北京市夜間燈光污染的調(diào)查報(bào)告

江威+冷宛春

一、研究背景

改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)城市化進(jìn)程加快，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，同時(shí)帶來(lái)了城市夜間照明設(shè)施的極大發(fā)展。“不夜城”已成為城市文明與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的新代名詞。

然而，過(guò)度的燈光照明也帶來(lái)不可避免的城市夜光污染，對(duì)人類健康、生活以及動(dòng)植物的棲息、繁殖等都具有一定的影響。過(guò)快的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也帶來(lái)了城市夜間燈光污染的加劇，為減少夜間燈光污染的影響，本調(diào)查以北京市為研究區(qū)域，通過(guò)實(shí)地調(diào)查與遙感觀測(cè)相結(jié)合的方法，探究北京市夜光污染的現(xiàn)狀與成因，剖析夜光污染的危害，提出夜光污染治理的舉措，為構(gòu)建北京和諧環(huán)保的生態(tài)環(huán)境提供一定的參考。圖1是北京高分辨夜間燈光影像和地面調(diào)查位置。

二、研究方法

1.實(shí)地調(diào)查

本次調(diào)查主要集中于北京西站和三里屯，根據(jù)圖1可知這兩個(gè)區(qū)域的夜間燈光污染較為嚴(yán)重。北京西站位于北京市豐臺(tái)區(qū)，是北京市最重要的交通樞紐之一，于1996年正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，是一個(gè)集交通、商業(yè)、金融為一體的“特大型綜合立體交通樞紐”。三里屯位于北京市朝陽(yáng)區(qū)，是北京夜生活最繁華的商業(yè)娛樂(lè)區(qū)之一。

2.夜光遙感技術(shù)

夜光遙感是獲取無(wú)云條件下地表發(fā)射的可見(jiàn)光——近紅外電磁波信息。這些信息大部分由地表人類活動(dòng)發(fā)出，其中最主要的來(lái)源是人類城市夜間燈光照明，也包括石油天然氣燃燒、海上漁船、森林火災(zāi)以及火山爆發(fā)等。該技術(shù)具有觀測(cè)范圍廣、時(shí)效高和成本低等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于城市夜光污染研究。

3.資料收集

為分析北京市夜間燈光污染的影響因素，本次研究主要收集的資料包括：北京市的人口、交通、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境變化等資料；美國(guó)國(guó)家大氣和海洋中心公開(kāi)發(fā)布的軍事氣象衛(wèi)星搭載的OLS（即稱“DMSP-OLS”）傳感器獲取夜間燈光數(shù)據(jù)和北京市行政區(qū)劃的矢量文件資料；有關(guān)國(guó)內(nèi)外夜間燈光污染監(jiān)測(cè)、治理等文獻(xiàn)資料。

三、調(diào)查方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

通過(guò)調(diào)查研究和收集資料，結(jié)合地面調(diào)查和夜光遙感影像，筆者提出實(shí)驗(yàn)方案為：利用1992—2012年共21期DMSP-OLS長(zhǎng)時(shí)間跨度夜間燈光影像，分析夜光污染的空間分布特征和變化趨勢(shì)，結(jié)合地面調(diào)查，分析夜光污染存在的原因，實(shí)驗(yàn)調(diào)查過(guò)程如下。

1.遙感影像數(shù)據(jù)預(yù)處理

本次實(shí)驗(yàn)采用1992—2012年DMSP-OLS夜間燈光遙感數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是在夜間20點(diǎn)左右成像，每日觀測(cè)，然后合成為年度穩(wěn)定夜間燈光影像，對(duì)影像進(jìn)行一致性預(yù)處理，裁剪影像得到北京市范圍數(shù)據(jù)。圖2為研究范圍示意圖，其中將位于市中心的海淀區(qū)、朝陽(yáng)區(qū)、西城區(qū)、東城區(qū)以及豐臺(tái)區(qū)統(tǒng)稱為城市中心區(qū)。

2.北京市夜光污染分布特征分析

圖3為北京市夜間燈光污染分布示意圖，圖中黑色區(qū)域?yàn)闊o(wú)夜間燈光污染區(qū)，白色區(qū)域?yàn)橐构馕廴緡?yán)重區(qū)。從圖3可知，夜間燈光污染最嚴(yán)重的區(qū)域?yàn)槌鞘兄行膮^(qū)，并以該區(qū)域?yàn)楹诵模氏蛲鈹U(kuò)張趨勢(shì)。位于城市郊區(qū)的密云縣、懷柔區(qū)、延慶縣、門(mén)頭溝區(qū)以及房山區(qū)的西部夜間燈光污染最少甚至沒(méi)有污染。說(shuō)明夜間燈光污染隨人口密度、經(jīng)濟(jì)水平的提高而加劇。

