暗夜公園的研究進展與啟示

雷雨晴，邢媛麗，陳元慧，趙 明

(1.福建農林大學園林學院, 福建 福州 350007； 2.閩江學院經管學院， 福建 福州 350007)

社會經濟的發展離不開室外人工照明，在過去的半個多世紀，人們竭盡所能提升城市的照明水平，進而提升城市夜間的安全性。 然而，城市中過多的人工照明也給我們的夜空帶來了過多的光污染，我們甚至無法抬頭直接看到星星。

我國建成各類保護地逾1.18 萬個，保護地總面積占國土陸域面積的18%，管轄海域面積的4.1%。 自然保護地保護的對象主要包括有代表性的、重要的自然生態系統、珍稀瀕危野生動植物物種的天然集中分布區、以及有特殊意義的自然遺跡等。 在受保護的自然景觀中，更強調陸域和海域中珍貴自然資源所承載的景觀、地質地貌和文化多樣性的保護。然而，對于陸、海、空三域，卻尤其缺乏對暗夜星空的保護。暗夜星空既是自然資源，也是一種遺產，是綠水青山的有機組成部分。 保護好暗夜，不僅讓我們能仰望星空，更對于減少能源消耗、助力綠色發展、保護野生動植物和人類健康具有重要的意義。

1 暗夜理念的發展

暗夜保護這個理念可追溯到1916年美國國家管理局頒布的《基本法》 第27 條《繁星，繁星之夜》[1]，人們已經意識到了暗夜星空是一種重要的自然資源。 隨后， 社會發展帶來的光污染最先影響到了天文學界。1980年，國際天文聯合會(International Astronomical Union，簡稱IAU)和國際照明委員會(英語：International Commission on illumination，法語：Commission Internationale de 1′Eclairage，官方采用法語簡稱為CIE[2])聯合發表了“減少靠近天文臺城市的天空光”的倡議，明確提出了光污染防治和暗夜環境的保護[3,4]。1988年，隨著國際暗夜協會(International Dark-Sky Association，簡稱IDA)的成立，出現了全球暗夜環境保護運動，2007年，國際暗夜協會認證了第一個暗夜公園——天然石橋國家保護區(Natural Bridges National Monument)。 2007年4月19日，加那利群島天體物理研究所主辦的星光國際會議(International Starlight Conference)上，《星光宣言(Starlight Declaration)》問世，這一歷史宣言是第一個旨在保護天空和捍衛與觀察恒星相關的自然和文化價值的國際協議。2009年，星光基金會成立，此后，星光基金會一直努力宣揚《星光宣言》所承載的理念，并在全世界建立了國際星光認證系統，以促進自然暗夜星光的保護[5]。 此后，越來越多的國家和地區投入到暗夜保護的行動中去。 中國生物多樣性保護與綠色發展基金會于2015年9月16日正式成立星空工作委員會。 目前，星空委員會積極同相關國際組織展開暗夜環境保護的工作，并取得了一定成果。

暗夜保護的途徑目前主要是通過在全球范圍內認證暗夜區域， 比如國際暗夜社區 (International Dark Sky Communities)、 國際暗夜公園(International Dark Sky Parks)、 國際暗夜保護區 (International Dark Sky Reserves)、國際暗夜庇護所(International Dark Sky Sanctuaries)、城市暗夜場所(Urban Night Sky Places)等。其中，國際暗夜公園數量最多，內容最為豐富，同時也是一種有效保護自然生境、推廣環境教育的途徑，在國際上獲得廣泛的關注和認可。

2 暗夜公園的定義與數量

2.1 暗夜公園的定義

目前，國際上關于暗夜公園的的名稱并不統一，比如國際暗夜協會稱其為International Dark Sky Parks，西班牙星光基金會稱其為Estelares Starlight， 加拿大皇家天文學會 (The Royal Astronomical Society of Canada)稱其為Urban Star Park 等，但其性質是一致的,都需要具備卓越的暗夜環境，并且能夠為公眾提供休閑作用。這其中，國際暗夜協會影響范圍最大，并且被眾多學者在學術文章中多次引用。因此，本文中暗夜公園的中文名稱與定義參考自國際暗夜協會。 國際暗夜公園是一片擁有卓越星空品質的土地，其夜間環境因其科學價值、自然價值、教育價值、文化遺產價值以及提供公眾休閑的作用而受到特別保護[6]。

