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防鸟撞玻璃
dongbaqu dongbaqu 2019-12-31 02:25:57
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中等

作品名称:防鸟撞玻璃

作者:深圳市福田区景田小学 岳安琪

年龄:8岁

作品主旨:保护生物多样性(全球目标15.5)

其他主题:保护鸟类


步骤1 步骤1
项目介绍

我是一名小学三年级的学生,在练习书法的字帖上,我看到了一句话:“每年有超过一万只鸟因为撞到窗户上死亡。”这让我既吃惊又不解。

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通过互联网搜集信息,我了解到,因撞击玻璃而导致鸟类死亡的数量是一个让人意想不到的惊人数字。

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根据美国农业部林务局(USDA Forest Service)在2005年的评估报告[注1],鸟类因人为因素死亡的最主要原因是撞击建筑物玻璃致死,估计在美国每年造成5.5亿只鸟类死亡,占总数的58.2%,尤其在春天鸟类繁殖季以及秋天鸟类迁徙时,更是撞击致死的高峰期。详见下表:

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根据美国鸟类保护协会(American Bird Conservancy,ABC)官网2019年3月6日的文章[注2],史密森学会(Smithsonian)曾在2014年报告说,因碰撞建筑物的玻璃可能在美国每年杀死3.65亿至10亿只鸟类,中值估计为5.99亿只。而美国鸟类保护协会认为,由于若干原因,实际数字接近10亿。首先,该研究中使用的数据已有6年以上,自那时以来,玻璃的使用量稳步增加,增加了发生致命碰撞的可能性。其次,鸟类死亡的报告数据往往是低估的,这意味着更多的鸟死亡的数据没有被计算进去。 

加拿大环境部将碰撞窗户列为加拿大第二大由人类直接导致鸟类死亡的原因。2013年据鸟类保护志愿者组织FLAP(Fatal Light Awareness Program)统计,仅在多伦多一地,每年就有一百万到九百万的候鸟死于这些玻璃幕墙。 下图是FLAP组织成员在多伦多监测和收集到的因撞击玻璃而死亡的鸟:

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随着全球城市化进程的加剧,摩天大楼拔地而起,以及建筑对于玻璃的大量使用,这将导致鸟类面临更加严峻的挑战。

除了在网上查询资料,我还特地报名参加了“山海之歌”自然探索营在深圳洪湖公园、深圳湾和深圳大学校园组织的三次观鸟活动,了解到很多鸟类的知识,认识了很多美丽的鸟,有翠鸟、红耳鹎、小白鹭、反嘴鹬、灰鹡鸰、小鷿鷈和北红尾鸲等,了解了陆地鸟、水鸟和海鸟,也了解了候鸟与留鸟,并喜欢上了鸟这种可爱的动物。 

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通过搜集更多资料,我也了解到鸟类的生存现状。根据总部位于英国伦敦的全球合作性保护组织国际鸟类联盟(BirdLife International)发布的《2018全球鸟类状况报告》[注3],在全世界已知的约1.1万种鸟类中,40%的鸟类数量正在减少,平均每8种鸟类中就有一种面临灭绝威胁,其中不乏常见种群。  

鸟类不但是大自然生态中重要的物种,也是人类的好朋友。鸟类的减少将影响到食物链上下游的生物,进而产生连锁反应,破坏生物的多样性,打破生态平衡。

如何才能帮助鸟类,减少鸟类撞击玻璃的情况?