3. 北京市夜光污染變化規(guī)律分析

圖4為北京市夜間燈光從1992—2012年的變化趨勢(shì)，圖中黑色區(qū)域代表變化很小或沒(méi)有變化，白色區(qū)域代表變化劇烈。夜光污染變化較小的區(qū)域主要體現(xiàn)在城市郊區(qū)的無(wú)燈光區(qū)以及城市中心的燈光飽和區(qū)，而污染變化較為迅速的區(qū)域有昌平區(qū)、順義區(qū)、通州區(qū)、大興區(qū)以及房山區(qū)的東部區(qū)域，主要是城市建設(shè)擴(kuò)展和人口外延導(dǎo)致的。

4.北京市夜光污染成因調(diào)查

從地面調(diào)查可知，北京西站燈光污染主要來(lái)源于建筑、道路照明以及交通車輛照明。三里屯燈光污染主要來(lái)源于商業(yè)店鋪照明和廣告燈光。綜合相關(guān)文獻(xiàn)，北京市夜光污染成因主要有以下幾方面：城市居民區(qū)夜間照明；商業(yè)街照明及廣告牌；城市道路照明及車輛交通照明；園林、綠化及景區(qū)照明；廣場(chǎng)、體育館、車站等公共設(shè)施照明。

四、問(wèn)題分析及解決途徑

夜光污染對(duì)天文觀測(cè)、居民健康睡眠和生態(tài)環(huán)境等造成負(fù)面影響。2014年北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《城市景觀照明技術(shù)規(guī)范》中明確規(guī)定禁止使用強(qiáng)力探照燈和大功率泛光燈等，而且嚴(yán)格限定住宅、公寓和醫(yī)院周圍夜光干擾。從夜光污染的成因和危害來(lái)看，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行夜光污染治理。

（1）制定相關(guān)規(guī)范政策是防治夜光污染的關(guān)鍵。一方面分類管理不同的光照類型，限制不同區(qū)域光照強(qiáng)度，合理設(shè)計(jì)城市的燈光照明；另一方面，整改已有的燈光照明設(shè)施，限制商業(yè)、廣告的嚴(yán)重攀比現(xiàn)象，優(yōu)化城市燈光建設(shè)。在已出臺(tái)的規(guī)范基礎(chǔ)上，還需要出臺(tái)正式的夜光污染法律條文，這樣才能加快推進(jìn)夜光污染治理。

（2）提高市民對(duì)夜光污染危害的認(rèn)識(shí)。通過(guò)主流媒體、網(wǎng)絡(luò)等對(duì)夜光污染危害的報(bào)道，讓越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到防治夜光污染的重要性，從而呼吁市民合理利用光源，節(jié)約能源，培養(yǎng)公眾的夜光污染防范意識(shí)。

（3）加強(qiáng)利用新科技開(kāi)展夜光污染監(jiān)測(cè)和新型材料研究。一方面要利用更先進(jìn)的空間遙感技術(shù)，對(duì)夜光污染開(kāi)展大范圍宏觀調(diào)查，并結(jié)合地面觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)夜光污染的快速監(jiān)測(cè)；另一方面，加強(qiáng)對(duì)低耗環(huán)保等新能源照明材料的研究，控制夜光污染源。

五、收獲及反思

通過(guò)本次研究，我們更加清晰地認(rèn)識(shí)到北京市夜間燈光污染的現(xiàn)狀、污染的原因以及危害，同時(shí)提出了夜光污染的治理途徑。城市夜光在一定程度上反映了城市的發(fā)展水平，然而在全球化經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的當(dāng)下，盲目地“點(diǎn)亮”城市已不再是城市發(fā)展的趨勢(shì)，“關(guān)燈一小時(shí)”等行動(dòng)可以反映出全球?qū)?jié)能環(huán)保的呼聲越來(lái)越高，城市夜光照明不應(yīng)該盲目發(fā)展，而應(yīng)以綠色、宜居為主。霓虹燈的色彩斑斕代替不了美麗夜空的璀璨，商業(yè)街的燈紅酒綠也只能換來(lái)消費(fèi)者的浮躁與不安，夜間燈光在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)不應(yīng)該以犧牲生態(tài)環(huán)境和違背生物的自然規(guī)律為代價(jià)，可持續(xù)發(fā)展要求我們每個(gè)人都要做到節(jié)能環(huán)保，防治燈光污染。

作者單位：北京市海淀實(shí)驗(yàn)中學(xué)2015級(jí)（5）班（100089）endprint