人工夜间光照（ALAN）作为埃布罗河段E. virgo（蜉蝣目）衰退的潜在驱动因子

《Hydrobiologia》：Artificial light at night as a possible driver of E. virgo (Ephemeroptera) decline in a section of the Ebro River

语 本研究聚焦人工夜间光照（ALAN）对黄昏羽化昆虫Ephoron virgo（蜉蝣）种群的影响。通过分析埃布罗河段85公里内底栖幼虫密度的时空变化及桥梁照明对成虫的吸引效应，发现尽管水质改善，E. virgo幼虫密度仍随时间和桥梁距离增加而显著下降。保守估计显示，桥梁路灯系统可截留长达20公里河段的全部种群个体，表明ALAN是威胁E. virgo生存的关键因素，为淡水生态保护提供重要警示。

　　

在西班牙埃布罗河的中游河段，每年夏季黄昏时分，一种名为Ephoron virgo的大型白色蜉蝣会上演一场生命奇迹——数以百万计的个体在日落时分同时羽化，形成如暴风雪般的密集群飞，随后交配、产卵并死亡，完成其短暂而壮丽的成虫阶段。这一现象不仅是河流生态健康的重要指标，更通过昆虫的跨生态系统迁移（如为蝙蝠、鸟类提供食物）维系着水陆生态链的平衡。然而，近年来当地居民观察到，围绕图德拉大桥灯光聚集的蜉蝣群规模显著缩小，引发了科学家对种群衰退的担忧。

尽管埃布罗河的水质在过去二十年间因治理措施改善（如生态质量比率EQR从0.39升至0.85），E. virgo的底栖幼虫密度却逆势下降，从1997年的平均59只/平方米骤降至2023年的0.4只/平方米。这种矛盾现象指向了另一个潜在威胁：人工夜间光照（ALAN）。图德拉大桥作为河段中最亮的人工光源，其钠蒸气路灯可能干扰蜉蝣的羽化飞行路径，使个体被灯光吸引后无法返回水体产卵，进而切断种群繁衍链。为验证这一假设，研究团队开展了长达8年的野外监测与实验，成果发表于《Hydrobiologia》。

关键研究方法

研究整合了历史监测数据与野外实地采样：（1）收集1996-2023年埃布罗河5个站点的底栖无脊椎动物数据（含E. virgo幼虫密度）及水质参数（温度、电导率、pH、溶解氧）；（2）通过视觉等级量表（1-10级）记录2016-2023年图德拉大桥处E. virgo羽化事件规模与时间；（3）在2022年羽化季，于大桥14盏路灯下设置收集桶量化成虫滞留数量，并结合幼虫密度估算种群损失范围。

研究结果

1. 底栖幼虫的时空变化趋势

E. virgo幼虫密度呈现显著时空异质性。时间上，尽管水质指标（如溶解氧、pH）无恶化趋势，幼虫密度仍随年份增加而急剧下降（p=0.010）。空间上，密度与距离图德拉大桥的远近呈正相关（p=0.010），最近站点（El Bocal）均值仅为41只/平方米，而最远站点（San Adrian）达370只/平方米。2022年加密采样进一步证实，大桥周边20公里河段幼虫密度普遍偏低（3-219只/平方米），且与水质梯度无关，暗示ALAN的局部影响。

2. 成虫羽化模式的改变

羽化事件的发生时间随年份提前（如2022年提早至8月初），且年度平均羽化规模显著减小（p<0.001）。羽化强度与下游站点（El Bocal和Cortes）的幼虫密度高度相关（R²=0.64），说明大桥聚集个体主要来自下游种群。此外，累积热量（Degree Days）增加与羽化提前、规模减小显著相关，表明气候变化可能加剧ALAN的负面效应。

3. 桥梁光照的滞留效应

2022年三次羽化事件中，大桥路灯平均每晚吸引约52.8万只成虫，相当于0.29公里河段的全部种群个体。通过建立羽化规模与滞留数量的回归模型（R²=0.98），推算出2016年高峰期滞留个体达950万只，对应约20公里河段种群被截留。值得注意的是，收集桶仅捕获<25%的实际死亡个体，真实影响可能更为严重。

结论与意义

本研究首次在流域尺度上证实ALAN可通过“光陷阱”效应直接导致E. virgo种群衰退。桥梁照明不仅干扰成虫定向飞行，阻碍其上游扩散补偿幼虫期漂流（drift），更通过滞留大量繁殖个体切断种群补充链。这一机制在水质改善背景下尤为突出，警示ALAN已成为淡水昆虫保护中被低估的威胁。研究建议将ALAN纳入河流生态评估体系，并优化桥梁照明设计（如改用低吸引性LED灯）。作为欧洲广布种，E. virgo的衰退可能引发跨营养级连锁反应，凸显了控制光污染对维持水生生物多样性及生态系统功能的重要性。