[开卷有益]脆弱的领地 复杂性与公有域 主题选项

[燕鸥]

脆弱的领地
——复杂性与公有域
Fragile Dominion
Complexity and the Commons

西蒙·莱文(Simon A. Levin)著　　吴彤、田小飞、王娜等译

上海科技教育出版社

内容提要：本书是一部把复杂性思想结合到生态学、生物学研究中的力作。作者在书中阐明复杂性研究在生命科学中主要体现于尺度、多样性和模式的结合上，将多年来在生态学研究方面的经验研究、数学建模和新近的复杂性思想有机结合起来，探讨了多个尺度（从微观、中观到宏观）上的生命的互利花生、相互竞争，以及与环境通过复杂的交互作用所自发涌现的多种复杂性模式问题。本书针对人类对属于全球生命（不止是人类，还有其他生命）公有域的管理和保护问题，提出了若干极富睿智的对策和建议。

对本书的评价：

　　一次穿越当代生态学和环境科学智力景观的明晰而又极富趣味之旅。这是一部重要的著作……它将我们时代的中心问题暴露无遗：对于我们所继承的生物财富所要了解的是如此之多，而时间却如此之少。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——梅（Robert May),《科学》

　　这是一部由当代最优秀的生态学家之一所写的杰出和不朽的著作。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——洛夫乔伊（Thomas Lovejoy)《化学与工程新闻》

　　西蒙·莱文无疑是当代生态学家中最杰出和最富思想性的一位，他完成的这部书是杰出而又思想深刻的著作。它写得如此迷人、优雅和睿智，理应赢得广大读者。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——考夫曼（Stuart Kauffman),《宇宙为家》的作者

[燕鸥]

第一章　生物多样性与我们的生活：警示录

　　地球，至少作为人类的家园，正承受着折磨。显而易见的是，我们的空气与水被污染，极地上空臭氧层的破缺在形成，人口在膨胀，渔场在枯竭。新的疾病如艾滋病（AIDS)与伊波拉(Ebola)病毒正在蹂躏着不幸的人们，而老的疾病如结核病亦死灰复燃，令曾经创造过奇迹的抗生素束手无策。显然，我们的环境正处在危难之中，需要得到关注。
　　如此多的问题，如此多的原因！该如何着手应对我们的困境呢？是否该把全部精力用于对付气候变暖、海平面升高，以及潜在的海岸生物群落灭绝的危险，还是用于处理更为直接的营养不良、污染、疾病传播等问题？孰为优先？本书的论题是，为了抱有应对威胁我们生存的多种复杂因素的任何一种希望，我们必须把地球作为物理与生物的整合系统来考察。通过了解这一系统的工作机制，我们也将知道它为何失效，从而找到方法，事先采取行动，以维护地球持续养育我们的能力。

　　我们时代核心的环境挑战，具体表现为所有层次的生物多样性令人惊愕地丧失，包括最近的各预计的，从最小的生物到巨型动物和参天大树在内均是如此。主要照片于人类的活动，动植物种群下以史无前例的速率衰退与消亡，这些资源的丧失危及了我们的生活方式，甚至完全危及我们的生存。生物多样性的丧失是环境恶化的直接证据，它威胁到地球系统结构与功能的完整性，最终将危及人类的生存。
　　从基础加固的动态的地球——它的大气、它的物理和化学结构、它的生物要素——是个典型的复杂适应系统，一个我们称之为生物圈的系统。经过长期的生态与进化过程，它不仅繁育了日渐增加的生物多样性，同时也形成了特种相互协调及相互作用的不同模式。结果出现了一个整合网络，它以物质流、能量流和信息流为牲，在大的时间尺度动力学上有规则性的表现。理解生物圈内部组织的基本牲以及维持机制，是发展为我们自己和子孙后代提供有足够质量的环境的合理与有效策略之基础。

人类对环境变化的影响：历史透视与未来扫视
　　20世纪下半叶表现出对环境变化的意识日益深化，同样也以引入监测以减缓生态退化的努力来标志。完备的立法执法以及其他各种回应措施，在处理如地方和区域的污染时最有成效。哪里信号明显，效应紧密联系着原因，哪里解决问题的潜力就是最大的。觉的缩略记号NIMBY(not in my back yard,指别将垃圾放在我家后院）就表达了这样的原理，只有当麻烦与惩罚降临家园时，人们才会奋起抗击。处理地方性的问题，其过程本性有助于绷紧反馈环（feedback loops)，而反馈环是各个系统保持弹性的关键因素。
　　然而，我们正逐渐面临新等级问题的挑战，包括全球气候改变和生物多样性的减少。其中反馈环被　减弱，特定性也降低了。变化是缓慢的，信号也不够清晰（常常不能及时识别）。因果间的关联也很微弱，包括多种因素在内，它们之间存在着松散的耦合关系。缺少紧密相关性使得自我调节激励弱化，其解决方案也变得很不明显了。恢复被延滞，而要最终复原或许变得不可能，这是因为在问题能够解决之前，不可逆的变化已经发生了。

