Şehrin ışıkları ilkbaharı getiriyor, sonbaharı geri getiriyor.

Sokak lambaları, neon ışıklar ve mağaza vitrinlerindeki LED'ler bitkileri karıştırıyor: şehirlerde ilkbahar kırsal kesimlere göre birkaç gün erken geliyor ve sonbahar da neredeyse iki hafta gecikiyor. Nature Cities adlı bilimsel dergide yayınlanan araştırma, ışık kirliliğinin güneş gibi davranarak tomurcuklanma ve yaprak dökülmesi gibi bitki fenolojisindeki temel süreçleri hızlandırdığını gösteriyor. Araştırmacılar, şehir ışıklarının bitki yaşamını değiştirdiğine inanıyor ve bunun sonuçları henüz belirlenmedi.

Işık kirliliği yıldızları görmemizi engelliyor . Son çalışmalar ayrıca şehirlerdeki aşırı yapay aydınlatmanın kentsel hayvanların davranışlarını ve insan sağlığını nasıl etkilediğini gösterdi. Aynı zamanda, birçok çalışma baharın şehirlere daha erken geldiğini doğruladı. Ancak, kentsel ortamlarda sözde kentsel ısı adası etkisiyle yoğunlaşan küresel ısınmaya işaret ettiler: binalardaki beton, sokaklardaki asfalt, binaların yüksekliği ve tüm kentsel tasarım ısıyı hapseder. Şimdi, denkleme ışık kirliliği de ekleniyor ve sonuç kentsel bitki örtüsünün yaygın şekilde bozulması.

Nature Cities'de yayınlanan araştırma, şehir merkezlerinin ortalama olarak çevredeki kırsaldaki bitkilerden yaklaşık 12,6 gün daha erken yeşile döndüğünü buldu. Diğer uçta, yaprak senesansı şehirlerde ortalama 11,2 gün sonra başlıyor. Bu fenomen de yaygın. Araştırma, Kuzey Yarımküre'deki 428 büyük şehirde bitki yetiştirme sezonunun başlangıcını izledi. Bitki fenolojisindeki bu değişiklikler bunların 378'inde veya %88,3'ünde gözlemlendi. Bu değişiklikleri tespit etmek için, 2014'ten bu yana çeşitli uydulardan sensörler ve veriler kullandılar.

“Uydular, Dünya yüzeyinden yansıyan ışık miktarını ölçerek yeşil renkteki farklılıkları tespit ediyor,” diye açıklıyor Vanderbilt Üniversitesi’nde (ABD) araştırmacı ve çalışmanın ortak yazarlarından Lin Meng. Bu yansımayı farklı dalga boylarında, özellikle spektrumun görünür ve yakın kızılötesi (NIR) kısımlarında yakalayan aletler taşıyorlar. “Bitki örtüsü, fotosentez için görünür kırmızı ışığı emerken NIR ışığını güçlü bir şekilde yansıtıyor,” diye ekliyor Meng. Bunu, Normalize Edilmiş Fark Bitki Örtüsü İndeksi (NDVI) gibi işaretleyiciler kullanarak yakalıyorlar. “Daha yoğun bitki örtüsü veya daha yüksek fotosentetik aktiviteye sahip alanlar daha fazla NIR ışığı ve daha az kırmızı ışık yansıtıyor, bu da daha yüksek NDVI değerleriyle sonuçlanıyor,” diye açıklıyor araştırmacı.

Şehirlerdeki ve yakın kırsal kesimlerdeki bu yansıma desenlerini karşılaştırarak uydular, yeşillikteki mekansal değişiklikleri tespit edebildi. Çalışma, en uzak bölgelerden şehir merkezine doğru bir eğim kullanıyor. Örneğin Barselona örneğinde, karşılaştırma için izlenen kırsal alan şehir merkezine 32 kilometre uzaklıkta bulunuyor. Katalan başkentinde, büyüme mevsiminin daha uzak kırsal bölgelere kıyasla kent merkezinde 14 gün daha uzun olduğunu buldular.

Bu çalışmanın diğer önemli katkısı, bu kentsel-kırsal farkın nedenlerini parçalamayı başarmasıdır. Yazarlar ayrıca ışık kirliliğinin derecesini ölçmek için uyduları kullandılar. Doğal koşullar altında, bulutlu bir gecede, aydınlatma yaklaşık 0,6 mililükstür (bir lüks, gelen ışık miktarını ölçer). Bulut yoksa, dolunay zirvedeyken, rakam 0,3 lükse ulaşabilir. Ancak şehirlerde, aydınlatma 7 ila 65 lüks arasında değişir. Önceki çalışmalar , gece ortamının on yıldan uzun bir süredir her yıl neredeyse %10 daha parlak hale geldiğini göstermiştir. Ancak şimdiye kadar, sıcaklık her zaman kentsel floradaki fenolojik değişiklikleri açıklamanın anahtarı olmuştur.

