城市燈光會吸引遷徙的鳥類，并產生致死的后果。發表在4月21日《科學》雜志上的一篇文章，講述了美國的鳥類學家如何利用氣象雷達和建模，降低人造燈光影響下的鳥類死亡率。

每年9月11日黃昏時分，為了紀念2001年的恐怖襲擊，紐約市都會在曼哈頓舉行“光之祭”(Tribute in Light)藝術活動。當雙塔的光投向天空，會吸引成千上萬的候鳥，例如鶯、海鳥和畫眉，還有像游隼這樣的掠食者。每到周年紀念日，鳥類保護主義者都會等候守候在天空之下，數著并聆聽著迷失方向的啁啾聲。如果觀察人員報告有太多的鳥兒在光束中漫無目的地盤旋，組織者就會將燈熄滅。

近年來，活動的現場觀察員還使用了一種輔助工具來量化軌道上的鳥類：氣象雷達，它既能從鳥類身上反射，也能從雨滴上反射。2017年，康奈爾大學鳥類學家安德魯·法恩斯沃斯(Andrew Farnsworth)領導的一個研究小組發現，在此前的7個周年紀念中，這個每年一次的裝置總共吸引了約110萬只鳥。在燈光點亮后的20分鐘內，多達16000只鳥擠進了半徑半公里的區域。而當燈光熄滅，雷達屏幕上密集的鳥類云消散得同樣快，這一發現后來被現場的熱感攝像機證實。

“這真的很有啟發性。”該研究的主要作者、康奈爾大學生態學家本杰明·范·多倫（Benjamin van Doren）說。“這真的讓你了解到，光線可以影響鳥類遷徙。”盤旋的鳥兒會消耗時間和寶貴的身體脂肪，很容易成為獵物，最糟糕的是，它們會把自己的腦袋撞到附近建筑物的窗戶上。

死于燈光的鳥

在這項研究背后，是科學家們對鳥類數量日益下降的擔憂。根據2019年的一項分析，如今北美上空的鳥類數量比1970年減少了約30億只。飛禽面臨著無數的死亡威脅，不僅包括光污染，還有氣候變化、棲息地消失和殺蟲劑。鳥類學家們擔心，每增加一種傷害都可能使一度豐富的鳥類種群走向滅絕。

“光之祭”現場的雷達研究，為尋找一種能夠減緩這一死亡率的工具奠定了基礎：法恩斯沃思的團隊將他們的項目命名為“鳥類廣播（BirdCast）”，項目將氣象雷達和機器學習相結合，能夠準確預測成千上萬的候鳥將在哪些夜晚飛過美國城市上空。研究小組將這些發現反饋給環保人士和政策制定者，通過調暗沿途的燈光，來幫助這些鳥類在旅途中生存下來。

這樣的研究，加上現有的保護措施，正在開始發揮作用：紐約市最近通過了一項法令，要求城市建筑在鳥類遷徙的季節調暗燈光。作為全球最大的城市，紐約市加入到了美國全國范圍內數十個方興未艾的運動中，這些活動旨在每年在每個城市拯救數萬甚至數十萬只鳥。“考慮到過去50年鳥類數量的下降，以及地球上正在發生的事情，每個人都需要一場勝利，”法恩斯沃斯說。

早在托馬斯·愛迪生發明電燈之前，人們就記錄了用夜間光線誘捕鳥類、尤其是遷徙中的鳥類的軼事。例如，1880年，《納托爾鳥類學俱樂部公報》詢問了全美的燈塔看守人；佛羅里達州的一名受訪者稱，他用帽子遮住臉，以抵御“100多萬只”向南遷徙的鳥類的襲擊。第二天早上，他抬走了兩蒲式耳皺巴巴的鳥類尸體。

如今的研究人員保留了更詳細的記錄。例如，在紐約市，在鳥類遷徙的季節，志愿者們每天早上都在城市人行道上巡邏，對撞到建筑物的鳥類進行分類。2018年，康奈爾大學生態學家阿德里安·多克特（Adriaan Dokter），在一項研究中使用氣象雷達發現，每年春天，約有35億只鳥飛過美國南部邊境地區，然后向北穿過美國中部。到了秋天，在繁殖期過后，大約有47億只鳥向南遷徙，這一次的路線更偏向于美國東部。根據一項對2014年發表的論文和鳥類碰撞數據集的元分析，每年會發生3.65億至10億起鳥類與建筑物的碰撞事故。該研究將建筑物排在了鳥類殺手的名單的第二位，僅次于家貓。

正如喬治敦大學的生物學家皮特·馬拉（Pete Marra）所說，大型玻璃建筑“從能源的角度來看可能更有效率，而從導致鳥類死亡的角度來看，效率也更高。”

在白天，反光玻璃可以誘騙鳥類飛進看起來純凈開闊的空間，從而導致鳥類因腦出血而死亡。夜間，主要殺手是人造光，它分幾個步驟傷害鳥類。2018年一項使用天氣雷達的研究發現，首先，當城市上空累積的光亮度超過銀河系時，這些燈光能夠吸引200公里外的鳥類。而一旦進入城市，鳥類的棲息地就會退化，成為家貓的獵物。單獨的光源也會把它們困在毫無意義的、消耗卡路里的圈子里，或者誘使它們沖向窗戶。夜間暴露在光線下也會破壞鳥類的免疫系統、微生物群、覓食行為，當然還有睡眠周期。

