暗夜公园的研究进展与启示

雷雨晴，邢媛丽，陈元慧，赵 明

(1.福建农林大学园林学院, 福建 福州 350007； 2.闽江学院经管学院， 福建 福州 350007)

社会经济的发展离不开室外人工照明，在过去的半个多世纪，人们竭尽所能提升城市的照明水平，进而提升城市夜间的安全性。 然而，城市中过多的人工照明也给我们的夜空带来了过多的光污染，我们甚至无法抬头直接看到星星。

我国建成各类保护地逾1.18 万个，保护地总面积占国土陆域面积的18%，管辖海域面积的4.1%。 自然保护地保护的对象主要包括有代表性的、重要的自然生态系统、珍稀濒危野生动植物物种的天然集中分布区、以及有特殊意义的自然遗迹等。 在受保护的自然景观中，更强调陆域和海域中珍贵自然资源所承载的景观、地质地貌和文化多样性的保护。然而，对于陆、海、空三域，却尤其缺乏对暗夜星空的保护。暗夜星空既是自然资源，也是一种遗产，是绿水青山的有机组成部分。 保护好暗夜，不仅让我们能仰望星空，更对于减少能源消耗、助力绿色发展、保护野生动植物和人类健康具有重要的意义。

1 暗夜理念的发展

暗夜保护这个理念可追溯到1916年美国国家管理局颁布的《基本法》 第27 条《繁星，繁星之夜》[1]，人们已经意识到了暗夜星空是一种重要的自然资源。 随后， 社会发展带来的光污染最先影响到了天文学界。1980年，国际天文联合会(International Astronomical Union，简称IAU)和国际照明委员会(英语：International Commission on illumination，法语：Commission Internationale de 1′Eclairage，官方采用法语简称为CIE[2])联合发表了“减少靠近天文台城市的天空光”的倡议，明确提出了光污染防治和暗夜环境的保护[3,4]。1988年，随着国际暗夜协会(International Dark-Sky Association，简称IDA)的成立，出现了全球暗夜环境保护运动，2007年，国际暗夜协会认证了第一个暗夜公园——天然石桥国家保护区(Natural Bridges National Monument)。 2007年4月19日，加那利群岛天体物理研究所主办的星光国际会议(International Starlight Conference)上，《星光宣言(Starlight Declaration)》问世，这一历史宣言是第一个旨在保护天空和捍卫与观察恒星相关的自然和文化价值的国际协议。2009年，星光基金会成立，此后，星光基金会一直努力宣扬《星光宣言》所承载的理念，并在全世界建立了国际星光认证系统，以促进自然暗夜星光的保护[5]。 此后，越来越多的国家和地区投入到暗夜保护的行动中去。 中国生物多样性保护与绿色发展基金会于2015年9月16日正式成立星空工作委员会。 目前，星空委员会积极同相关国际组织展开暗夜环境保护的工作，并取得了一定成果。

暗夜保护的途径目前主要是通过在全球范围内认证暗夜区域， 比如国际暗夜社区 (International Dark Sky Communities)、 国际暗夜公园(International Dark Sky Parks)、 国际暗夜保护区 (International Dark Sky Reserves)、国际暗夜庇护所(International Dark Sky Sanctuaries)、城市暗夜场所(Urban Night Sky Places)等。其中，国际暗夜公园数量最多，内容最为丰富，同时也是一种有效保护自然生境、推广环境教育的途径，在国际上获得广泛的关注和认可。

2 暗夜公园的定义与数量

2.1 暗夜公园的定义

目前，国际上关于暗夜公园的的名称并不统一，比如国际暗夜协会称其为International Dark Sky Parks，西班牙星光基金会称其为Estelares Starlight， 加拿大皇家天文学会 (The Royal Astronomical Society of Canada)称其为Urban Star Park 等，但其性质是一致的,都需要具备卓越的暗夜环境，并且能够为公众提供休闲作用。这其中，国际暗夜协会影响范围最大，并且被众多学者在学术文章中多次引用。因此，本文中暗夜公园的中文名称与定义参考自国际暗夜协会。 国际暗夜公园是一片拥有卓越星空品质的土地，其夜间环境因其科学价值、自然价值、教育价值、文化遗产价值以及提供公众休闲的作用而受到特别保护[6]。

