他們創造台灣最溫柔的光-從植物園到蘭嶼如何降低人造光害

2024/02/23 願景工程 孫文臨

本文轉載自 聯合報系願景工程

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台北植物園推動「植光計畫」,希望在兼顧生態友善概念下,提供遊客一段安全舒適的夜間通行步道。圖為「植光步道」空拍照。 圖/中強光電文化藝術基金會提供/丰宇影像攝影

傍晚時分,街上的路燈微微亮起,代替日光,照亮街道、公園、商店、住宅,讓整座城市在黑夜裡也能燈火通明,電燈改變了人類日出而作、日落而息的生活模式。

然而,大量的人造光源卻也讓生態無法好好休息。林試所植物園組長董景生指出,近年來國際上許多研究發現,人造光會改變生物的物候與習性,長期下來不僅會擾亂植物的花期、昆蟲作息,甚至可能影響到區域生態與生物多樣性。

為了降低人造光對生態的影響,植物園從2016年起逐步改變路燈設計,把園內的照明改以照射地面為主的矮燈,今年更進一步啟動「植光計畫」,與中強光電基金會合作,在不影響照明安全的前提下,將植物園的人造光害降到最低,把黑暗還給生態。

夜間人造光源擾亂動植物生長習性

太陽滋養萬物,也引導著地球生命的節奏與規律,日照長短會隨春夏秋冬而有所變化,但人照光源卻是一年四季都一樣長。林試所指出,近年來許多科學證據顯示,夜間人造光(Artificial light at night, ALAN)會對動植物的物候與習性產生影響。


長期觀察靠近燈源的槭樹及漆樹等落葉樹種,會發現其秋季轉紅或落葉的物候現象,會因為燈照而發生延遲或延長,也可能造成樹木葉芽提早打開,導致生長異常。

此外,協助植物授粉的昆蟲也容易受到人造光源的干擾,進一步影響牠們傳粉的習性,進一步使植物開花及果實減少。研究指出,人眼的可見光光譜約是波長400到800奈米,而昆蟲的可見光波長則多分布300到600奈米之間,紫外光及短波較短的藍光更容易吸引趨光性的昆蟲,因此若使用波長600奈米以上的照明燈具,或是色溫2700k以下、黃光為主的燈光就能減緩夜間照明對昆蟲的影響。

事實上,生態習性環環相扣,董景生指出,過去植物園夜間的燈光下常常會吸引大量趨光性的昆蟲,大量昆蟲又吸引蝙蝠來捕食,成為一種生態陷阱,部分昆蟲的數量可能因此銳減,進而影響到整個植物園的生物多樣性。

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近年來越來越多科學證據顯示,夜間人造光會對動植物的物候與習性產生影響。 圖/孫文臨攝影

台北市植物園自1896年啟用至今,是台灣歷史最悠久的都會型植物園。設立之初是以收集海內外熱帶、亞熱帶植物進行栽培試驗為主要目的,園區占地8.2公頃,累積的植物超過2000種,現在園內已經老樹成群,百年來進而吸引了許多昆蟲、鳥類、兩棲類生物來此棲息,形成一個具有生物多樣性的城市綠洲。

農委會林業試驗所所長曾彥學表示,植物園和公園最大的不同在於,植物園具有保育植物的使命,因此環境要盡可能維持自然狀態,提供植物一個良好的生長環境,但也因位植物園位於都會區,園區需兼顧民眾使用、行走的公共需求。

董景生表示,雖然植物園的任務是要保育植物生態,但夜間的植物園同時也是許多民眾運動的地方。2016年開始改變植物園內的照明設計後,陸續收到一些民眾投訴園區內的「燈光太暗」,植物園一直希望能在公共照明與保護生態兩者取得平衡,而有了這次的「減光護生植光計畫」。

台北植物園重「植」不重「亮」 減光打造城市的生態綠洲

台北植物園為了使動植物能有自然良好的生長環境,盡可能避免夜間人工照明,決定在夜間關閉園區內大部分區域,但由於夜間民眾通行的需要,仍留下主要步道給民眾通行。為生態關燈,把黑暗還給動植物,僅提供基本照明安全。

這次計畫由中強光電基金會與農委會林試所合作,優化植物園和平西路出入口至博愛路出入口,總長約435公尺的主要步道光環境,在考量生態環境前提下進行照明改善,降低光汙染,並重新設計燈具、調整位置,解決原本照度不均等問題,提供一條讓人們安全穿越植物園的友善步道。

「減光是這次計畫的重要課題。」負責這次植物園植光計畫的照明設計總監林靖祐說,過去經手過許多公共空間的照明設計,大多都希望「愈亮愈好」,這次考量到植物園的生態功能而難得思考「愈暗愈好」的可能性,「其實光是一種『對比』,有時候並不是真的很暗,而是因為周圍太亮,才讓人眼誤以為某處很暗。


因此這次的照明設計從入口處開始逐步減弱,讓民眾走入植物園後能自然適應園區內的低度照明。視覺的「暗適應」會在過程中逐漸舒展開來,當人們在植物園內駐足逗留,會發現和諧的照明,是一種與周遭光環境的整體平衡關係,感受到暗的重要性。

植物園園長范素瑋以園內的荷花池區域為例,在改造之前是用20瓦的省電燈泡照明,因為燈光很亮,人眼反而看不到暗處的階梯,產生視覺盲區,但改造過後改用2瓦的照明設備,讓燈光更柔和,人眼也能夠看到階梯,不僅友善生態也更加安全。

