圖片作者：NotebookLM
之前我家臥房窗外的一盞 LED 路燈故障了。它不像傳統燈泡那樣乾脆地熄滅，而是陷入了一種詭異的輪迴：以大約 30 秒為週期慢慢暗下，接著又突然大放光明。這種忽明忽滅的光線折磨得我徹夜難眠，最後只好拜託市公所趕緊來換掉。
2025 年 12 月發表在《自然-氣候變遷》（Nature Climate Change）的一篇最新研究發現：夜間的人造光（ALAN）正在干擾全球生態系統的代謝，讓植物被迫「加班」，並因此吐出更多的二氧化碳。
植物的無效加班
我們常以為，植物有光就會進行光合作用（吸碳），所以晚上有點光應該沒關係吧？但這項研究發現，事情並沒有這麼美好。在光不夠強的時候，植物雖然會加減進行光合作用，但是這樣「意思意思」的光合作用，產量相當有限。
這也是研究團隊看到的。他們分析了北美和歐洲 86 個測站的數據，發現夜間人造光雖然會輕微延長植物的光合作用時間（GPP），但這點微薄的「收入」，遠遠比不上巨大的「支出」——生態系統呼吸作用的暴增。
這就像是一個員工被老闆強迫留在公司加班。辦公室的燈光（路燈）亮著，讓他以為還在上班時間（生理時鐘混亂），於是強打精神、氣孔大開。但因為光線強度遠不如白天的太陽，他根本做不出什麼業績（碳固定量極低），卻因為焦慮和生理壓力，消耗了大量的便當和水電（呼吸作用增強，釋放更多 CO2）。
最終結算下來，這場夜間加班是「虧本」的：生態系統原本該儲存的碳，反而因為光害而流失了。
科學家是如何測量植物「喘氣」的？
你可能會說，森林裡有樹、有草、還有土壤裡的細菌跟路過的松鼠，科學家要怎麼知道這些二氧化碳是誰呼出來的？又怎麼知道植物有沒有在偷做光合作用？
這項研究使用了一種稱為「渦度通量法」（Eddy Covariance）的技術。
想像森林上空有無數個看不見的「空氣電梯」（氣流渦旋）。這些渦旋之所以會產生是因為，當太陽出來時，會把空氣曬熱，熱空氣會往上飄；而往上飄的空氣，會慢慢冷卻，所以又會變冷，於是又會往下沉。加上風吹過樹梢產生的擾動，所以整個地表就有許許多多這樣的空氣渦旋，當然它們在循環的時候，也會把附近的生物產生的氣體帶走；而這些生物也會從自己周圍的空氣中，取走自己需要的成分。
科學家們設計一個高塔，塔上安裝了超音波風速計（測量電梯是上是下）和氣體分析儀（測量電梯裡的 CO2 濃度），以每秒 10 到 20 次的高頻率，瘋狂地記錄這些微小的交換，最後算出總帳。
但儀器只能算出「總帳」，分不清楚誰是誰。於是科學家利用了沒有光害的自然夜晚來校正。在這樣的夜晚，光合作用完全停止，這時候測到的所有碳排放，全部都屬於「呼吸作用」。他們利用這些數據，算出呼吸與溫度的關係，再反推回白天，從而將「光合作用」與「呼吸作用」的數值成功拆解開來。
衛星看不見的「暴力光害」
雖然這篇論文證實了光害會增加碳排，但研究團隊使用的是衛星數據（VIIRS）來評估光度 。這裡其實隱藏了一個盲點，而這個盲點，正是我家外面那盞故障路燈給我的啟示。
衛星看到的是一個區域的「平均亮度」，它看不見地面上真實發生的「光線暴力」。
就像那盞讓我失眠的故障路燈，不穩定的光源會讓生物的晝夜節律不斷重置（Reset）。論文裡面也提到，當雲層飄過城市上空時，會反射地面的光，讓光害瞬間增強 。這種忽強忽弱的訊號，對植物生理時鐘的干擾可能遠比穩定的光更嚴重。
另外，衛星也拍不到車燈，但對於生長在馬路邊的植物來說，每一輛車經過，就是一次數百流明的高強度強光「掃射」。這種脈衝式的光照，宛如拿著探照燈往植物臉上狂閃，造成的代謝衝擊絕對被低估了。
更不用提，現在舉辦大型活動流行用雷射或強力光束掃射天空。這篇論文承認，目前的衛星對 LED 常用的「藍光」不夠敏感。但藍光恰恰是控制植物氣孔開啟的關鍵訊號。那些直衝天際的光束，不僅擾亂了遷徙的鳥類，更可能透過雲層反射，讓整座城市的植物氣孔被迫「門戶大開」。
讓地球好好睡覺
我們過去在談論照明節能時，算的都是「發電」產生的碳足跡。但這篇研究告訴我們，光線本身照在植物上，就會誘導出一筆額外的碳排放。
當我們為了慶祝環保活動而打出巨大的天空光束，或者為了安全而將路燈換成刺眼的白光 LED 時，我們可能一邊喊著減碳，一邊卻拿著光線「逼迫」身邊的生態系統吐出二氧化碳。
看完了這篇論文，我覺得人類好像總是在拆東牆補西牆？我們試圖用科技手段（LED）來解決氣候問題（補西牆），卻忽視了生物機制，破壞了自然界原本幫我們吸碳的能力（拆東牆）。
這篇論文最後的呼籲其實很卑微。作者說他們不奢求人類把燈全關了（那是文明的代價），只求我們把光害納入全球氣候變遷的評估中 。至少，下次在算「減碳成績單」時，不要只算省了多少電，也要算算我們讓路邊的樹多喘了幾口氣。
或許，讓夜晚回歸黑暗，不只是為了讓我們好睡，也是為了讓地球的生態系統能真正「關機」，獲得喘息的機會。
參考文獻：
Johnston, A.S.A., Kim, J. & Harris, J.A. Widespread influence of artificial light at night on ecosystem metabolism. Nat. Clim. Chang. 15, 1371–1377 (2025). https://doi.org/10.1038/s41558-025-02481-0
