【門窗幕墻網】位于江蘇昆山的昆山杜克大學校園內湖心亭旁的一棟建筑物前,出現了兩只黑尾蠟嘴雀。一只躺在地上奄奄一息,另一只正暈暈乎乎圍著它打轉。不久之前,它們剛剛經歷了一場嚴重的“撞擊”事件,導致它們顱內出血。這一幕正好被該校環境政策系碩士生馬東源拍了下來。
“砰!”若非刻意觀察,多數人不會留意這類“鳥撞”事件,見到時也多是它們的尸體。
鳥撞建筑(以下簡稱鳥撞),指的是鳥類因玻璃透明或反光的特性撞擊建筑或建筑上的玻璃的現象。在北美,它被認為是人類活動直接導致鳥類死亡的第二大原因(家貓捕捉是第一大原因)。有研究顯示,美國每年因鳥撞死亡的鳥類個體數量在3.65億到10億只之間。
5月22日是國際生物多樣性日,野生鳥類是城市生物多樣性的重要組成部分。但在國內,對于鳥撞這一致命威脅的研究幾乎是空白。
昆山杜克大學環境研究中心的研究團隊2019年開展了一項校園鳥撞研究,2021年又聯合多家非政府組織(NGO),以公眾科學的方式發起了國內首個全國系統性鳥撞調研,并在持續進行中。近日,他們的研究成果刊登在了《生物多樣性》雜志。
一次對鳥撞的上報,一次志愿者鳥撞調研,也許可以令普通人挽救幾只鳥類的生命。
玻璃建筑暗藏鳥類“殺手”
隨著城市化的推進,玻璃幕墻在建筑中的使用非常流行,無論是建筑美化還是節能環保,它都發揮著重要作用。據統計,我國玻璃幕墻已突破5億平方米,占全世界總量的85%,已經成為全球玻璃幕墻生產和使用第一大國。
然而,很少有人關注到——鳥撞的發生與玻璃幕墻息息相關,它是城市生物多樣性保護的潛在威脅。
白天,透明的玻璃可能導致鳥類直接忽視它的存在,抑或由于玻璃反光映照出植被、天空,讓鳥類誤以為玻璃是自然環境的延續,可以穿越。
鳥類在飛行時的視力也沒有人們想象的那么好。由于鳥類的眼睛長在腦袋兩側,視野范圍更廣,但雙眼聚焦范圍更小,對于距離的判斷就會減弱。此外,鳥類更關注移動的物體。
到了夜間,建筑物發出的人造光線還會對鳥類產生迷惑作用。對鳥類尤其是遷徙的鳥類而言,它們需要依靠一些環境信號輔助飛行。而人造光線一方面會把鳥類吸引過來,另一方面也會使鳥類降低方向感,當它們同時聚集在建筑周圍時,就會面臨嚴重的鳥撞風險。
鳥撞的發生和頻率還與季節、天氣、建筑物特征、建筑周邊環境、鳥類特征等很多因素有關。
雖然鳥撞事件全年都會發生,但在遷徙季節,大量不熟悉當地環境的候鳥經過時,尤其容易造成鳥撞事件頻發。
在建筑物特征方面,鳥撞更容易發生在玻璃比例較大且周圍植被較密的建筑物上。同時,就外墻構造而言,最有可能發生鳥撞的外墻結構是向內凹的形狀,這可能是因為內凹的外墻與兩側的建筑形成了類似隧道的結構,誘導鳥類飛入并被困在其中。另一種可能導致更多鳥撞的結構是玻璃連廊。
防鳥撞無需大動干戈
早在19世紀,北美地區便有了第一次有關鳥撞事件的記錄,從20世紀八九十年代起,當地學者開始重視鳥撞這一現象,越來越多的相關系統性研究涌現。
2017年9月,剛到昆山杜克大學環境研究中心的助理教授李彬彬,在教學樓的玻璃外墻旁看到一只奄奄一息的黃葦鳽,那只黃葦鳽由于撞擊已經沒有了生還希望。
李彬彬曾在美國杜克大學攻讀博士學位,深度參與過鳥撞研究項目。
2019年秋天,李彬彬帶著自己的學生團隊在昆山杜克大學一期校園內正式開啟了一項鳥撞系統性調查。直到2021年7月25日,在3個遷徙季的系統性調查中,調查的有效天數為67天,其間共記錄到13次鳥撞事件,隨機報告的鳥撞事件37次。
他們發現,大部分鳥撞事件的確發生在有大面積玻璃幕墻的位置,其中,玻璃連廊“貢獻”了隨機報告中的7次鳥撞,它接近100%的玻璃覆蓋比例可能是導致鳥撞發生的主要原因。
有了這些一手數據,研究團隊立即向學校建議,在校園二期工程建設中增加防鳥撞設計。比如,采用以豎向石材結合玻璃的立面形式,同時在大部分層間部位采用鋁板材料,從而減少大面積玻璃幕墻的使用。
同時,使用橫向條紋彩釉玻璃及橫向豎向鋁合金裝飾線條對玻璃幕墻進行處理。在連廊的外立面上,采用橫向條紋彩釉玻璃降低玻璃透光率。
這樣的建筑也被稱為“鳥類友好建筑”。在北美和歐洲,這樣的建筑正在改變舊有的設計理念。
而針對已有建筑的防鳥撞改造,無需大動干戈也能立竿見影。其中一種成本低且有效的方法,就是在建筑內側玻璃貼上密集排列的防鳥撞貼紙。
張貼防鳥撞貼紙必須守住一個原則,那就是玻璃上不要留有超過縱向5厘米或橫向10厘米的空隙,因為實驗發現,這一尺寸是鳥類能夠飛過的最小空隙。