Meng, “Sıcaklığın yapay aydınlatmanın bitki örtüsü fenolojisi üzerindeki etkisinden ayrıştırılması için istatistiksel bir analiz yöntemi olan kısmi korelasyon analizi kullandık,” diye açıklıyor. “Kısmi korelasyon, iki rastgele değişken arasındaki ilişki derecesini ölçer ve bir dizi kontrol değişkeninin etkisini ortadan kaldırır. Bu, diğer faktörleri kontrol ederken her faktörün hedef faktör üzerindeki etkisini izole etmemizi sağlar,” diye açıklıyor. Hem sıcaklık hem de ışık değişkenlerinin bitki yetiştirme sezonunun uzunluğunu etkilediğini buldular. Ayrıca, ikincisinin, Dallas gibi sıcak ve kuru şehirlerden Kanada gibi soğuk ve kuru şehirlere kadar uzanan çalışmada kapsanan yedi büyük iklim bölgesinden dördünde daha büyük bir etkiye sahip olduğunu buldular.

Meng şehirler hakkında ayrıntılı bilgi veriyor: "Daha yüksek yapay ışık yoğunluğuna sahip şehirlerin fenoloji üzerinde daha büyük bir etkisi var," diyor. Seviyeler mevsimsel olarak değiştiğinden, etkileri ilkbahar ve sonbahar arasında farklılık gösteriyor. "Özellikle, birçok Amerikan şehri ilkbaharda daha yüksek parlaklık gösterdi. Buna karşılık, Avrupa şehirleri sonbaharda daha yüksek ışık kirliliğine sahip, bu nedenle büyüme mevsiminin sonunda, sonbaharda daha büyük bir etki gösterdiler," diye ekliyor.

Flora üzerindeki sonuçlarla ilgili olarak, Wuhan Üniversitesi'nde (Çin) profesör ve çalışmanın ilk yazarı olan Dunxian She, daha erken ilkbahar ve daha geç sonbaharın hem olumlu hem de olumsuz etkileri olabileceğini belirtiyor. "Doğal ekosistemlerde, daha uzun bir büyüme mevsimi üretkenliği ve karbon sekestrasyonunu iyileştirebilir ve böylece iklim değişikliğinin hafifletilmesine katkıda bulunabilir. Ancak, yeni türler daha baskın hale gelirse yerel ekosistemleri de etkileyebilir ve özellikle kentsel peyzaj tasarımı için egzotik türlerin tanıtılmasıyla biyolojik çeşitlilikte değişikliklere yol açabilir," diyor.

Yapay ışık, gün ışığının bir uzantısı gibi davranarak fotoperiyodu uzatır. Araştırmanın yazarlarına göre, bu uzama tomurcuklanmayı veya yaşlanmayı başlatan sinyallerin birikimini değiştirebilir, örneğin fotosentezin verimliliğinin azalması gibi. Ancak bozulma daha derindir. Bitkiler ışığı dalga boyuna bağlı olarak farklı algılar. Fotokromlar, kırmızı ışığa duyarlı fotoreseptörler olarak işlev gören proteinlerdir, kriptokromlar ise mavi ışığa duyarlıdır. İkincisi, LED devriminin arkasındaki itici güçtür ve bunun sonuçları hala araştırılmayı beklemektedir.

Georg Wohlfahrt , Innsbruck Üniversitesi'ndeki (Avusturya) biyometeoroloji grubunun başkanıdır. Bu çalışmada yer almamış olsa da, şehirlere baharın daha erken geldiğini bulan öncü bir makalenin baş yazarıydı. Çalışmaları ısı adası etkisine ve çevre kirliliğine işaret ediyor, ancak ışık kirliliğinin rolünü de kabul ediyor. Bir e-postada "Tropikler gibi mevsimsel olmayan iklimler dışında, bitki fenolojisi sıcaklığa ve ışığın kalitesine/miktarına bağlıdır" diye hatırlıyor. "Kentsel alanlardaki yapay ışık, bitki ışığına maruz kalmayı ve dolayısıyla fenolojiyi değiştirir. Bu yeni bir şey değil. Nature Cities makalesinin yeniliği, sorunu çok sayıda şehirde geniş ölçekte ele alması ve yapay ışığın etkisini kentsel ısı adasının etkisinden ayırmaya çalışmasıdır" diye ekliyor.

Işık kirliliği hakkında bilgisi olan varsa o da Christopher Kyba'dır. GFZ Helmholtz Jeoloji Bilimleri Araştırma Merkezi'nde (Almanya) profesör olarak, on yıldan uzun süredir yapay ışığın etkisini araştırıyor. Bunu yapmak için bilim insanları, vatandaş bilimi projeleri ve hatta gece ışığının kaybını ölçen bir uygulama içeren bir ağ oluşturdu. Son projesinin sonuçları, 428 şehrin incelenmesiyle ilgisi olmayan Nature Cities'in aynı sayısında yayımlandı. Kyba tarafından koordine edilen vatandaş bilimi çalışması, 33 Alman belediyesinden veri topladı ve gece yarısından sonra kişi başına birden fazla ışığın açık kaldığını buldu. Açıklayıcı olan şey, açık bırakılan her sokak lambasına karşılık aydınlatılmış bir neon tabela veya mağaza vitrini olmasıdır.

Kyba, ışık kirliliğinin geleceği hakkında "Hem umut hem de korku için nedenler görüyorum," diyor. "Bir yandan, dünyanın zengin, sanayileşmiş bölgelerindeki şehirlerde ve hatta tüm ülkelerde gece yarısından sonra ışık emisyonlarında azalmalar görüyoruz," diyor bir e-postada. "Öte yandan, dünyadaki şehirlerin ve ülkelerin büyük çoğunluğu aydınlatmalarını artırmaya devam ediyor."