城市生态与光污染控制，本文主要内容关键词为：生态论文,城市论文,光污染论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
因开发建设给生态环境带来的负面效应已受到社会各界的广泛关注。在防治城市污染方面，受到人们重视的主要是大气、水、噪声和固体废弃物。对城市的另一个污染问题——光污染，在我国还没引起足够的重视。随着城市化进程的加快，城市开发也将会进一步加快步伐，在城市开发中应高度重视从生态角度考虑光污染问题。保护城市生物（包括我们人类及其他生物），已成为城市开发中不可忽略的生态问题。有专家认为，除人类以外的生物有机体大量地、迅速地从城市环境中减少、退缩以至消亡，是城市生态恶化的重要原因之一。
一、城市生态与光污染危害
现代城市高速发展，伴随城市各种污染的日趋严重。随着城市商业化功能的强化，光污染问题也日益突出并引起世界各国的关注。1991年国际照明委员会(GIE)第22届大会上对光污染问题进行了专题讨论。澳大利业A.Fisher博士在会上提出了控制光污染的标准，受到与会者的普遍认同。德国环保专家对欧美十多个大城市进行了专题调查，证明霓虹灯既直接影响市民健康，又破坏和干扰不少种类昆虫与鸟类觅食、寻偶和交配的正常活动。德国法兰克福游乐场的霓虹灯每晚要烤死数万只有益昆虫；美国杜森市夏夜蚊虫多的原因与该市上千组霓虹灯“杀害”无数食蚊的益虫和益鸟有关。城市拥有太多的霓虹灯及其它夜景照明灯，长此下去生态平衡必将受到严重影响。
光污染既直接干扰影响了天文观测，也对人的健康产生不良影响。夜晚过强的光线和彩色光打乱了人（还有其它生物）的生物节律，打乱了人体的平衡状态，干扰大脑中枢神经的正常活动，造成人体内分泌失调，引起烦躁不安、食欲减退、头晕目眩、全身无力、神经衰弱、月经紊乱和性功能减退，损伤眼角膜，引发白内障，导致视力减退，情绪低落……在我国，许多城市把“让夜晚的城市亮起来”作为改变城市形象的一项政府工作进行落实。各类建筑物、构筑物、街道、城市绿化区等都实施设置霓虹灯和彩色光投射的所谓“光彩亮化工程”。随着城市开发向周边发展，城市规模将进一步扩大，原本属于城市边缘的城乡结合部，随着城市的扩张，有相当部分已成为或正在成为城市的繁华区域。商业的需要和城市“形象”的需要，“亮化工程”不断扩大，生态平衡受到挑战。由城市开发引发的光污染造成的生态问题应当引起我们足够的重视。
在日本，由于城市化和交通网的发展，使室外照明增加。照明的过度使用，夜晚天空的明亮度增大，给人造成眩光与不舒适感，对信号等重要信息的识别力降低。照明的过度使用，也给农作物、动植物造成不良影响，因此，日本舆论要求对光污染采取适当对策的呼声日渐高涨。为此，受日本环境厅大气保护局的委托，日本环境协会设立了“光污染对策研究会”，研究、制定了有关光污染方面的政策。在欧美也正在进行这方面的研究。在我国，光污染在一些大城市已开始成为不容忽视的环境问题，对此应采取相应的措施并加强研究。
二、防止光污染应遵循的原则
1.光污染定义
狭义的光污染是指干扰光的有害影响，其定义是：“已形成的良好的照明环境，由于逸散光而产生被损害的状况，又由于这种损害的状况而产生的有害影响。”逸散光是指从照明器具发出的，使本不应是照射目的的物体被照射到的光。干扰光是指在逸散光中，由于光量和光方向这两种原因，使人的活动、生物等受到有害影响，即产生有害影响的逸散光。
2.关于“夜空亮度”问题
夜空亮度（从地上透过大气层观察星空时的背景亮度）的增大，意味着存在地区性的环境问题。为了监控这种大范围的环境问题，在中短期，应当建立观察评价模型和观察方法（设立监控区域）。在中长期，应将监控区的结果作为改进环境照明的一个指标进行落实。
3.日本按地区特性进行的环境照明
为了有效控制环境照明，日本将环境照明分为四种类型，即：自然、公园、郊外和城市中心，并对各类型地区的照明做出了规定。例如，环境照明Ⅲ比环境照明Ⅱ有更严格的规定，适用于被限制的地区。为了在地区内实现适度的环境照明，根据区域照明类型，制定地区照明规划，是实施各种对策的前提（要求各地区必须制定本地区的基本环境照明类型规划）。通过地区环境照明规划，可推动该地区环境照明的改进（图1）。
图1 地区照明规划的设定示例