2.2 暗夜公園的數量

2.2.1 暗夜公園的數量與分布

截至2022年，西班牙星光基金會認證了12 個暗夜公園[7]，加拿大皇家天文學會認證了2 個暗夜公園[8]，國際暗夜協會共認證了111 個暗夜公園(其中1 處美國、加拿大共有)[9]，一共125 個，分布在19 個國家或地區(見表1)。

由表1 可以推測，暗夜公園的數量與經濟發展可能存在相關性。 經濟較為發達的北美洲地區、歐洲地區較早的經歷了光污染，暗夜保護意識萌發較早，暗夜保護發展歷史較為悠久，取得的成果較為豐碩；亞洲地區、大洋洲的暗夜意識已經覺醒，以日本、韓國、新西蘭、澳大利亞、中國臺灣為代表的國家或地區已經取得了一定成果； 而經濟發展較為緩慢的非洲、拉丁美洲暗夜公園數量最少，僅巴西有一個暗夜公園。

表1 暗夜公園數量與分布Table 1 Number and distribution of Dark Sky parks

2.2.2 暗夜公園的數量變化

結合圖1 和圖2 可以看出，國際暗夜公園的總數量和增長數量都從2013年至今高速增長，這表明國際暗夜公園正處于迅速發展的時期。從暗夜公園的年度增長數量來看，2018年和2020年的增長數量有些許回落，但總體仍然保持增長的趨勢。

圖1 暗夜公園年度總數量Figure 1 Annual total number of dark sky parks

圖2 暗夜公園年度增長數量Figure 2 Annual growth of dark sky parks

根據國際暗夜協會公布的的申請流程以及平均時間，完成一個國際暗夜公園申報的需要2年左右。 據此可以推斷出大約在2011年前后，人們廣泛意識到了光污染的危害，暗夜保護理念得到了蓬勃發展。 而這其中，國際暗夜公園因其內容豐富、有效保護生境、推廣環境教育等優點得到了重視與發展，越來越多的公園申請成為國際暗夜公園，在2013年后，逐漸得到了國際暗夜協會的認證，國際暗夜公園的數量激增。

3 暗夜公園的研究主題

3.1 暗夜公園亮度的測量與標準制定

3.1.1 暗夜公園亮度的測量

暗夜公園的夜間亮度是評價其是否能夠成為暗夜公園的重要指標之一，暗夜公園亮度的測量也一直是暗夜公園主題研究的重點與難點。目前，暗夜公園亮度測量主要有4 種方法：影像數據法[10-14]、儀器測量法[15-18]、目視測量法[19]、概念模型法[20,21]。

影像數據法一般是利用相機來精確測量夜間天空的亮度，比如CCD 相機廣角鏡頭成像法、商用數碼相機多光譜測量法、DSLR(Recent Digital Single Lens Reflex)相機測量法。 利用相機可以完成區域內數百萬個獨立光度的測量，能夠詳細描述區域內自然天空條件和人工光源產生的光穹頂。

儀器測量法中用到的儀器是Unihedron Sky Quality Meter (SQM) 測量儀，該測量儀是對天空亮度進行科學質量測量中使用最廣泛的設備。SQM 易于使用，只需將設備舉過頭頂，將光度計指向天頂，然后單擊按鈕。屏幕將顯示該點的天空亮度，單位為mag/arcsec2。 數字越高，天空越暗。 測量時間應該選擇晴朗無云無月(或峨眉月)的晚上(日落1 小時后)。

目視測量法是指John E.Bortle 創建的Bortle 暗夜天空分類法，是九級分類夜天空亮度，等級數字越小，表明其暗夜環境質量越好，該方法量化了天體的可觀測性和光污染造成的干擾，用于非專業天文人員評估和對比觀測地點的夜間天空亮度(表2)。 目視評價夜間天空亮度是最簡單、最直接的方法，其好處就是通過對銀河、星星、天空顏色等的觀察，可以很直接的評價受光污染的等級[19]。