2.2 暗夜公园的数量

2.2.1 暗夜公园的数量与分布

截至2022年，西班牙星光基金会认证了12 个暗夜公园[7]，加拿大皇家天文学会认证了2 个暗夜公园[8]，国际暗夜协会共认证了111 个暗夜公园(其中1 处美国、加拿大共有)[9]，一共125 个，分布在19 个国家或地区(见表1)。

由表1 可以推测，暗夜公园的数量与经济发展可能存在相关性。 经济较为发达的北美洲地区、欧洲地区较早的经历了光污染，暗夜保护意识萌发较早，暗夜保护发展历史较为悠久，取得的成果较为丰硕；亚洲地区、大洋洲的暗夜意识已经觉醒，以日本、韩国、新西兰、澳大利亚、中国台湾为代表的国家或地区已经取得了一定成果； 而经济发展较为缓慢的非洲、拉丁美洲暗夜公园数量最少，仅巴西有一个暗夜公园。

表1 暗夜公园数量与分布Table 1 Number and distribution of Dark Sky parks

2.2.2 暗夜公园的数量变化

结合图1 和图2 可以看出，国际暗夜公园的总数量和增长数量都从2013年至今高速增长，这表明国际暗夜公园正处于迅速发展的时期。从暗夜公园的年度增长数量来看，2018年和2020年的增长数量有些许回落，但总体仍然保持增长的趋势。

图1 暗夜公园年度总数量Figure 1 Annual total number of dark sky parks

图2 暗夜公园年度增长数量Figure 2 Annual growth of dark sky parks

根据国际暗夜协会公布的的申请流程以及平均时间，完成一个国际暗夜公园申报的需要2年左右。 据此可以推断出大约在2011年前后，人们广泛意识到了光污染的危害，暗夜保护理念得到了蓬勃发展。 而这其中，国际暗夜公园因其内容丰富、有效保护生境、推广环境教育等优点得到了重视与发展，越来越多的公园申请成为国际暗夜公园，在2013年后，逐渐得到了国际暗夜协会的认证，国际暗夜公园的数量激增。

3 暗夜公园的研究主题

3.1 暗夜公园亮度的测量与标准制定

3.1.1 暗夜公园亮度的测量

暗夜公园的夜间亮度是评价其是否能够成为暗夜公园的重要指标之一，暗夜公园亮度的测量也一直是暗夜公园主题研究的重点与难点。目前，暗夜公园亮度测量主要有4 种方法：影像数据法[10-14]、仪器测量法[15-18]、目视测量法[19]、概念模型法[20,21]。

影像数据法一般是利用相机来精确测量夜间天空的亮度，比如CCD 相机广角镜头成像法、商用数码相机多光谱测量法、DSLR(Recent Digital Single Lens Reflex)相机测量法。 利用相机可以完成区域内数百万个独立光度的测量，能够详细描述区域内自然天空条件和人工光源产生的光穹顶。

仪器测量法中用到的仪器是Unihedron Sky Quality Meter (SQM) 测量仪，该测量仪是对天空亮度进行科学质量测量中使用最广泛的设备。SQM 易于使用，只需将设备举过头顶，将光度计指向天顶，然后单击按钮。屏幕将显示该点的天空亮度，单位为mag/arcsec2。 数字越高，天空越暗。 测量时间应该选择晴朗无云无月(或峨眉月)的晚上(日落1 小时后)。

目视测量法是指John E.Bortle 创建的Bortle 暗夜天空分类法，是九级分类夜天空亮度，等级数字越小，表明其暗夜环境质量越好，该方法量化了天体的可观测性和光污染造成的干扰，用于非专业天文人员评估和对比观测地点的夜间天空亮度(表2)。 目视评价夜间天空亮度是最简单、最直接的方法，其好处就是通过对银河、星星、天空颜色等的观察，可以很直接的评价受光污染的等级[19]。

