[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]

问题3:生态系统是如何将其自身聚合起来的？

　　生态过程和进化过程在各类上是相似的，两者的区别主要在于起作用的时间尺度和空间尺度的不同。然而，这种惊讶上的区别使得我们将进化事件和生态事件彼此区分开来，并研究两者间的相互作用变得非常关键。生态的相互作用发生在进化背景中，反过来又影响了正在进行的进化过程。物种间的相互作用导致一个物种对另一个的局部替代，或者至少影响到类型的相对多度（relative abundance)的成功差异。群落彼此之间的沟通是通过个体间的交易进行的，群落的集体动力学导致了特种分布上的生物地理学模式，并决定了动植物的全球目录，即地球的生物区系。反过来，任何群落的聚合都伴随着扰动，无论是火山喷发还是森林中一棵孤树的死亡，都包含着来自全球生物区系对物种的有偏倚的选择。
　　第五章将考察聚合规则，通过这些规则，群落从有效的无限可能性中建立起来了。假如世界上有Ｎ个物种，那么每一个物种按照Ｎ个物种中的任何一种将出现或者不出现的原则都可能形成群落。伴随着二进位选择的结果产生，决策树上就有2的Ｎ次方个可能的分叉。其中有一个分叉导致的是一个没有任何物种的群落，但是还剩下2的Ｎ次方减１个可能的有物种的群落，这些群落都是从那N个物种中构建出来的。这个简单的计算方式仅仅考虑了每一个物种出现或是不出现，因此并不能考虑到多度的变化。所以很明显，它是保守地对可构建的群落的数量进行的粗略计算，但即使是这样也有助于我们研究的开始。
　
　　按照这种计算方法，如果世界上只有10个物种，那么从这10个物种中将可能会产生1000个群落。若是只有20个物种，将会有100万个群落的可能性。若有100个物种，可能的群落的数量将是一个天文数字。因为世界上的物种不可能是10种、20种甚至100种，而是上千万种，因此可能的群落数量远不是我们可以估摸清楚的。所以，究竟是什么决定了哪些群落得以从难以把握的多种多样的可能性中产生，哪些没有产生呢？
　　首先，环境的变化限制了物种可以在哪里生存，也限制了那些可能在任何环境中存活的物种类型的。但剩下的可能性的数量无疑也是超出测量尺度的，因为我们知道，假如在有利的环境中引进特种，那么在任何一个环境中，我们所发现的数以千讲的物种仅是那些可以在那儿戚的全部物种的一个很小的子集。关于这一点的证据来源于外来特种引入的令人遗憾的历史，不计其数的外来物种在它们的新栖息地变成了有害物：舞毒蛾、地中海果蝇、杀人蜂、野葛、千屈菜、胡鲇、野兔、斑马贻贝——这一迁入新栖息地后繁荣兴盛的引进物种的名单是无穷尽的。特别是夏威夷，事实上就是一个引进物种的大杂烩，支配了夏威夷岛的景观。因此环境有助于说明各种模式，但这仅是故事的一部分。
　　历史也极其重要。在整个世界进化发展的过程中，有着无数的结合点，在这些结合点上，大量物种中的任何一种本质能够构建大量群落中的的任何一种。历史事件决定了哪些会出现，同时在某种程度上限制其他物种出现的机会（并在某种程度上，为另一些物种创造了新的机会）。

　　哲学家和发展心理学家告诉我们，人类的发展是关闭了机会之门的。一个新生儿就是一块白板，他的智力发育有无限的可能性。但儿童发展初期的各种事件使得个体走上了某种道路，这就限制了他未来选择的潜力。我们星球的发展也是如此，我们和特定物种的集合之所以共同拥有地球这个家园，一部分原因在于自然的约束，一部分原因在于已变得冻结和增强了的雷鸣事件。这是非线性在起作用。这是自组织。历史限制了任何生态群落的组成，同样也限制了与其相邻的生态群落的组成。在一个生态系统中，当出现定居机会时，一组有限的外来物种就会试图进入这个生态系统；这是一个存在于恰当时间、恰当地点的情形。然而在这些申请者中，只有那些能够将自己整合进入现有群落的物种才会成功。当有害物种要进入那些以前从来没有去过的地方时，它们通常是在人类的帮助下发现这些机会的。更普遍的情况是，新的外来物种与先前就生活在那里的物种并没有很大的差别，因为提供潜在的外来物种的邻近群落很可能有关与之相似的生物区系。
　　当大尺度扰动发生时，比如当火山的熔岩流动时，外来物种就会被从一个更大的地理区域带过来。还有支配着对新暴露表面的依次再度定居的严格规则。第一拨外来物种一定是自养的（autotrophic)(光合的，或者能以其他方式从无机物中制造自己所需的食物）即能够供养自己并且能够从荒芜的环境中得到供给。这就依次以一种持续发展的理性规则模式为其他物种做了准备。在环境、历史、邻近环境的组成限制之下，生态群落根据粗略的可重复的规则进行自组织。所有这些因素的相互影响，为我们理解为什么某种群落会存在提供了洞察力；其挑战是决定这些不同影响的相对重要性。