就顏色而言,與玻璃對比明顯的顏色,比如黑色、白色、橙色等都會很有效,而橙色和黑色組合在一起更加有效。
調查結束后,研究團隊在發生過鳥撞事件的幾棟建筑物貼上鳥類防撞貼紙后,監測到的鳥撞事件數量顯著減少。
除此以外,對于透明的玻璃,由于鳥可能會因看到室內的植被而飛向玻璃,因此,把植物放置在遠離玻璃或窗戶的位置也能降低鳥撞的風險。到了夜間,一個行之有效的辦法就是關掉閑置房間的室內燈、拉上窗簾。
從校園到全國
在全球八條重要的候鳥遷飛區當中,有三大遷飛區經過中國,并且幾乎覆蓋了整個中國版圖。這意味著每年有大量的鳥類會飛過中國的城市或鄉村上空。于是,李彬彬決定定量評估鳥撞在全國范圍內的影響,這在國內尚屬首次。
不過,要在如此大的空間和時間尺度上持續對鳥撞進行監測和研究,依靠有限的專業科研隊伍是做不到的。以公眾科學的方式對這種大規模、問題驅動的研究進行數據收集,是最佳選擇。
2021年春,昆山杜克大學鳥撞項目組與多家NGO合作進行了2021年春季全國系統性鳥撞調研。他們建立了一套系統的公眾科學調查體系,規范數據收集和上傳要求,通過調查數據的積累逐步揭示鳥撞現象在中國的影響程度,從而指導后續的保護措施。
在6周的調研過程中,共有128名個人志愿者和33個志愿者團體參與進來。基于遷徙鳥類過境時間上的差異,項目團隊根據志愿者所在地區的緯度將其由南至北分成三組。
在調查期內,項目組共記錄到39次鳥撞事件,涉及12個省級行政區,其中廣東、上海、浙江、北京、陜西是記錄鳥撞事件相對較多的區域。
調查發現,有近2/3發生鳥撞的鳥類都屬于遷徙性鳥類;當建筑周圍有更茂盛、密集或者更高的植被時,旁邊的玻璃更容易發生鳥撞;當建筑物外墻玻璃占比超過40%時,鳥撞頻率比值隨玻璃面積增加而上升,當占比超80%時,鳥撞頻率比值是最高的。
與之前的發現有所不同的是,建筑高度小于六層的鳥撞頻率比值最高,建筑高度大于10層的鳥撞頻率比值最低。研究人員解釋,這可能是由于志愿者選擇的高層建筑通常位于城市中心建筑非常密集的地方,這里的植被覆蓋率有可能低于低矮建筑周圍。
總之,對于鳥撞風險評估,需要綜合建筑物玻璃面積比例、周邊植被、樓體大小、樓體形狀等因素。
公眾科學難在哪兒
“公眾科學項目在時空上擴展了科研人員的研究力量,這一點毋庸置疑。關鍵是我們如何更好地發揮公眾科學的潛力?!睆V西科學院朱磊博士告訴《中國科學報》。他不僅是成都觀鳥會成員,也是全國系統性鳥撞調查項目的科學指導。
“一個合格的公眾科學項目一定不能脫離科學的邏輯和規范?!敝炖谡f,“項目必須明確自己的科學目標是什么,我們想要回答什么樣的科學問題,需要獲取什么樣的數據,如何獲取這些數據……”
朱磊介紹,在這次鳥撞調查項目中,為了保證數據質量,志愿者除了要記錄鳥撞發生頻率、鳥種和鳥撞發生位置與時間等關鍵信息,還需要記錄鳥撞發生的建筑信息和周邊環境狀況。這是建立在嚴格的科學設計基礎之上的。
除此之外,持續性的調查對于采集完整的科學數據非常關鍵?!暗珜χ驹刚邅碚f,鳥撞并不是一個高概率事件,很多人熱情滿滿地開始,卻也感受到了預料之外的挫敗,很難堅持到最后?!闭撐牡谝蛔髡?、昆山杜克大學環境研究中心本科生史丹陽坦言。
數據顯示,在這項調查研究中,能夠完整調查三周及以上的志愿者個人和團體分別占總數的36%和51.5%。
為此,李彬彬也指出,公眾科學項目真正的難點在于組織運營,也就是如何支撐志愿者群體持續地、高質量地完成任務。
“這不完全取決于志愿者本人的興趣,關鍵是項目管理者如何更好地與志愿者保持互動、交流,讓他們有參與感、價值感?!笔返り柹钣畜w會。
她說,全國系統性鳥撞調研是一個長期項目,未來的項目實施過程中,在及時把控數據收集的進度和質量、聽取志愿者反饋、志愿者遇到困難隨時提供幫助、給予成員們一些具體的獎勵措施等方面都有改進的空間。
2014年,北美曾進行過一項大范圍的系統性鳥撞調查。這項研究包括40所北美大學,覆蓋了281座建筑,其中既有美國本土的學校,又包含了加拿大及墨西哥的學校,最后共記錄了324次鳥撞事件。
李彬彬認為,它成功的一個重要因素是依托于大學校園的觀鳥社團,有了強有力的組織和領導者,項目的執行效果就會顯著提升。在她看來,吸引一批有能量的領頭人加入志愿者團隊,對于提升群體凝聚力、維護團隊穩定性是十分有利的。