En åtgärd som ofta föreslås för att minimera ekologisk påverkan av artificiellt ljus generellt är att begränsa eller sänka belysningsstyrkan eller ljusflöde. Belysningsstyrkan hos
utomhusbelysningen är ett mått på andelen energi som lampan strålar ut och är en mycket viktig aspekt för ekologisk påverkan då ljus bland annat kan användas som en resurs. Det finns därför goda möjligheter att minska påverkan på arter, områden eller begränsa hur mycket man ljus som direkt och indirekt hamnar i omgivningen (Gaston et al. 2012). Trots detta är det
fortfarande ganska ovanligt med vetenskapligt utförda och evidensbara studier av ekologiska effekter av belysningstyrka i utomhusmiljöer, och än färre som specifikt utreder effekter av olika belysningstyrkor av LED belysning. Sådana studier är dock viktiga för att få fram tydliga
effektsamband mellan artificellt ljus och ekologiska effekter eller påverkan. De studier som kan användas för att få indikationer på effekter och tröskelvärden för påverkan redovisas nedan. För att undvika överlapp med föregående kapitel fokuseras på belysningsstyrkor och tröskelvärden för påverkan, i första hand studier som gäller LED men eftersom det saknas mycket kunskap kompletteras med studier på andra typer av ljuskällor eller naturligt ljus.
Effekter på aktiviteter hos fladdermöss (dvärghästskonäsa Rhinolophus hipposideros och Myotis spp.) påverkades även vid ljusnivåer ner till 3,6 lux (LED uppmätt på 1,7 m höjd under lampan), medan aktiviteter hos fladdermöss som är mer snabb-flygande (sydpipistrell Pipistrellus
pipistrellus, dvärgpipistrell Pipistrellus pygmaeus och Nyctalus/Eptesicus spp.) inte påverkades olika av belysningstyrkor mellan 3,6–49,8 lux (Stone et al. 2012). Rhinolophus hipposideros föredrar att flyga på områden med endast cirka 0,04 lux vilket strikt sett innebär helt obelysta områden. Belysningsstyrkor under 0,04 lux bör uppnås inom relativt korta avstånd (exempelvis
73
20 m) från utomhusbelysning, men beror på väldigt många faktorer såsom exempelvis hur högt belysningen är placerad, effekt, ljusspridning, vinkel, etc. Man kan behöva göra
ljusfördelningsberäkningar för att vara säker på ljusets utbredning runt området man skall belysa eftersom ljusspridningen från armaturerna kan skilja sig åt i olika vinklar med bakljus och framljus.
I en annan studie av LED-belysning visades att fladdermöss inte hade någon respons i aktivitet till belysningstyrka (Pipistrellus pipistrellus, Myotis) eller en ökad aktivitet med belysningsstyrka (P. nathusii) (Lewanzik & Voigt 2017). Resultaten påverkas dock även av att experimentet innefattade att byta från kvicksilverlampor till LED och utifrån studiens resultat går det inte att avgöra var gränsen för påverkan går (i lux). En studie gjord med dimrad LED belysning visade att en reducering till 25% hade samma effekt som icke-belysta områden för aktiviteten hos både Pipistrellus pipistrellus och Myotis spp. (Rowse et al. 2018).
För ljuskänsliga fladdermöss generellt är det mycket svårt att säga var nedre gränsen för ljuspåverkan går, det är möjligt att det kanske inte finns någon nedre tröskel för påverkan (Stone et al. 2015). Under sådana omständigheter måste man istället göra avvägningar hur belysningen skall utformas för att ändå inte påverka fladdermössen, såsom nedanstående punkter som används som vägledning för att bedöma påverkan av fladdermöss. Här utgår man från att effekterna av artificiellt ljus påverkar fladdermössen olika utifrån vilket ekologiskt stadie som påverkas och vilken känslighet olika arter har (Stone 2013):
Yngelkoloni – hög negativ påverkan (alla arter)
Viloplats – skiljer sig mellan arter, hög negativ påverkan av exempelvis Rhinolophus spp., Myotis spp., Plecotus spp, medium påverkan av exempelvis Pipistrellus spp., Nyctalus spp., Eptesicus spp., Barbastella spp.
Utflygning – hög negativ påverkan (alla arter)
Födosök – skiljer sig mellan arter men hög negativ påverkan av exempelvis Rhinolophus spp., Myotis spp., Plecotus spp., låg påverkan av exempelvis Pipistrellus spp., Nyctalus spp., Eptesicus spp., Barbastella spp.
Förflyttning – skiljer sig mellan arter men hög negativ påverkan av exempelvis
Rhinolophus spp., Myotis spp., Plecotus spp., låg påverkan av exempelvis Pipistrellus spp., Nyctalus spp., Eptesicus spp., Barbastella spp.
