光影平衡—讓城市照明對夜間昆蟲更友好之研究成果2024-11-05
澳門大潭山是本地螢火蟲——大陸窗螢的棲息地,但近年受街燈光害影響,螢火蟲求偶信號受到干擾,導致種群數量下降,生態保育刻不容緩。如何兼顧市民生活與生態環境成為兩難問題。
為此,於2022年開始,本校QLED科研小組便深入研究人造光源光譜與大陸窗螢的生物特性,發現相關文獻指出大陸窗螢對波長大於597nm的光不敏感,據此提出將市政照明光源轉為螢火蟲不可見的長波光。在澳門大學王雙鵬教授指導下,小組成員研製出波長623nm的量子點(QD)材料。因QD具有精確的波長控制和高發光效率,學生將其製成薄膜覆蓋於普通LED燈外,便可方便地將LED光源中的短波成分高效地轉換為623nm的光,實現量子點轉換的LED(Q-LED)。
為了將研究應用於實際,本校於今年5月向市政署申請在大潭山近茶花園路段進行全國首次關於光害對夜間昆蟲生態影響的野外實驗。經學生講解實驗室成果及具體方案後,市政署批准了本校學生使用大潭山行山徑作為實驗場地,使得本校得以進行這項野外實驗,並於9月將部分街燈替換為Q-LED光源。
在一個月的時間內,團隊成員定時進行實地觀察,記錄昆蟲活動情況。數據分析顯示,Q-LED測試組觀察到的大陸窗螢數量隨安裝時間推移呈上升趨勢;LED對照組的大陸窗螢多為單獨飛過,而Q-LED測試組的大陸窗螢則多停留在光源附近葉片上,且經常多隻同時出現。這表明大陸窗螢更適應Q-LED光源環境,由於Q-LED光源在牠們眼中不可見,牠們開始將Q-LED光源視為黑暗環境,Q-LED測試區更有利於它們覓食和求偶,以提高生存和繁殖的成功率。
由此可見,只需簡單地將QD薄膜覆蓋於已有LED街燈外圍,即可有效減少對夜間昆蟲的干擾,促進城市生態系統健康發展。本校學生的研究成果是首次在野外進行的量子點光源與螢火蟲及夜間昆蟲的田野實驗數據,有助於深入瞭解人造光源對自然生態環境的影響。小組成員希望以此提醒各城市在制定照明政策時考慮生態因素,推廣使用昆蟲友好型光源,保護夜間生態系統,提升城市的可持續發展。
特別鳴謝市政署、北京師範大學-香港浸會大學聯合國際學院梁志文博士、澳門大學應用物理及材料工程研究院王雙鵬教授、澳門昆蟲學會,以及致晶科技(北京)有限公司對本校此次研究的支持。(順序不分先後)
QLED科研小組成員﹕
顏靖瑤(S6E)、劉宇晴(S6E)、庄天瑜(S5B)、盧詠欣(S5A)、鄧愷漪(S4B)、徐芷琪(S4A)、馮喜兒(S3C)、鍾至善(S3C)、楊曉桐(S3C)
指導老師﹕梁婉茵