表2 Bortle 暗夜天空分类与SQM 测量指标表[19,22-24]Table.2 Bortle Dark-Sky Scale ＆ Sky Quality Meters measurement

ARIMA 模型和人工神经网络模型目前已经被应用于国际夜间地球计划提供的开放NSB (Night Sky Brightness)数据，该概率模型可用于测量区域内夜间天空亮度的测量与预测，但目前尚未实际应用于NSB 预测[20]。

3.1.2 暗夜公园亮度标准的制定

暗夜公园亮度测量方法多样，但实际形成完善的暗夜评价标准较少。 目前，仅有国际暗夜协会给出了明确的暗夜公园亮度的测量方法与标准。 测量方法有2 种：SQM 亮度计测量法、 目视测量法——Bortle 法，但Bortle 法仅被认为是一种辅助方法，不能单独使用Bortle 法暗夜亮度数据来申请暗夜公园。 《国际暗夜公园指南(2018)》指出，暗夜公园SQM 测量值至少为21.2 mag/arcsec2。

3.2 暗夜公园的选址

暗夜公园的选址也是当下的研究热点之一，暗夜公园选址因研究范围的不同呈现出了差异化的研究方法。以国家、省份、州等较大范围的研究区域，主要运用到的研究方法是基于NPP—VIIRS 夜间灯光数据与其他多元空间数据，对可能的暗夜公园站点指定约束条件和适宜条件，最终选定建造暗夜公园的地点；而以公园、保护区等较小范围的研究区域，主要运用CCD 相机、SQM 测量仪等仪器进行实测，根据实测结果选出具备建造暗夜公园条件的区域。

目前，有学者利用NPP—VIIRS 夜间灯光数据和其他多源空间数据，分析中国可能的暗夜公园站点，将中国的土地划分为一万多块30 km× 30 km 的渔网，分别指定约束条件和适宜条件。 通过多项标准评估，最终选择了1443 个渔网作为最适合建造暗夜保护区的地点。 结果发现，中国不受光污染的地区不足25%，适合暗夜公园建设的地区不足13%，主要在西部和北部地区，包括西藏、新疆、青海、甘肃和内蒙古[25]。还有学者基于NPP—VIIRS 夜间灯光数据在福建省进行暗夜公园的选址，研究表明：影响暗夜公园选址的因素空间分布明显，闽东南地区夜间光辐射值明显高于其他地区，且趋势从市中心逐渐降低，历史晴天率由南向北递增，内陆城市相对较高；最适合暗夜公园建设的一级区域占全省总面积的1.22%。 不适宜建设面积占全省总面积的27.86%；福建暗夜综合契合指数高的地方集中在北部和西部地区，而武夷山、建阳、南平、邵武、泉州、惠安是建设暗夜公园的最佳地点[26]。 希腊学者使用广角相机、SQM 测量仪等对希腊暗夜环境进行了系统测量，分析主要的光污染源，确定希腊最适合建设暗夜公园的地区，并对适宜性进行初步探究[17]。

3.3 暗夜公园环境教育与天文旅游

3.3.1 暗夜公园环境教育

《国际暗夜公园指南(2018)》明确提出，暗夜公园必须承担起对公众进行暗夜环境教育这一社会责任。如果公园通常提供环境教育活动，那么暗夜环境保护必须是通过现场活动传达的中心主题之一；若公园不提供解说活动，那么出版物、传单、新闻稿、社交媒体或其他外联活动可以代替公园环境教育的功能。 目前，暗夜公园的环境教育活动十分丰富，包括但不限于观星活动、满月远足活动、青少年夜间游侠活动、天文学讲座、夜间徒步活动、夜间露营活动、夜间动物观察、暗夜文创产品售卖等。

