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植物照明方式

日期:2019-06-28
1 引言

  近年來,國(guó)內(nèi)城市的夜景照明市場(chǎng)如火如荼、風(fēng)生水起。國(guó)際大型會(huì)議帶來的旅游城市夜景全面建設(shè)有口皆碑,國(guó)內(nèi)重要紀(jì)念活動(dòng)帶來的城市夜景提升也收效甚好,各大省會(huì)城市及知名城市對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的景觀照明提升也火了一處又一處??催@勢(shì)頭,2020年全面建成小康社會(huì)之前城市照明將有遍地開花的豐碩成果。隨著對(duì)城市建筑、道路、廣場(chǎng)等人類活動(dòng)密集區(qū)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(shè)計(jì)的景觀照明波及和影響,無辜成為了夜間生態(tài)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(tài)系統(tǒng)中唯一的初級(jí)生產(chǎn)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(tài)系統(tǒng)中能源及有機(jī)物質(zhì)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(zāi)避難場(chǎng)所等作用。[1]

  植物學(xué)家認(rèn)為植物也需要睡眠。最初,解釋植物睡眠運(yùn)動(dòng)的最廣泛的理論是“月光理論”。提出這個(gè)論點(diǎn)的科學(xué)家認(rèn)為,葉子的睡眠運(yùn)動(dòng)能使植物盡量少地遭受月光的侵害。因?yàn)檫^多的月光照射,可能干擾植物正常的光周期感官機(jī)制,損害植物對(duì)晝夜變化的適應(yīng)。然而,使人們感到迷惑不解的是,為什么許多沒有光周期現(xiàn)象的熱帶植物,同樣也會(huì)出現(xiàn)睡眠運(yùn)動(dòng),這一點(diǎn)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(guān)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(shí)存在的,但是睡眠的時(shí)間和周期是多久就有待于植物學(xué)家的進(jìn)一步研究了。植物在進(jìn)化過程中形成了對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力,夜景照明每天延長(zhǎng)的3小時(shí)左右光照量,打破了植物原本對(duì)所處光氣候區(qū)光照的適應(yīng)性,造成了園林植物生理生化指標(biāo)紊亂,影響其正常生長(zhǎng),甚至可能使其枯萎死亡。

  光質(zhì)是影響植物正常生長(zhǎng)發(fā)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(fā)出不同波長(zhǎng)的光質(zhì)對(duì)植物產(chǎn)生的生理作用不同;從植物的角度來說,植物的光形態(tài)建成和光合作用都依賴于某些特定的波長(zhǎng)。也就是說,光質(zhì)除了作為一種能源來控制光合作用,還作為一種觸發(fā)信號(hào)影響植物的生長(zhǎng)。不適宜的波長(zhǎng)呈現(xiàn)出的燈光顏色會(huì)使植物的生命活動(dòng)發(fā)生紊亂致使其患病甚至死亡。[3]

  03 植物照明的現(xiàn)狀及照明方式

  照樹燈,是一種專門針對(duì)城市的樹木而研發(fā)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(duì)行人會(huì)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(guī)型燈具還是仿生形或鳥巢形燈具,都需要抱箍式安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定,這種方式需要經(jīng)常根據(jù)樹木的生長(zhǎng)周期進(jìn)行放松調(diào)整,如果疏于維護(hù)和管理,對(duì)樹木會(huì)形成災(zāi)難性的傷害。而現(xiàn)實(shí)中,由于責(zé)任劃分不明確導(dǎo)致后期維護(hù)不善造成的這種悲劇也不在少數(shù)。除了照樹燈之外,景觀燈、路燈、埋地?zé)?、高桿投光燈等也會(huì)對(duì)夜間植物睡眠產(chǎn)生直接或間接的影響。


  圖三:照樹燈

  04 過度植物照明對(duì)生態(tài)的影響及帶來的危害

  不合理的照明方式,對(duì)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(zhǎng)周期。植物在白天利用陽(yáng)光進(jìn)行光合作用,但是在夜間也需要休息。光周期的變化在調(diào)節(jié)植物種子萌發(fā)幼苗生長(zhǎng)、莖的伸長(zhǎng)、子葉伸展,直至開花控制、休眠等都起著關(guān)鍵性的作用。植物葉片通過測(cè)量黑夜的長(zhǎng)短,能夠預(yù)測(cè)季節(jié)的變化,這也是觸發(fā)植物進(jìn)行落葉和冬眠的信號(hào),樹木在夜間受強(qiáng)光照射,使休眠受到干擾,引起落葉形態(tài)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(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)在進(jìn)入霜凍時(shí)節(jié),樹葉里還會(huì)含有葉綠素,使其落葉期延遲;同時(shí),過度照明植物將會(huì)干燥缺水過度生長(zhǎng),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(dāng)然,樹木的休眠和冬芽的形成,除了燈光的作用外,還與營(yíng)養(yǎng)氣候、大氣污染及維護(hù)管理等方面都有關(guān)系。因此,光污染對(duì)不同種類植物的生長(zhǎng)所造成的不同影響,還有待于進(jìn)一步的深入研究。

  其次,影響鳥類及昆蟲的夜間休息及活動(dòng)。研究表明,除極少數(shù)在夜間活動(dòng)的動(dòng)物外,大多數(shù)動(dòng)物在晚上安靜不動(dòng),不喜歡強(qiáng)光照射??墒且归g室外照明特別是植物照明產(chǎn)生的天空光、溢散光、干擾光和反射光往往把動(dòng)物生活和休息環(huán)境照得很亮,打亂了動(dòng)物晝夜生活的生物鐘的節(jié)律,使之不能人睡和休息。對(duì)野生動(dòng)物和魚類動(dòng)物,除了可見光影響外,照明器具發(fā)射出輻射能量對(duì)動(dòng)物生活和成長(zhǎng)也有影響。 例如,動(dòng)物吸收照明輻射能量后,不僅引起溫度變化,而且動(dòng)物細(xì)胞的電場(chǎng)和生理也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)金魚放入磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng),魚就越不想吃魚餌。又如夜間照明對(duì)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(chǎn)卵期,大量昆蟲集中在照明區(qū)域,蟲卵很快就會(huì)變成幼蟲和成蟲,進(jìn)而引起蟲害。對(duì)益蟲和鳥類說,值得注意的是,夜間過亮的室外照明,是會(huì)使不少的益蟲和益鳥直接撲向燈光而喪命,比如德國(guó)法蘭克福游樂場(chǎng)的霓虹燈每晚要烤死數(shù)萬只有益昆蟲。如果一個(gè)城市,特別是不夜城,擁有數(shù)萬甚至數(shù)十萬只或組室外照明燈,長(zhǎng)此下去,該地區(qū)生態(tài)平衡必將受到嚴(yán)重破壞。美國(guó)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(shù)食蚊蟲的益鳥和益蟲有關(guān)。