直到今天，研究人員還不知道為什么這么多鳥類對人造光如此著迷。“鳥類廣播”團隊的成員、科羅拉多州立大學柯林斯堡分校的凱爾·霍頓（Kyle Horton）推測說，飛向光明的沖動一定曾經賦予了鳥類一種進化優勢。

無論光線引誘鳥類的原因是什么，自上世紀90年代以來，法恩斯沃斯一直努力通過跟蹤和預測鳥類的活動來保護它們的安全。他的目標是繪制遷徙地圖，不僅僅是計算越過一個特定的野外地點的鳥類數量，而是標記出在區域甚至是大陸尺度上的生物量流動。通過氣象雷達，研究者可以將多種鳥類的流動從雨云中過濾出來，這樣就可以像天氣一樣預測它們的大規模活動。(氣象學家面臨著同樣的問題——反過來區分鳥類和風暴系統。)但直到云計算和現代機器學習的出現，“鳥類廣播”才能處理足夠多的數據。

2017年，該團隊在“光之祭”活動現場對其方法進行了小規模測試，證明單個雷達站——即使是遠離活動現場、位于長島的一個雷達站——也可以在大尺度和細粒度尺度上量化鳥類的移動。一年后，范多倫和霍頓在美國大陸23年的天氣數據基礎上，建立了機器學習模型。他們發現，在遷徙高峰之夜，通常有5億只鳥飛過睡夢中的美國上空。根據溫度和風的天氣預報，他們的模型可以提前一周預測鳥類飛行的時間和地點的變化，準確率為62%，提前一天的準確率為75%。

馬里蘭大學環境科學中心的遷徙生態學家艾米麗·科恩（Emily Cohen）說，從那時起，無論是計劃觀鳥之旅的業余愛好者還是科學家，查看明天的“鳥類廣播”已經成為每個人的“例行公事”。“這種動物運動的實時預測真的是前所未有的，非常令人興奮。”艾米麗·科恩說。康奈爾大學的研究小組正在利用這些預測來幫助確定未來風力渦輪機的選址，預測從野生鳥類到養殖家禽的疾病傳播高峰，并預測鳥類撞向飛機的風險，這一問題自萊特兄弟以來一直困擾著飛行員。

“鳥類廣播”也揭示了鳥類遷徙流會在何時何地與燈光聚集點發生碰撞。2019年，霍頓主導的一項研究對鳥類面臨燈光碰撞高風險的美國城市進行了排名。芝加哥、休斯頓和達拉斯名列前茅，它們是鳥類遷移路線上光污染最嚴重的地區。這一消息很快就傳到了當地的環保組織。

長期以來，在鳥類的遷徙季節，鳥類保護者在一些城市組織了自愿的“熄燈”運動。這一活動最早可以追溯到20世紀90年代的多倫多，而現在已經蔓延到了至少44個美國城市。“鳥類廣播”的數據，使環保主義者能夠在數百萬只鳥可能飛過一個地區的確切夜晚，使用推特、時事通訊和定向電子郵件，向從鳥類救助者到市中心建筑管理人員的每個人發送這一信息。馬拉說:“這是一項受數據影響的絕妙政策。”

利用雷達數據量化風險的能力，也鼓勵著倡導者推動更深入的政策承諾。具有新聞價值的大規模鳥類死亡事件增加了這種壓力。2021年9月14日，紐約的大規模鳥類遷徙加上暴風雨天氣和低云覆蓋，導致鳥類學家們所說的一整天的“碰撞大屠殺”

2021年12月，在聽取了法恩斯沃斯等人的證詞后，紐約市議會投票要求城市所有的建筑在鳥類遷移高峰之夜關燈，加入了得克薩斯州的奧斯汀等其他幾個美國城市的行列。去年秋天早些時候，這些城市通過了一項類似的法案。紐約州議員也提出了一項更激進的法案，要求全州范圍內的私人建筑，包括住宅，在全年的晚上11點前調暗或關閉大多數不必要的燈。2021年夏天，伊利諾伊州通過了一項法律，要求新的公共建筑使用鳥類安全玻璃和調光燈，以減少鳥類碰撞；該州另一項法案將禁止生態保護區附近的新建筑在鳥類遷徙季節使用不必要的照明。

有關“熄燈”運動效果的更可靠的數據仍在陸續公布。例如，“鳥類廣播”團隊正在與達拉斯和德州其他地區的志愿者合作，建立一個更大的鳥類碰撞數據集。與此同時，霍頓正在通過綜合大氣條件以外的信息，包括一個地區的植被情況和光污染程度，開發比以往任何時候都更準確的遷徙預測。他還在確定公共溝通策略，希望將其轉化為行動。他說，對許多人來說，光污染對野生動物的危害仍然是一個陌生的概念。“開著門廊的燈聽起來和把油漆倒進下水道不一樣。”

但這也意味著，與許多環境話題不同，它沒有政治分化。霍頓說:“我不認為有很多人會說，‘我想要開著燈來殺死五顏六色的鳴禽。’”