路灯整夜照亮使树叶更坚硬，影响昆虫
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城市路灯彻夜通明，对动植物意味着什么呢?中科院科学家们分析了北京的日本槐树和白蜡树在全天候光照下受到的影响，发现叶子变得更坚硬，它们的营养成分和防御物质的含量也发生了变化。昆虫以这些坚硬的树叶为食的数量减少了，这对城市食物链有潜在的影响。
光污染破坏了世界范围内的昼夜节律和生态系统，但对依赖光进行光合作用的植物来说，它的影响可能是深远的。现在，科学家们在《Frontiers in Plant Science》上发表文章称，夜间暴露在高强度的人造光下，会使树叶变得越来越坚硬，昆虫很难以之为食，从而可能影响到城市的自然食物链。
“我们注意到，与自然生态系统相比，大多数城市生态系统中的树叶通常没有受到昆虫破坏的迹象。我们很好奇这是为什么，”中国科学院的通讯作者张爽博士说。“在这里，我们发现，在北京最常见的两种树种中，夜间的人造光导致叶片韧性增加，叶片食草性降低。”
洒下一些光
人造光使夜间亮度提高了近10%:世界上大多数人口每天晚上都遭受光污染。由于植物的特性会影响它们与其他动植物的相互作用，因此人造光对植物造成的任何变化都可能对生态系统产生重大影响。
张说:“没有虫害的叶子可能会给人带来舒适，但不会给昆虫带来舒适。”“食草是维持昆虫生物多样性的自然生态过程。”
科学家们怀疑，在高强度的人造光照射下，植物会专注于防御而不是生长，从而产生含有更多化学防御化合物的更坚韧的叶子。为了验证这一点，他们选择了两种常见的行道树:日本槐树和绿灰树。虽然这些树在很多方面都很相似，但日本槐树的叶子更小，更柔软，这是食草昆虫喜欢的。
科学家们在通常整夜照明的主要道路上确定了30个采样点，间隔约100米。为了确定人工照明的暴露程度，他们测量了每个地点的照度。收集了近5500片叶子，并对可能受人造光影响的昆虫食草性和性状进行了评估，如大小、韧性、含水量、营养成分和化学防御水平。
更大的叶子表明资源分配给了生长，而韧性和更高水平的化学防御，如单宁，表明资源分配给了防御。同时，更高的水和营养水平意味着更高质量的营养来吸引食草昆虫。
难以下咽
对于这两种树木来说，更高水平的人造光意味着更坚韧的叶子。叶子越坚硬，昆虫食草的证据就越少。光线越强，科学家们就越频繁地发现没有任何草食迹象的树叶。
“这种模式的潜在机制尚不完全清楚，”张说。“夜间暴露在人造光下的树木可能会延长其光合作用的持续时间。此外，这些叶子可能会将更大比例的资源分配给结构化合物，如纤维，这可能会导致叶子韧性的增加。”
日本槐树暴露在更多的人造光下，其营养物质(如磷)含量较低:日本槐树的叶子含有更多的营养物质，就会发生更多的草食。但是绿灰树叶受到更高光照水平的影响更大:它们的氮含量更高，叶子更小，化学防御能力更低。
这可能是因为绿灰树不太受食草动物的青睐，所以它们可以负担得起分配资源来生长。同时，日本槐树将更多的资源用于防御，降低了其营养含量。
饥饿的昆虫
“草食昆虫减少会导致生态中的营养级联效应，”张说。“草食性水平较低意味着草食性昆虫的丰度较低，这可能反过来导致食肉昆虫、食虫鸟类等的丰度较低。昆虫数量的减少是近几十年来观察到的一种全球模式。我们应该更加关注这一趋势。”
虽然叶子的韧性是抵御捕食者的一种机械防御，但也有可能是其他因素导致了食草性的减少:例如，更多的光线可以使昆虫更容易被捕食者发现。要充分了解人造光的影响，还需要进一步的研究。
“我们的研究只在一个城市进行，只涉及两种树种，”张警告说。“这一限制阻碍了我们将结论推广到更广泛的空间和分类尺度的能力。关于城市化如何影响昆虫和昆虫相关生态过程的研究仍处于起步阶段。”
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