表2 Bortle 暗夜天空分類與SQM 測量指標表[19,22-24]Table.2 Bortle Dark-Sky Scale ＆ Sky Quality Meters measurement

ARIMA 模型和人工神經網絡模型目前已經被應用于國際夜間地球計劃提供的開放NSB (Night Sky Brightness)數據，該概率模型可用于測量區域內夜間天空亮度的測量與預測，但目前尚未實際應用于NSB 預測[20]。

3.1.2 暗夜公園亮度標準的制定

暗夜公園亮度測量方法多樣，但實際形成完善的暗夜評價標準較少。 目前，僅有國際暗夜協會給出了明確的暗夜公園亮度的測量方法與標準。 測量方法有2 種：SQM 亮度計測量法、 目視測量法——Bortle 法，但Bortle 法僅被認為是一種輔助方法，不能單獨使用Bortle 法暗夜亮度數據來申請暗夜公園。 《國際暗夜公園指南(2018)》指出，暗夜公園SQM 測量值至少為21.2 mag/arcsec2。

3.2 暗夜公園的選址

暗夜公園的選址也是當下的研究熱點之一，暗夜公園選址因研究范圍的不同呈現出了差異化的研究方法。以國家、省份、州等較大范圍的研究區域，主要運用到的研究方法是基于NPP—VIIRS 夜間燈光數據與其他多元空間數據，對可能的暗夜公園站點指定約束條件和適宜條件，最終選定建造暗夜公園的地點；而以公園、保護區等較小范圍的研究區域，主要運用CCD 相機、SQM 測量儀等儀器進行實測，根據實測結果選出具備建造暗夜公園條件的區域。

目前，有學者利用NPP—VIIRS 夜間燈光數據和其他多源空間數據，分析中國可能的暗夜公園站點，將中國的土地劃分為一萬多塊30 km× 30 km 的漁網，分別指定約束條件和適宜條件。 通過多項標準評估，最終選擇了1443 個漁網作為最適合建造暗夜保護區的地點。 結果發現，中國不受光污染的地區不足25%，適合暗夜公園建設的地區不足13%，主要在西部和北部地區，包括西藏、新疆、青海、甘肅和內蒙古[25]。還有學者基于NPP—VIIRS 夜間燈光數據在福建省進行暗夜公園的選址，研究表明：影響暗夜公園選址的因素空間分布明顯，閩東南地區夜間光輻射值明顯高于其他地區，且趨勢從市中心逐漸降低，歷史晴天率由南向北遞增，內陸城市相對較高；最適合暗夜公園建設的一級區域占全省總面積的1.22%。 不適宜建設面積占全省總面積的27.86%；福建暗夜綜合契合指數高的地方集中在北部和西部地區，而武夷山、建陽、南平、邵武、泉州、惠安是建設暗夜公園的最佳地點[26]。 希臘學者使用廣角相機、SQM 測量儀等對希臘暗夜環境進行了系統測量，分析主要的光污染源，確定希臘最適合建設暗夜公園的地區，并對適宜性進行初步探究[17]。

3.3 暗夜公園環境教育與天文旅游

3.3.1 暗夜公園環境教育

《國際暗夜公園指南(2018)》明確提出，暗夜公園必須承擔起對公眾進行暗夜環境教育這一社會責任。如果公園通常提供環境教育活動，那么暗夜環境保護必須是通過現場活動傳達的中心主題之一；若公園不提供解說活動，那么出版物、傳單、新聞稿、社交媒體或其他外聯活動可以代替公園環境教育的功能。 目前，暗夜公園的環境教育活動十分豐富，包括但不限于觀星活動、滿月遠足活動、青少年夜間游俠活動、天文學講座、夜間徒步活動、夜間露營活動、夜間動物觀察、暗夜文創產品售賣等。