范素瑋說,在中強基金會的支持下,整體植光計畫約僅花費60萬的工務預算,但長期來看,除了可以省下超過一半的照明電費,對於植物園產生的生態價值、社會意義更加重要。她也強調,這次的光環境營造也特別重視燈具的可替換性,讓未來園區便於維護新的照明設備。

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台北植物園於2016年後全面改為矮燈,但因燈具照射角度小且亮面不均勻,容易產生眩光。今年更進一步啟動「植光計畫」,光環境優化營造更柔和且連續的夜間照明。 圖/擷自「植光計畫」紀錄片

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園區內方向牌的照明從由上而下的頂光,改為更有效率的照明設計,既能降低對生態環境的影響,也能兼顧夜間辨識的需求。圖/擷自「植光計畫」紀錄片 圖/擷自「植光計畫」紀錄片

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當走進植物園,緩下腳步的節奏,視覺的「暗適應」會在過程中逐漸舒展開來。 圖/中強光電文化藝術基金會提供/丰宇影像

中強基金會設計生態友善光環境 減少浪費光還能省電

這次的光環境營造,除了避免對植物直接投光,更重要的改變照明設備。林靖祐指出,園區舊的20瓦燈具雖然明亮,但照射範圍小,容易造成眩光和溢散光,相較之下,新設的燈具雖僅8瓦,但照射範圍更大,而且明度平均對人類的視覺跟動植物都更舒適,「改造過後能替植物園省下超過一半的照明電費,也更加節能減碳。」

事實上,改善照明遠不只有保護生態的功能,擔任設計顧問的照明專家周鍊說,燈光暗下來以後,人們進到植物園的聽覺跟嗅覺感官反而更立體,能夠聽到蟲鳴鳥叫,能聞到花草樹木的氣味,天氣晴朗的時候還能在這裡賞月、看星星,凸顯出植物園更豐富的面貌。

中強光電文化藝術基金會總監李依樺指出,在計畫初期搜尋了國內外的資料,發覺可以參考的案例少之又少,因為國外多數植物園在夜間都會關閉,以維護自然生態,但台北植物園位處都會區,長久以來提供了市民夜間步行與休閒的空間。


因此這次植物園光環境設計,讓我們開始重新思考「光」,試圖找到人與自然和諧共處的平衡點,不僅是設計上的改變,更是思維觀念的重要轉變,站在自然生態的角度換位思考,是一座城市具有進步文明思維的關鍵。

董景生表示,希望植物園作為一個示範場域,未來會有更多公園、親山步道、遊憩區等公共空間,或私有建築,都能開始思考「光環境」的影響。

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台北植物園「植光步道」。 圖/中強光電文化藝術基金會提供/丰宇影像

光林科技替光裝濾鏡 避免海龜迷航、減少琉璃蟻危害

其實不只是樹木,人造的夜間光源也對海洋生態產生嚴重影響。蘭嶼是海龜重要的產卵地區之一,海龜媽媽為了提高小海龜的孵化後的存活率、避免被天敵攻擊,多會選在漆黑的深夜上岸產卵,隨著海岸邊燈火通明的旅館、明亮路燈愈來愈多,不僅會導致海龜媽媽能夠產卵的棲地也愈來愈少,也會降低小海龜孵化的存活率。

光林智能光學開發部經理彭耀祈指出,蘭嶼環島公路為了行車安全,裝了LED的明亮路燈,研究發現海龜對短波長的燈光較為敏感,因此光林公司替路燈加上了獨特的遮罩,改變光線的波長、減少光污染的溢散範圍,進而降低路燈對海龜繁殖的影響。

此外,在高雄美濃、六龜地區,近年來時常發生琉璃蟻的危害,噴藥不僅無法根除還可能危害環境生態,由於琉璃蟻有趨光性,導致許多居民不敢開燈。彭耀祈則指出,研究發現琉璃蟻是對藍光特別敏感,因此容易被LED燈吸引,造成居民困擾。

因此光林科技與彰師大學者、地方社區的居民合作,調整當地照明設備的設置,建立路燈隔離帶,降低路燈的藍光,光照稍微減損3%,但可降低90%的琉璃蟻危害。

光林的「全生態智能照明技術」,著力在不犧牲人類明亮需求下,降低對其他物種影響的照明設備。彭耀祈指出,過去市場青睞更明亮的照明設備,所以燈泡亮度也愈做愈強,但後來發現高強度的燈光,特別是藍光,對生態影響劇烈,因此光林著手改良照明設備,提供一種對生物多樣性更友善的照明。

目前很多城市裡的公園夜間照明都非常亮,路燈、廣告看板的光害也愈來愈嚴重,聖誕節、過年時又會在行道樹上張燈結綵,掛滿許多耀眼的造景燈飾,看似明亮美觀,實際上卻會對樹木與生態造成傷害,甚至對人類的視覺也產生或大或小的干擾。希望從植物園這次光環境的改造出發,可以作為一種社會溝通,改變民眾「愈亮愈好」的思維,還給自然環境本該有的明暗。

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造景燈飾看似明亮美觀,實際上卻會對樹木與生態造成傷害。 圖/unsplash


本文授權轉載自《願景工程》(原文為:為生態關燈 創造人與自然和諧共生的光環境


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