　　关注生物多样性并非新鲜事，人类在《圣经》描述的年代甚至更早一些就已经着迷于生物的多样性了：远古的文本就明确显示了最基本的生态学原理。在《旧约》关于神造万物的描述中，能量的最初提供者（植物）是到了第3天，在干燥的陆地出现后的数小时内以及第一场暴风雨之后被创造出来的。而很小的水生植物即浮游植物，尽管理论上可能在普通植物创生那天之前已经出现，因为那里已经有大量的水了，却从未被　明确提及过。缺少阳光（第4天才创造出来），本应对植物造成不利，但看来似乎没有对植物产生多少抑制。经文简明地写道，“地要发生青草和结种子的菜蔬，并结果子的树木，各从其类，果子都包着核。”于是，不仅有了植物，而且还出现了形形色色的不同各类。真是很好的一天工作。
　　动物在植物出现两天后也出现了。当时的情况很糟糕，在第4天之前是没有阳光用于光合作用，所以理所当然，植物无须与食植动物做斗争。到了第5天，事物真的开始出现了：“水要多多滋生有生命的物；要有雀鸟飞在地面以上，天空之中。”这立刻导致了“造出大鱼和水中所滋生各样有生命的动物，各从其类；又造出各样飞鸟，各从其类。”在夜晚降临前，这些生物被　指导如何繁殖。次日，便　出现了茂盛的生物多样性，其标志性生物有鱼类、禽类、畜类以及爬行动物等。这一切为人类的随后出现搭建了舞台。
　　这个故事的美丽之处在于它不仅包含对许多生态学原理（尽管明显缺乏另外的理解）的初步理解，而且展示了在对我们周围世界的生物多样性最早的描述过程中出现的困惑。事实上，它已经指出，在人类作为生物多样性组分被引入之前，生物多样性已经在地球上出现。《圣经》故事还通过多种方式讲述了一些生态学功能：植物的存在是供动物信用，而动物的存在在，至少其中一部分是为了服务人类。这就提出了让今天绝大多数进化生物学家感觉不舒服，但却清楚提示了使得自然界相互连接起来的的、有进化目的的观点。

　　在诺亚时代的大洪水中，保护生物多样性的重要性是通过设计与建造方舟而得以明确体现，其目的不仅要保护人类，而且扩“有血肉的活物。”重点自然是动物，尤其是有性繁殖的各类。“凡有血肉的活物，每样两个，一公一母，你要带进方舟，好在你那里保全生命。”但对植物与非有性系列动物却制定了严格的限制措施，那些地理分布在保护范围以外的物种，正如暗示的那样未能在洪水中生存下来。
　　人类对生物多样性及其原因和结果的兴趣一直未有降低，即使当我们自己的各种活动造成的危害其严重性并不比大灌水造成的小的时候。自林奈以来的博物学家，包括之前的学者，对生物多样性的编目和系统化整理很有兴趣。对这些模式生成的探索在达尔文进化论中达到顶峰，它不仅对理解现在模式，而且对理解多样性的产生及其维持机理，提供了某种动力学背景。但是达尔文的理论结构仅仅给出了某种解释的轮廓，进化论今天依然面临发展对生物多样性的起源、维持以及诸如突变、重组和选择等过程的重要性之理解的挑战。正是它们持续提供并强化遗传变异的新形式，从而形成降支持着多样性。

　　在此期间，生态学研究也提供了一个互补的研究进路以说明生物多样性，阐明物种间的储存关系以及它们与物质世界的联系。最近的研究已经通过多种途径形成了这样的共识，即在组织的多个层次中，生物多样性对于人类生命以及生存环境的持久维持都是不可匮缺的。然而，生态学与进化论观点之间的衔接问题却依然悬而未决。《圣经》中关于地球是一个综合整体的观点与现代许多流行观点产生共鸣，然而，进化之力将各组分适当塑型并服务于整体，或服务于选定的组分（如人类）的观点，与我们所了解的进化是不一致的。这里在两种关于世界的生物区系（biota，即生物有机体的聚合）形成的描述的不同说明之间存在三个明显的分歧，当然这决不是要限制《圣经》的翻译。为了跨越这道鸿沟，我们需要理解复杂的生物圈是如何从小尺度的自然选择和各种力的相互作用中涌现出来的。我们需要把宏观与微观联系起来，特别是必须阐明生物多样性对我们已知并正享用着生命之支持的基本重要意义，以及进化过程在何种程度上维持该关键性支持系统中所发挥作用的重要意义。