欢迎访问环境图书与信息网 微信公众号 登录 注册
环境图书与信息网

噪声如何影响生物多样性 How does noise affect biodiversity?

生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础,它不仅给人类提供了丰富的食物、药物资源,而且在调节气候、维持自然平衡等方面起着不可替代的作用。但近年来,生物多样性正面临严重威胁,据千年生态系统评估结果显示,在过去的几百年中,人类造成的物种灭绝速度较地球历史上物种自然灭绝背景速度大约快了1000倍,其直接影响因素包括栖息地变化、气候变化、外来入侵物种、过度利用和污染。我们熟知的案例有如20世纪50年代朱鹮数量的锐减的原因之一就是冬水田数量的减少,北极熊数量的下滑就是气候变暖使海冰消失导致其无法捕捉食物-海豹所致,澳大利亚的兔灾是典型的外来入侵物种案例,人类的过度利用导致了穿山甲、冬虫夏草数量的锐减,水污染导致了大量水生生物的死亡等等。但上述影响因素中,亦有少部分影响因素受关注不够,公众对其并不熟知,如光污染和噪声。


光污染对生物多样性影响大多存在于城市当中。

从对植物的研究来看,光污染人为地延长了植物的光照时数,对植物的开花繁殖有着严重的影响,甚至导致这类植物不能正常的开花、繁殖,另外光污染亦对植物休眠期造成影响,植物在夜间不能进行正常的休息,使植物抗性降低,导致病虫害发生。从对动物的研究来看,光污染对哺乳类(蝙蝠等)、鸟类、两栖类、昆虫、蜘蛛的繁殖和迁徙等行为均会造成负面影响。如鞘翅目萤科昆虫通过尾部发光信号进行求偶、捕食,光污染影响了其交配、产卵行为,并降低了其幼虫的存活能力。受光污染影响的昆虫类群还有广翅目、毛翅目、鳞翅目、大蚊科、蚋科、食蚜蝇科、胡蜂总科和负子蝽科等等。另外,由于光污染,夜行性物种被迫长时间暴露于光照之下,增加了被捕食的风险,也在一定程度上改变了动物的繁殖规律,城市中两栖类物种的大量灭绝可能与光污染有关。

图1 西丛鸦(Aphelocoma californica, Vigors 1839 Donald H. Gudehus)

相较于光污染对生物多样性的影响,噪声对生物多样性的影响则是一个非常有意思的话题。

在美国新墨西哥州西北部的响尾蛇峡谷(Rattlesnake Canyon,New Mexico)分布有丰富的天然气资源,为开采这些资源,该区域建了数千座天然气井。Francis发现在该区域广泛分布着的一种松科乔木——双针矮松(Pinus edulis, Engelmann 1848)在天然气井周围的数量较少,但在远离天然气井的地方却不存在这个现象。究竟是什么原因导致这种分布的差异呢?Francis通过一系列研究发现导致该现象的原因竟是天然气井压缩机加压发出的噪声所致。双针矮松又没有耳朵,噪声为何会影响其的分布呢?原来,双针矮松是通过松子进行繁殖,但松子落到地上较易腐烂,不易繁殖。当地有一种叫西丛鸦(Aphelocoma californica, Vigors 1839)的鸦科鸟类以松子为食,它会把吃不完的松子埋到地里以供以后食用,但总会有被遗忘的松子发芽出苗,这样就保证了双针矮松了繁殖。但西丛鸦是一种靠叫声吸引异性的鸟类,压缩机加压发出震耳欲聋的噪声使其在吃完松子之后往往把松子埋到安静的地方,由此造成双针矮松在这些噪声区域的繁殖困难,数量不断减少。当然,噪声的影响也不是对所有植物都是负面的。该区域还分布一种对噪声并不敏感的蜂鸟——黑颏北蜂鸟(Archilochus alexandri, Bourcier & Mulsant 1846)。西丛鸦会掠食黑颏北蜂鸟的蛋和幼鸟,噪声区域西丛鸦的数量减少,使得黑颏北蜂鸟的数量增多,同时由于黑颏北蜂鸟是重要的传粉动物,从而使依靠黑颏北蜂鸟传粉的植物数量在气井周围不断增多。

图2 黑颏北蜂鸟(Archilochus alexandri, Bourcier & Mulsant 1846 John C. Avise)

这项为期多年的研究通过巧妙地选取研究模型说明了噪声对生物多样性明显而剧烈的影响。

当然,噪声对生物多样性的影响是多方面的,从对植物的研究来看,噪声振波传至植株和枝叶表层,刺激表层细胞及叶片气孔周围毛细胞,使其无节律收缩或闭合,从而影响枝叶正常蒸腾水分和光合作用,干扰叶片细胞中原生质里的部分酶的分泌作用,以致阻碍代谢机能。长期受到噪音影响,会导致植物的发病率上升和丰度的降低。从对动物的研究来看,海洋环境噪声会使海洋动物逃离自己的栖息地,严重者还会造成部分海洋哺乳动物的大规模搁浅。另外噪声所致的声音屏蔽使动物无法侦查到猎物,或动物合作狩猎时不能有效沟通,进而影响动物的觅食,威胁动物的生存。在城市范围内,噪声对鸟类的影响较为明显,强噪声会使鸟类羽毛脱落,不能生蛋,甚至死亡。20世纪60年代,美国在俄克拉荷马市做超声速飞行试验,6个月时间造成一个农场10 000只鸡中6 000只死亡。另外,噪声污染还会干扰候鸟的迁徙路线,影响候鸟的迁徙。

噪声对生物多样性的影响远不止这些,其对生物多样性的影响是不容忽视的,研究其对生物多样性的影响以及生物多样性对噪声的适应机制对生物多样性的保护具有重要意义。