目前，根據研究團隊的差異劃分，暗夜公園環境教育的研究可以劃分為2 個方面，一方面是以各大暗夜保護組織為代表的暗夜環境教育實踐研究，主要包括優質教學工具包的研發、暗夜環境教育課程設計、暗夜環境教育活動的策劃等；另一方面是以專家學者為代表的暗夜環境解說系統的規劃設計研究，通常會結合具體的暗夜公園案例，規劃設計出同時適用于白天與夜晚的暗夜公園解說系統。 美國國家天文觀測臺的教育和公共宣傳小組制作了一個優質照明教學工具包，該工具包能夠在教育學生解決與野生動物、天空發光、眼睛老化、能源消耗、安全和光線侵入有關的真實照明問題起到關鍵作用[27]。碩士論文《夜空理念下的臺灣合歡山環境解說系統規劃設計研究》中，作者基于暗夜保護理念，對臺灣合歡山生態旅游區現有的環境解說系統進行分析總結，并在原有的基礎上進行改善提升。 在解說內容上凸顯夜空保護的相關知識，在解說線路與解說媒介的設計上注重夜空保護理念的應用，以此來規劃設計出符合夜空保護理念的，具有更明確教育性的，同時適用于白天與夜晚的臺灣合歡山解說系統[28]。

3.3.2 暗夜公園天文旅游

暗夜公園帶動了天文旅游業的發展， 一方面暗夜公園內部獨有的暗夜環境教育活動吸引了大量的游客；另一方面，相關國際組織也在暗夜公園發展天文旅游業給予了大力支持。 暗夜公園天文旅游的研究目前主要集中在3 個方面：游客體驗、經濟影響、可持續發展。

暗夜公園游客體驗的研究主要是基于社會學理念，利用半結構化訪談的方法進行研究。 學者Blair 從生態心理學、健康心理學和環境心理學的角度出發，探討游客對于暗夜的渴望，并通過天文旅游將這種渴望商業化[29]。 學者Derrien 從聯想與想象的角度出發、以訪談的形式考察了國際暗夜公園的游客如何使用象征性語言敘事或其他話語來描述他們夜空經歷的社會、文化和空間背景，這為國際暗夜公園提供了游客對夜空體驗的語境化理解，并為未來對國際暗夜公園的娛樂和旅游實踐方面提供了寶貴的建議，從而達到構建國際暗夜公園游客話語權的目的[30]。 學者Chang 利用結構方程模型，研究了天文旅游帶給游客的社會效益、學習效益、心理效益[31]。

暗夜公園天文旅游的發展也產生了巨大的經濟效益[32-34]。 學者Mitchell 利用經濟投入—產出模型，考察暗夜公園天文旅游對于經濟的影響，研究結果表明，天文旅游為研究區域內部帶來了24 億美元的收益，創造1萬多個額外就業機會，極大增加了國家公園全年的游客數量，更有效地利用當地社區和旅游相關資源[33]。

旅游并不是一個綠色無污染的產業，天文旅游的可持續發展也是一個重要的研究課題。 學者Collison通過梳理布萊斯峽谷國家公園天文旅游旅游推廣歷程、計算年度游客數量，提出一套天文旅游的可持續發展方案[35]。 學者Blundell 用半結構化訪談的方式提出了一個區域環境中天文旅游可持續的概念模型，他認為未來的研究應該著眼于調查幾個關鍵的主題：倫理和可持續旅游之間的關系；暗夜天文旅游和陸地空間旅游之間的關系和市場細分；暗夜星空對土著傳統、文化和知識以及游客體驗的影響[36]。 學者李軍紅基于低碳理念，采用定性研究的方法對暗夜公園可行性進行了評價，提出了開發暗夜公園的初步模式及理論對策[37]。

3.4 暗夜公園與城市光環境建設

城市是產生光污染的主要區域，公園是城市的重要組成部分。 隨著暗夜公園的發展，人們逐漸意識到城市光環境建設的必要性，并將在城市區域內建設暗夜公園作為城市光環境建設的重要工作之一。