Svärmning – hög negativ påverkan (alla arter) Övervintring – hög negativ påverkan (alla arter)
Generellt skall man alltid undvika belysning i närheten av boplatser och alla tider på dygnet. Speciellt känsligt är att ha belysning inuti eller vid entrén av yngelkolonier, det skall alltid undvikas. Övervintringsplatser bör ej belysas under viloperioden och belysning vid svärmning bör alltid undvikas. Vissa fladdermöss har stora hemområden för födosök (1–20 km eller mer), vilket betyder att installation av ny belysning inom hemområdet ge effekter både indirekt och direkt som kan ge konsekvenser för fladdermusens överlevnad. Exempelvis så rekommenderas det för Barbastell (Barbastella barbastellus) att områden inom en radie av 7 km från
boplatserna skall skyddas från påverkan (detta gäller dock ej specifikt för belysning utan generellt) (Zeale et al. 2012).
För de flesta arter och djurgrupper saknas studier av effekterna av LED belysning och olika belysningsstyrkor men det finns generella resonemang och mycket ekologiska studier gjorda under naturliga förhållanden och experiment med andra typer av ljuskällor.
• Belysningsstyrkor som signifikant kan påverka vilda djur kan ligga vid gränsen för fullmåne (dvs. 0,1–0,3 lux exempelvis) eller lägre. Detta beror på att de är nattaktiva och har anpassat sitt seende till mörker (exempelvis med tapetum lucidum) och de påverkas av månljus (men månljus räknas till naturligt ljus som djuren är anpassade till). Detta är betydligt lägre belysningsstyrka än vad som används för exempelvis vägbelysning. Det är
74
okänt ifall belysningen ger negativ ekologisk påverkan (dvs. påverkan på överlevnad/fortplantning).
• Insekter förväntas påverkas mycket negativt av ljus som är på under dygnets alla mörka timmar och som är minst lika starkt som fullmåneljus (ca 0,5–1 lux) och de kan
attraheras till ljuskällor (utan avskärmning) på långa avstånd (3–500 m)54 (Bruce-White
& Shardlow 2011).
• En lång rad undersökningar har påvisat att fiskar påverkas av belysningstyrkor i termer av tröskelvärden för responser om 0,00001–1 lux, beroende på beteende och art (Moore et al. 2006). Mört exempelvis påverkas redan vid 1 lux (Brüning et al. 2016; Brüning et al. 2017) genom effekter på melatonin produktionen, men 1 lux var också den lägsta nivån på styrka som testades förutom 0 lux. Ljusnivåer på samma nivå som stjärnljus (0,001–0,0005 lux) kan påverka insjöfiskars beteende (Nightingale et al. 2006). Det finns både positiv och negativ fototaxis hos fiskar vilket ökar risken för negativ ekologisk påverkan. De låga tröskelvärden som finns för påverkan på fisk medför att de kan påverkas av indirekt ljus och himlaglim vilket kan orsaka ekologisk negativ påverkan på skyddade arter exempelvis i sjöar eller vattendrag genom bebyggda och belysta
områden.
• För djurplankton (kräftdjur Calanus spp.) visade experiment med LED att de har negativ fototaxis till ljus med en ljuskänslighet på 10-6–10-8 µmol s-1 m-2, och ljuskänsligheten påverkades även av ljusets spektralfördelning (Båtnes et al. 2015). Såna tröskelvärden motsvarar extremt låga ljusnivåer och påverkan lokalt och av himlaglim är troligt. Påverkan på djurplanktonens migration kan påverka bestånden av de fiskar som har djurplankton i sin diet.
• Fåglar påverkas också av nattljus redan vid exponering till låga nivåer såsom 0,3 lux (genom effekter på melatonin produktionen som påverkar fåglarnas aktiviteter under dygnet) (Dominoni et al. 2013). En undersökning som testade aktiviteter och melatonin påverkan på talgoxar från exponering till 0,05 lux, 0,15 lux, 0,5 lux, 1,5 lux och 5 lux av varmvit LED visade att ekologisk påverkan var utan en nedre tröskel och att påverkan blev större ju högre ljusstyrka de utsattes för (de Jong et al. 2016b). Det finns fåglar som anpassat sig till stadsljus och som förmodligen inte påverkas negativt av artificiellt ljus, de kan exempelvis häcka i ett bo som inte är lika exponerat för ljus men eftersom häckningsplatsen är viktig för fåglars överlevnad bör dessa inte exponeras för belysningsnivåer över 1,6 lux (av LED).