步骤2 步骤2
方案介绍

首先,我通过查询资料,了解到了鸟类撞击玻璃的主要原因是:

(1)玻璃反射出周边的植被或者天空,会让鸟误认为是安全的场所,特别是在受惊吓或者威胁的时候;

(2)透明的玻璃在鸟看来就是一片能够穿越的净空,也会让鸟类在飞往目标时忽视玻璃的存在;

(3)在玻璃反射的太阳光照射下,鸟类飞行时受到干扰,难以识别和避开建筑物;

(4)在夜晚,玻璃附近的装饰性光亮会让迁徙中的鸟迷失方向,导致它们和建筑物的玻璃或者其他装饰着灯光的玻璃撞击。 

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然后,我也了解到,人类可以从以下几个方面去避免或减少鸟类撞击玻璃:

(1)在室内安装窗帘或者百叶窗,使得玻璃尽可能地不反光;

(2)安装有花纹的玻璃,这样能减少反光区域;

(3)尽量把放在窗户前面的植物移开,放在鸟从室外无法看到的地方,这样鸟就不会认为这是个避难所或者食物来源;

(4)在玻璃上挂薄窗帘来减少反光。这些窗帘不会影响能见度,但能很有效地减少鸟撞玻璃。 

人类正在尝试其中的一些解决方法。在加拿大,有人通过在玻璃上印上白色的点阵让玻璃变得更加醒目,降低反射的效果,从而降低鸟类撞击的概率。 

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2019年12月10日,纽约市议会通过法案[注4],要求所有新的建筑必须使用对鸟类友好的玻璃(bird-friendly glass),以减少每年数以万计的鸟类撞击建筑物的玻璃。

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上述方案都是人类防止鸟类撞玻璃的一些有益的尝试。在上述方案之外,我尝试利用micro:bit及其丰富的传感器等输入/输出设备,提供一个覆盖日间、夜间的防鸟撞玻璃的方案,并将想法变成了现实。

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步骤3 步骤3
制作过程

项目运行原理: 

本方案包含控制模块、监测模块、警示模块和电源模块共计四个模块:

(1)控制模块:采用micro:bit开发板+micro:mate扩展板的组合;

(2)监测模块:采用超声波测距传感器;

(3)警示模块:采用LED灯带;

(4)电源模块:采用太阳能电池板结合锂电池的组合,日间采用太阳能供电以及给锂电池充电,夜间采用锂电池供电。


本方案在运行时,当鸟飞向玻璃并进入感应范围(有效感应距离8米)时,玻璃上的LED灯带会进行持续的闪亮,无论白天和夜晚,都可以对鸟起到警示作用,从而降低鸟撞玻璃的概率和死亡率。 

当鸟未进入感应范围时,以及感应到的距离等于零时,玻璃上的LED灯带则保持熄灭状态。 


上述方案中,在监测模块上,也可以引入人体红外热释电运动传感器作为补充和增强;在警示模块上,也曾考虑过使用蜂鸣器,这同样也能在白天和夜间发挥作用,但由于安装在建筑物的玻璃上,蜂鸣器会带来噪音,以及声音在传播速度上不及光,因此选择了使用彩色灯带来作为警示手段。


电路接线图: 

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材料清单 材料清单
1x
micro:bit 编程入门开发板
1x
micro:Mate多功能I/O扩展板
1x
URM37 V5.0超声波测距传感器
1x
WS2812 RGB LED可剪裁黑色灯带
1x
微功率太阳能电源管理模块(含2V 160mA单晶太阳能板)
1x
3.7V锂电池
7x
高品质公母头跳线
1x
钢化玻璃(30cm*30cm)
1x
电热熔胶
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注:

1. 美国农业部林务局(USDA Forest Service)在2005年的一份评估报告:https://www.fs.fed.us/psw/publications/documents/psw_gtr191/Asilomar/pdfs/1029-1042.pdf

2. 美国鸟类保护协会(American Bird Conservancy,ABC)官网2019年3月6日的一篇文章:https://abcbirds.org/blog/truth-about-birds-and-glass-collisions

3. 国际鸟类联盟(BirdLife International)发布的《2018全球鸟类状况报告》:https://www.birdlife.org/sites/default/files/attachments/BL_ReportENG_V11_spreads.pdf

4.纽约市议会2019年12月10日通过一项推动使用鸟类友好玻璃法案的新闻:https://www.nytimes.com/aponline/2019/12/10/business/ap-us-bird-friendly-glass.html 


部分图片来自网络。

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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