·广大地区作为环境照明Ⅰ
·环境照明Ⅱ的地区由于达到目标而不存在光污染
·环境照明Ⅲ的地区缩小
4.环境照明的设计和设计者
即便是小功率的照明，灯具设置及运用都应进行恰当的设计。在欧美，环境照明设计的重要性正在被认识，随着有关照明的组织和教育体制的建立，确保了作为专业照明设计人员的“环境照明设计者”的地位。日本也正在确立“环境照明设计者”的地位、资格及教育体制。
5.室外照明原则
对逸散光的控制，应从提高照明效率出发，限制街道照明灯具。例如，规定照明灯具向上空逸散光的比例及逸散光总功率。既要明确照明设备、设施的设置目的，又要关注周边照明环境的维护。
三、城市光污染对策
1.街道照明灯具的控制
街道照明灯具的控制涉及行政管理者、设施设备管理者及维护者、环境照明设计者、照明灯具生产厂家及销售商家。街道照明的评价标准包括：①照明效率；②上方光束比；③眩光；④节能。灯具生产厂家应提供与防止光污染相符合的灯具，同时提供完备的相关资料。使用者在购买灯具时，应考虑与环境照明类型相适合。在照明效率方面，用户应使用照明效率高的灯具，厂家应开发生产高效率的照明灯具。在上方光束比方面，街道照明灯具最佳值应在5%以下；环境照明中的城市郊外及城市中心的允许值，短期目标为0～15%（郊外），0～20%（城市中心）。在眩光方面，应基本按照JIS（照明学会技术规范）的规定。在节能方面，街道照明，推荐总功率在200W以上时在601m/w以上，未满200W时在501m/w以上。对街道照明灯具的功率，应按设置的目的，根据照明效率、灯功率、开关装置的功率等进行综合评价。另外，即使满足了上述的基本要求，街道照明对居住者、天体观测、动植物、生态系统等方面的影响，仍存在着许多未知数。可根据不同情况分别采取措施，如用不同材料、百叶窗、遮光板等增加设施防护的办法作一些补救。
2.室外照明设施的控制
应注意对环境照明设施进行适当的维护，根据其用途以及周围环境，选择适当功率的照明设施，明确每种照明的目的。对“逸散光”的控制，关系到设施功率问题。在明确室外照明设施的设置目的的同时，要关注设备管理者、维护者及周边环境，并对灯具设置运用确定一些检查方法。
(1)检查方法
对室外照明设施的检查，要把握居住、工作、公共设施、公园及广场、商业设施、公路沿线六种类型，区分交通、防范、引导与演出、景观四类功能的照明灯具。对周边环境的把握，主要检查是否使用适当的照明灯具（设施与周边环境的适宜性），拟定“综合检查部位照明灯具配置图”。根据设计好的照明灯具的检查部位，对每一组照明灯具进行确认。确认包括照明维护后进行的检测确认。对城市设施进行分类是必要的。从照明目的考虑，有必要对用途不同、照明时间不同的城市设施进行当分类。例如，对公路沿线与夜间不营业的商业设施及不使用照明的其他设施要制定不同的检查标准。另外，不能只从一种照明设施的立场上考虑照明目的需要，因为在周边环境照明中，每一个个体灯具都有其基本的照明目的，而它们相互之间应有一个统一的协调要求。既满足个体的照明目的，又有相互之间的统一和协调，是衡量环境照明质量改进的标准。
(2)广告物的照明
广告物的照明与照明设施管理者、广告公司、设置广告的企业、环境照明设计者有关。广告物作为室外的人工光源，不仅要和一般照明相呼应，而且要和室外其他广告物统筹设置。对这种人工光源，进行适当的光污染关注并采取对策是有必要的。关注范围是全部室外广告物和室外广告行为所利用的人工光源。关注事项是对“逸散光”的关注（对“干扰光”防患于未然），主要是确定恰当的亮度范围，根据投射内容推荐恰当的光源。内照形式的广告牌，由于萤光灯部分暴露，对这种设置必须十分关注。对光源性质的关注，包括不使其闪烁、移动（发光部分、照射范围）；不用色光的投光照明（采用过滤方法消除）。对节能的关注，包括推荐使用效率优良的光源，控制开灯时间（管理、运用上）。
四、结语
城市各种污染问题涉及到城市的生存与发展，对于由于城市的扩展、开发而产生的光污染导致的生态问题，更应引起我们的重视。光污染对城市的生物群产生影响的问题还有待深入研究。控制光污染应从生态环境角度加以考虑，应当与空气、水等污染一样进行治理。特别是在大规模建设开发之初就应当有所规划，以保护我们居住的生态环境。