Det finns dock nattaktiva fåglar och sjöfåglar som kan påverkas mycket negativt av artificiellt ljus, en uppskattning tyder på attraktionskraft på 3–5 km ifrån ljuskällan över öppna vattenytor (se resultat beskrivna i Poot et al. 2008). Fåglar som migrerar är extra känsliga eftersom deras magnetisk kompass kan störas så att de attraheras till ljus som kan vara synligt över stora områden såsom exempelvis till sjöss. Precis som med fladdermössen bör vissa delar av fåglarnas ekologiska stadier helt skyddas från
artificiellt ljus, exempelvis häckningsplatser och migrationsrutter. Ljus som strålar mot himlen bör generellt undvikas helt under känsliga perioder av fåglars migration, speciellt i kustnära områden (alternativt stängas av och på), eftersom det inte går att utesluta en påverkan på skyddade och hotade arter, oavsett styrka eller spektralfördelning. Det finns dock åtgärder att vidta för att reducera påverkan såsom anpassad våglängdsfördelning, nedsläckning och avstängning när fåglar ansamlas för att släppa iväg dom.
Attraktionskraften hos ljuskällor på oljeplattformar visade sig öka med tiden då belysningen är tänd, men redan inom 3 minuter hade en signifkant andel flygit vidare och inom 15 minuter hade alla fåglar flygit iväg (Marquenie et al. 2008). Det finns därför
75
goda möjligheter att reducera påverkan på migrerande fåglar och sjöfåglar med schemalagd nedsläckning under natten eller vid perioder då vädret gör att attraktionskraften ökar (exempelvis vid dimma som förstärker ljuset).
För de flesta djur och arter finns inga tröskelvärden för påverkan identifierade i litteraturen, vare sig för traditionella ljuskällor eller för LED. Detta gäller även de arter som förväntas vara mer känsliga för artificiellt ljus som dessutom är juridiskt skyddade såsom nattaktiva
organismer och djur, exempelvis salamandrar och grodor.
Såsom nämnts ovan så påverkas organismer inte bara av belysningsstyrkan utan effekten kan även bero på vilken våglängder ljuset har, vilket betyder att det med hög sannolikhet existerar interaktionseffekter mellan styrka och våglängd som inte har undersökts i speciellt många vetenskapliga studier. Ett konkret exempel är att ljuskänsligheten hos zooplankton visade sig tredubblas med annan våglängdsfördelning (Båtnes et al. 2015).
Många av de studier som är utförda använder sig av belysningsstyrkor på betydligt högre nivåer än de som är aktuella för utomhusbelysning och det är därför svårt att veta ifall effekterna är signifikanta under ljusnivåer som är mer realistiska i utomhussammanhang.
Det fotopiska färgseendet kan ha känslighet vid olika våglängder för olika arter och
organismgrupper, men hos relativt många djur med ögonmorfologi som liknar människans finns i ögat generellt enbart en typ av stavar (förutom hos grodor) för att se i mörker (med skotopiskt seende) och generellt används samma pigment, rodopsin, för detta mörkerseende. Det betyder att ifall ljuset i omgivningen hålls under den som krävs för färgseende hos dessa arter bör de enbart att använda sig av stavarna för att se och då bör seendet vara begränsat till 400–600 nm med en topp i ca 500 nm. Som jämförelse så krävs hos människor < 0,001 cd/m2 för
mörkerseende och mellan 0,001–3 cd/m2 sker mesopiskt seende.
De organismer som inte har ögon med samma morfologi och funktion som människor och däggdjur blir påverkade genom andra processer som kan vara mer ljuskänsliga än vad som krävs för en övergång till skotopiskt seende, men risken att de påverkas blir betydligt mindre ifall man kan hålla nere omgivningspåverkan på exempelvis 0,001 cd/m2 (som gäller för människor för mörkerseende). Men det är viktigt att vara medveten om att exempelvis nattaktiva insekter kan ha färgseende ner till 0,0001 cd/m2 (Kelber et al. 2002).
Förutom att sänka och begränsa belysningsstyrkan bör man som nämnts ovan begränsa ljusets utbredning i omgivningen genom användning av avskärmning och andra lämpliga åtgärder. Detta är möjligt i exempelvis vissa vägmiljöer där det är prioriterat att lysa upp körbanan men där det ej finns behov att ha belysning för omgivningen samtidigt som man vill begränsa risken för ekologisk påverkan.
GOL ”Guidelines för Outdoor Lighting for Low-Impact LightingTM”(Dick 2016) har tagits fram för att begränsa bländning, begränsa ekologisk påverkan av belysning och utgör teknisk beskrivning av acceptabla belysningsnivåer för att röra sig säkert inom parkerna som klassats som Dark Sky Reserves. I GOL ligger de flesta maximinivåer för utomhusbelysningen på mellan 1–3 lux för belysning för byggnader, parkeringar, gångvägar, etc. För vattenmiljöer, som anses som extra känsliga områden (Gaston et al. 2012) föreslås maximinivåer på 1 lux.
76