城市夜间人工光照对食虫蝙蝠栖息地利用的影响:基于距离效应的物种特异性响应研究

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Landscape Ecology 4.0

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  本研究针对夜间人工光照(ALAN)对城市生态系统的碎片化影响,聚焦食虫蝙蝠的物种特异性行为响应。澳大利亚研究团队通过声学监测技术,对比分析了两种形态与飞行策略迥异的蝙蝠(小弯翼蝠Miniopterus australis和白纹游离尾蝠Austronomus australis)在LED光源梯度下的活动模式。研究发现ALAN对敏感物种的负面影响延伸至50米外(照度仅0.14 lx),而耐受物种在中等照度区(6.9-0.48 lx)活动增强。该成果为城市照明规划提供了关键阈值数据,发表于《Landscape Ecology》。

  

夜幕降临后,城市中璀璨的灯光不仅改变了人类的生活方式,更重塑了整个夜行性动物的生存图景。人工夜间光照(Artificial Light at Night, ALAN)已被证实是全球增长最快的污染源之一,其影响范围正以每年2.2%的速度扩张。对于依赖黑暗环境的夜行性动物而言,这种无处不在的光污染正在造成生态系统的"隐形割裂"——它可能干扰动物的导航系统、改变捕食者-猎物关系,甚至阻碍个体在不同栖息地斑块间的迁移。在众多受影响的夜行性动物中,食虫蝙蝠因其在控制害虫、传播种子等方面的重要生态功能而备受关注,但不同蝙蝠物种对光照的响应存在显著差异,这种差异如何体现在空间尺度上仍是一个待解之谜。

昆士兰大学环境学院的研究团队选择澳大利亚布里斯班郊区作为研究区域,这里快速的城市化进程使得26种食虫蝙蝠正面临日益严重的光污染威胁。研究人员重点关注两种具有典型形态特征的蝙蝠:翼形短宽、高频回声定位的小弯翼蝠(Miniopterus australis)和翼形狭长、低频回声定位的白纹游离尾蝠(Austronomus australis)。前者被列为新南威尔士州受威胁物种,后者则是典型的城市适应种。通过精心设计的对照实验,团队在10个LED照明步道及其配对的黑暗对照点布置声学监测设备,以量化光照影响随距离衰减的规律。

研究采用四大关键技术方法:(1) 沿光照梯度(0/10/25/50米)布设Anabat超声波探测器阵列;(2) 使用Minolta照度计测量垂直照度;(3) 开发R语言算法处理多探测器同步记录数据;(4) 通过球形密度计和GIS量化植被开放度与水体距离等生境参数。每个站点连续监测4晚,共获得2524条小弯翼蝠和979条白纹游离尾蝠的有效记录。

人工光照对食虫蝙蝠活动的影响存在显著物种差异
小弯翼蝠在光照处理点的活动量仅为黑暗对照点的12%,即使在50米处(平均照度0.14 lx)仍表现出显著抑制。这种"远距离回避"现象提示ALAN对该物种的影响范围远超预期,可能与其慢速飞行特性和高捕食风险感知相关。相反,白纹游离尾蝠在中等照度区(10-25米,6.9-0.48 lx)活动增加75%,但在极高照度(0米,127.87 lx)和极低照度(50米)区与对照组无差异,呈现"中间偏好"模式。

光照梯度与生境特征的交互作用
canopy openness(冠层开放度)显著影响两物种的活动模式:小弯翼蝠在光照点的活动随开放度增加而提升,表明白光环境下更倾向选择开阔区域;白纹游离尾蝠则整体偏好开放生境。距离水体近的区域对小弯翼蝠更具吸引力,但该因素不影响光照效应。

生态启示与保护建议
研究揭示单个LED光源可改变半径50米内的蝙蝠活动格局,这意味着城市中常见的20-100米宽植被廊道可能无法为光敏感物种提供有效连通。对小弯翼蝠等受威胁物种而言,传统的光照减弱措施(如降低亮度)效果有限,而限制光溢出(如加装遮光罩)可能是更优选择。对白纹游离尾蝠等耐受种,中等照度区域可能形成"生态陷阱",需警惕其长期暴露于ALAN的生理代价。

这项发表在《Landscape Ecology》的研究首次在澳大利亚量化了ALAN的物种特异性影响距离,为城市规划提供了可操作的阈值参数:保护光敏感物种需确保核心栖息地周边50米内无人工光源,而植被走廊宽度应超过100米才能维持功能连通性。未来研究需进一步探索光谱组成、紫外线敏感度等机制,以及长期光照暴露对蝙蝠生理节律的影响。正如研究者Rani Davis强调的:"当我们点亮城市时,需要为夜行性邻居保留足够的黑暗走廊——这是维持城市生物多样性的隐形基础设施。"

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