目前，根据研究团队的差异划分，暗夜公园环境教育的研究可以划分为2 个方面，一方面是以各大暗夜保护组织为代表的暗夜环境教育实践研究，主要包括优质教学工具包的研发、暗夜环境教育课程设计、暗夜环境教育活动的策划等；另一方面是以专家学者为代表的暗夜环境解说系统的规划设计研究，通常会结合具体的暗夜公园案例，规划设计出同时适用于白天与夜晚的暗夜公园解说系统。 美国国家天文观测台的教育和公共宣传小组制作了一个优质照明教学工具包，该工具包能够在教育学生解决与野生动物、天空发光、眼睛老化、能源消耗、安全和光线侵入有关的真实照明问题起到关键作用[27]。硕士论文《夜空理念下的台湾合欢山环境解说系统规划设计研究》中，作者基于暗夜保护理念，对台湾合欢山生态旅游区现有的环境解说系统进行分析总结，并在原有的基础上进行改善提升。 在解说内容上凸显夜空保护的相关知识，在解说线路与解说媒介的设计上注重夜空保护理念的应用，以此来规划设计出符合夜空保护理念的，具有更明确教育性的，同时适用于白天与夜晚的台湾合欢山解说系统[28]。

3.3.2 暗夜公园天文旅游

暗夜公园带动了天文旅游业的发展， 一方面暗夜公园内部独有的暗夜环境教育活动吸引了大量的游客；另一方面，相关国际组织也在暗夜公园发展天文旅游业给予了大力支持。 暗夜公园天文旅游的研究目前主要集中在3 个方面：游客体验、经济影响、可持续发展。

暗夜公园游客体验的研究主要是基于社会学理念，利用半结构化访谈的方法进行研究。 学者Blair 从生态心理学、健康心理学和环境心理学的角度出发，探讨游客对于暗夜的渴望，并通过天文旅游将这种渴望商业化[29]。 学者Derrien 从联想与想象的角度出发、以访谈的形式考察了国际暗夜公园的游客如何使用象征性语言叙事或其他话语来描述他们夜空经历的社会、文化和空间背景，这为国际暗夜公园提供了游客对夜空体验的语境化理解，并为未来对国际暗夜公园的娱乐和旅游实践方面提供了宝贵的建议，从而达到构建国际暗夜公园游客话语权的目的[30]。 学者Chang 利用结构方程模型，研究了天文旅游带给游客的社会效益、学习效益、心理效益[31]。

暗夜公园天文旅游的发展也产生了巨大的经济效益[32-34]。 学者Mitchell 利用经济投入—产出模型，考察暗夜公园天文旅游对于经济的影响，研究结果表明，天文旅游为研究区域内部带来了24 亿美元的收益，创造1万多个额外就业机会，极大增加了国家公园全年的游客数量，更有效地利用当地社区和旅游相关资源[33]。

旅游并不是一个绿色无污染的产业，天文旅游的可持续发展也是一个重要的研究课题。 学者Collison通过梳理布莱斯峡谷国家公园天文旅游旅游推广历程、计算年度游客数量，提出一套天文旅游的可持续发展方案[35]。 学者Blundell 用半结构化访谈的方式提出了一个区域环境中天文旅游可持续的概念模型，他认为未来的研究应该着眼于调查几个关键的主题：伦理和可持续旅游之间的关系；暗夜天文旅游和陆地空间旅游之间的关系和市场细分；暗夜星空对土著传统、文化和知识以及游客体验的影响[36]。 学者李军红基于低碳理念，采用定性研究的方法对暗夜公园可行性进行了评价，提出了开发暗夜公园的初步模式及理论对策[37]。

3.4 暗夜公园与城市光环境建设

城市是产生光污染的主要区域，公园是城市的重要组成部分。 随着暗夜公园的发展，人们逐渐意识到城市光环境建设的必要性，并将在城市区域内建设暗夜公园作为城市光环境建设的重要工作之一。