2021年8月31日，深圳市城管和綜合執法局正式發布實施《城市照明專項規劃(2021—2035)》，提出了“一區·三軸·三灣·五核”的新空間形態結構。 其中，“一區”指暗夜保護示范區(大鵬暗夜公園)，突破傳統城市照明規劃模式，由重點指引照明建設，轉向強調照明控制，首次將暗夜保護區納入城市照明規劃結構，以期通過暗夜公園的建設，引領可持續城市照明建設新發展[38]。 2019年5月，杭州市新一輪照明規劃——《杭州市區城市照明總體規劃(修編)》通過政府批復。總規劃中提出，杭州將打造“一軸·兩廊·三心·多點”的城市照明結構，著重進行“近人尺度”光環境打造，將西溪國家濕地公園(除西溪雕塑園、西溪天堂)生態保護區、良渚遺址保護區、森林公園核心區等區域劃定為暗夜保護區[39]。 此外，成都[40]、南京[41]也有類似的政策出臺，廈門市的光環境控制規劃也在制定當中。

4 啟示

4.1 暗夜公園建設與鄉村振興結合

站在“兩個一百年”奮斗目標的歷史交匯點，推動鄉村振興在新征程中開好局、起好步，需要準確把握我國經濟社會新發展階段、新發展理念、新發展格局的理論邏輯、歷史邏輯、現實邏輯，立足新發展階段全面推進鄉村振興、貫徹新發展理念統籌引領鄉村振興、推動鄉村振興全面融入新發展格局[42]。

暗夜公園建設與鄉村振興結合能夠達到雙贏的效果。 首先，農村地區極少受到光污染的影響，夜間光環境較好，具備暗夜公園建設最基本的條件；其次，農村地區大都面臨著經濟發展滯后、人口流失嚴重等問題，暗夜公園的建設會促進當地天文旅游的發展，可以為農村地區帶來更多的就業崗位和經濟收入，緩解人口流失問題，增加財政收入。 暗夜理念作為社會發展新階段的新理念，符合新發展格局的邏輯，引領鄉村振興進入新的發展格局。

4.2 暗夜公園與國家公園體制并舉

美國國家公園曾大力宣揚過一句口號：“國家公園的一半是暗夜(Half The Park is After Park)”，這足以可見暗夜對于國家公園的重要價值。 我國國家公園體制試點工作以來，正式設立三江源、大熊貓、東北虎豹、海南熱帶雨林、武夷山首批5 個國家公園，截至2022年2月，首批5 個國家公園各項工作穩步推進，特別是在生態保護方面，取得新進展。

根據國外已有的暗夜公園來看，暗夜公園的建設并非從零開始，幾乎所有的暗夜公園都是建立在已經受到保護的區域內，比如國家公園、州立公園、自然保護地等。 據學者研究，國家公園的自然區位均與中國最暗的天空所在地有著高度的耦合性[42]，中國荒野制圖也顯示出中國暗夜星空分布與荒野地分布之間存在較強的相關性[43]。 可以看出，我國國家公園已經具有“暗”這一基本屬性，因此，我國在建設暗夜公園時，可以依托現有的國家公園的基礎設施，通過完善公園內部的照明規劃設計、增加暗夜環境解說內容、積極開展國家公園夜間游憩項目等措施，使國家公園逐步接近暗夜公園的標準，使國家公園與暗夜公園建設互利共贏。

4.3 暗夜公園建設與城市光環境規劃并行

城市是光污染的重災區，過度的照明對自然環境和人類社會產生了嚴重影響，浪費能量、危害人類身體健康、干擾動植物的生存環境、加劇氣候變化、破壞暗夜星空景觀[44]。 公園是城市中的重要組成部分，是城市居民主要的休閑游憩場所，也是精神文明建設和科研教育的基地。 因此，合理的規劃城市光環境，將暗夜公園的建設納入城市光環境規劃中是非常有必要的。 一方面，城市暗夜公園的建設有利于減少光污染，保護城市公園內部的生態環境，減少城市公園的電力消耗；另一方面，暗夜公園可以成為城市居民進行暗夜環境教育的場所，喚起人們的暗夜環境保護意識，利于城市居民對于光環境規劃政策的理解，推動光環境規劃政策的順利實施，進而引領可持續城市照明建設新發展。