研究背景

景观照明既有基础照明作用，又兼具环境美化、艺术装饰等多重功能。但同时，高强度的人工照明造成的光污染会对野生动植物产生严重影响。

鸟类是受光污染影响最为严重的物种之一。基于遥感数据的生物视角夜间光环境研究主要聚焦夜间光污染区域的识别，以及夜间人工照明与迁徙候鸟之间的关联。然而，现有研究对于光污染之于不同鸟种分布的影响认识不够全面，对于城市夜光管理的指导意义较弱。当前，许多国家和地区已采取措施降低光污染对鸟类的危害。2022年，我国首部纳入光污染治理的地方性环境保护法规《上海市环境保护条例》正式实施，但并未提及光污染与生物保护的关系。

“公民科学”（citizen science）一般是指非科研领域的公民受邀或自愿参与科学数据的收集、整理和分析等，以解决科学问题。公民科学家数据为大型时空尺度下描述鸟类的丰度、分布和功能组成并验证假设提供了新的可能性，在揭示地理现象的空间和时间动态方面具有巨大潜力，年均鸟类记录数量达百万级。

本研究创新性地结合夜间人工照明遥感数据和公民科学家数据，以上海市城区为例，探究夜间人工照明水平与鸟类栖息活动的关系，以助力城市暗夜友好环境建设。

研究方法

夜间一般指从黄昏到黎明，太阳低于地平线的时段（即太阳方位角-6°以下）。本研究中的“夜间”指18:00到次日06:00，覆盖了大部分鸟类活动较为频繁的晨昏时段，且与城市夜间开启照明的时段基本相同。

本研究选择上海市域为研究范围，总面积6340.5km²。上海市是东亚－澳大利西亚候鸟迁徙路线的重要中转站。同时，上海市作为一座国际性特大城市，夜间活动丰富，光污染严重，因此探讨上海市城区鸟类受夜间人工照明的影响具有重要的研究意义。

教育价值：开展教育活动

本研究使用的鸟类观测数据来源于中国观鸟记录中心。本研究以中国观鸟记录中心自2017年1月1日至2023年12月31日在研究区域内的606922条观鸟记录作为数据来源，每条记录中包括物种名称、数量、观测坐标、观测时间等信息。通过剔除重复数据，研究最终获得来自3253个观测点的122077条观测记录，包含500种鸟类，总计391017只次。

目标鸟种选择

研究选取观测数量排名前10的鸟种作为目标鸟种，分别为：麻雀、白头鹎、珠颈斑鸠、乌鸫、八哥、白鹭、棕头鸦雀、灰椋鸟、夜鹭和喜鹊。这10种泛化种鸟类（食性和栖息地广泛的物种）具有广泛的生态位和较强的适应能力，它们受夜间人工照明影响的情况具有一定代表性。

夜间人工照明遥感数据及处理

夜间人工照明遥感数据来源于武汉大学发射的珞珈一号（LJ1-01）卫星，空间分辨率为130m。基于官网提供的辐射定标方程对LJ1-01遥感影像进行辐射定标，将灰度值转化为光辐亮度值:

利用GIS 10.2的掩膜工具对处理后的夜光影像数据中本研究范围所覆盖的部分进行裁切，获得LJ1-01的130m精度夜间灯光数据。

研究范围光辐亮度图。© 吴楚涵，熊睿雨，于清瑶，陈筝

鸟类－光辐亮度区间空间分布分析

为探究不同光辐亮度区间对鸟类的影响，研究将鸟类观测数据和夜间人工照明遥感数据进行空间关联，以获取鸟类－光辐亮度区间空间分布地图。

首先，参考既有研究中对于光污染辐射量的划分，研究对城市夜间灯光光辐亮度进行梯度分级，分为暗［0，0.15）、低亮［0.15，5）、中亮［5，25）、高亮［25，75）和极亮［75，+∞）5个区间，单位为nW/(cm²·sr)。其次，将2017～2023年间累计观测到的鸟类的种类和数量（以下统称“鸟类事件”）映射在1km×1km的单元网格上，从而统计出各光辐亮度区间内观测到鸟类事件的单元网格数量。最终形成的空间地图可反映各光辐亮度区间的鸟类分布情况。

2017～2023年，研究范围内鸟类事件数量空间分布。

© 吴楚涵，熊睿雨，于清瑶，陈筝

统计分析

为排除其他城市环境因子对研究结果的影响，研究采用基于普通最小二乘法的线性回归模型对夜间光辐亮度与鸟类观测数量关系进行拟合分析，旨在直观展现夜间光辐亮度与各种鸟类观测数量的关系。以上统计分析均在Stata 17.0统计软件中完成。

研究结果

综合全天观测数据，研究范围内的鸟类观测点主要集中于光辐亮度较高的城市中心区域——热点区域包括世纪公园、长风公园、中山公园周边区域，以及自然条件良好的公园绿地——其他区域则呈多点聚集分布。夜间观测点明显减少，集中性较弱。

2017～2023年，各光辐亮度区间单元网格数量统计。

© 吴楚涵，熊睿雨，于清瑶，陈筝

根据研究区域内单元网格鸟类事件观测空间分布结果，发现全天中鸟类事件主要集中于暗区间，而夜间主要集中在高亮区间。虽然公民科学家数据存在偏倚，但考虑到该数据在各区间都有足够样本，所以可认为数据较为稳健。

2017～2023年，各光辐亮度区间单元网格数量统计。

 © 吴楚涵，熊睿雨，于清瑶，陈筝

研究统计了10个目标鸟种单次观测的平均观测数量。结果显示，不同鸟种的观测数量随着光辐亮度的增强呈现出三种分布形态：