2021年8月31日，深圳市城管和综合执法局正式发布实施《城市照明专项规划(2021—2035)》，提出了“一区·三轴·三湾·五核”的新空间形态结构。 其中，“一区”指暗夜保护示范区(大鹏暗夜公园)，突破传统城市照明规划模式，由重点指引照明建设，转向强调照明控制，首次将暗夜保护区纳入城市照明规划结构，以期通过暗夜公园的建设，引领可持续城市照明建设新发展[38]。 2019年5月，杭州市新一轮照明规划——《杭州市区城市照明总体规划(修编)》通过政府批复。总规划中提出，杭州将打造“一轴·两廊·三心·多点”的城市照明结构，着重进行“近人尺度”光环境打造，将西溪国家湿地公园(除西溪雕塑园、西溪天堂)生态保护区、良渚遗址保护区、森林公园核心区等区域划定为暗夜保护区[39]。 此外，成都[40]、南京[41]也有类似的政策出台，厦门市的光环境控制规划也在制定当中。

4 启示

4.1 暗夜公园建设与乡村振兴结合

站在“两个一百年”奋斗目标的历史交汇点，推动乡村振兴在新征程中开好局、起好步，需要准确把握我国经济社会新发展阶段、新发展理念、新发展格局的理论逻辑、历史逻辑、现实逻辑，立足新发展阶段全面推进乡村振兴、贯彻新发展理念统筹引领乡村振兴、推动乡村振兴全面融入新发展格局[42]。

暗夜公园建设与乡村振兴结合能够达到双赢的效果。 首先，农村地区极少受到光污染的影响，夜间光环境较好，具备暗夜公园建设最基本的条件；其次，农村地区大都面临着经济发展滞后、人口流失严重等问题，暗夜公园的建设会促进当地天文旅游的发展，可以为农村地区带来更多的就业岗位和经济收入，缓解人口流失问题，增加财政收入。 暗夜理念作为社会发展新阶段的新理念，符合新发展格局的逻辑，引领乡村振兴进入新的发展格局。

4.2 暗夜公园与国家公园体制并举

美国国家公园曾大力宣扬过一句口号：“国家公园的一半是暗夜(Half The Park is After Park)”，这足以可见暗夜对于国家公园的重要价值。 我国国家公园体制试点工作以来，正式设立三江源、大熊猫、东北虎豹、海南热带雨林、武夷山首批5 个国家公园，截至2022年2月，首批5 个国家公园各项工作稳步推进，特别是在生态保护方面，取得新进展。

根据国外已有的暗夜公园来看，暗夜公园的建设并非从零开始，几乎所有的暗夜公园都是建立在已经受到保护的区域内，比如国家公园、州立公园、自然保护地等。 据学者研究，国家公园的自然区位均与中国最暗的天空所在地有着高度的耦合性[42]，中国荒野制图也显示出中国暗夜星空分布与荒野地分布之间存在较强的相关性[43]。 可以看出，我国国家公园已经具有“暗”这一基本属性，因此，我国在建设暗夜公园时，可以依托现有的国家公园的基础设施，通过完善公园内部的照明规划设计、增加暗夜环境解说内容、积极开展国家公园夜间游憩项目等措施，使国家公园逐步接近暗夜公园的标准，使国家公园与暗夜公园建设互利共赢。

4.3 暗夜公园建设与城市光环境规划并行

城市是光污染的重灾区，过度的照明对自然环境和人类社会产生了严重影响，浪费能量、危害人类身体健康、干扰动植物的生存环境、加剧气候变化、破坏暗夜星空景观[44]。 公园是城市中的重要组成部分，是城市居民主要的休闲游憩场所，也是精神文明建设和科研教育的基地。 因此，合理的规划城市光环境，将暗夜公园的建设纳入城市光环境规划中是非常有必要的。 一方面，城市暗夜公园的建设有利于减少光污染，保护城市公园内部的生态环境，减少城市公园的电力消耗；另一方面，暗夜公园可以成为城市居民进行暗夜环境教育的场所，唤起人们的暗夜环境保护意识，利于城市居民对于光环境规划政策的理解，推动光环境规划政策的顺利实施，进而引领可持续城市照明建设新发展。