何時(shí)何地與燈光聚集點(diǎn)發(fā)生碰撞。2019年，霍頓主導(dǎo)的一項(xiàng)研究對(duì)鳥(niǎo)類面臨燈光碰撞高風(fēng)險(xiǎn)的美國(guó)城市進(jìn)行了排名。芝加哥、休斯頓和達(dá)拉斯名列前茅，它們是鳥(niǎo)類遷移路線上光污染最嚴(yán)重的地區(qū)。這一消息很快就傳到了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保組織。

長(zhǎng)期以來(lái)，在鳥(niǎo)類的遷徙季節(jié)，鳥(niǎo)類保護(hù)者在一些城市組織了自愿的“熄燈”運(yùn)動(dòng)。這一活動(dòng)最早可以追溯到20世紀(jì)90年代的多倫多，而現(xiàn)在已經(jīng)蔓延到了至少44個(gè)美國(guó)城市?！傍B(niǎo)類廣播”的數(shù)據(jù)，使環(huán)保主義者能夠在數(shù)百萬(wàn)只鳥(niǎo)可能飛過(guò)一個(gè)地區(qū)的確切夜晚，使用推特、時(shí)事通訊和定向電子郵件，向從鳥(niǎo)類救助者到市中心建筑管理人員的每個(gè)人發(fā)送這一信息。馬拉說(shuō):“這是一項(xiàng)受數(shù)據(jù)影響的絕妙政策。”

利用雷達(dá)數(shù)據(jù)量化風(fēng)險(xiǎn)的能力，也鼓勵(lì)著倡導(dǎo)者推動(dòng)更深入的政策承諾。具有新聞價(jià)值的大規(guī)模鳥(niǎo)類死亡事件增加了這種壓力。2021年9月14日，紐約的大規(guī)模鳥(niǎo)類遷徙加上暴風(fēng)雨天氣和低云覆蓋，導(dǎo)致鳥(niǎo)類學(xué)家們所說(shuō)的一整天的“碰撞大屠殺”

2021年12月，在聽(tīng)取了法恩斯沃斯等人的證詞后，紐約市議會(huì)投票要求城市所有的建筑在鳥(niǎo)類遷移高峰之夜關(guān)燈，加入了得克薩斯州的奧斯汀等其他幾個(gè)美國(guó)城市的行列。去年秋天早些時(shí)候，這些城市通過(guò)了一項(xiàng)類似的法案。紐約州議員也提出了一項(xiàng)更激進(jìn)的法案，要求全州范圍內(nèi)的私人建筑，包括住宅，在全年的晚上11點(diǎn)前調(diào)暗或關(guān)閉大多數(shù)不必要的燈。2021年夏天，伊利諾伊州通過(guò)了一項(xiàng)法律，要求新的公共建筑使用鳥(niǎo)類安全玻璃和調(diào)光燈，以減少鳥(niǎo)類碰撞；該州另一項(xiàng)法案將禁止生態(tài)保護(hù)區(qū)附近的新建筑在鳥(niǎo)類遷徙季節(jié)使用不必要的照明。

有關(guān)“熄燈”運(yùn)動(dòng)效果的更可靠的數(shù)據(jù)仍在陸續(xù)公布。例如，“鳥(niǎo)類廣播”團(tuán)隊(duì)正在與達(dá)拉斯和德州其他地區(qū)的志愿者合作，建立一個(gè)更大的鳥(niǎo)類碰撞數(shù)據(jù)集。與此同時(shí)，霍頓正在通過(guò)綜合大氣條件以外的信息，包括一個(gè)地區(qū)的植被情況和光污染程度，開(kāi)發(fā)比以往任何時(shí)候都更準(zhǔn)確的遷徙預(yù)測(cè)。他還在確定公共溝通策略，希望將其轉(zhuǎn)化為行動(dòng)。他說(shuō)，對(duì)許多人來(lái)說(shuō)，光污染對(duì)野生動(dòng)物的危害仍然是一個(gè)陌生的概念。“開(kāi)著門廊的燈聽(tīng)起來(lái)和把油漆倒進(jìn)下水道不一樣?！?/p>

但這也意味著，與許多環(huán)境話題不同，它沒(méi)有政治分化。霍頓說(shuō):“我不認(rèn)為有很多人會(huì)說(shuō)，‘我想要開(kāi)著燈來(lái)殺死五顏六色的鳴禽?！?

關(guān)鍵詞： 氣象雷達(dá) 遷徙的鳥(niǎo)