[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5：生态系统的结构与其如何发挥功能之间的联系是什么？
　
　　我已经强调过，生物多样性的丧失威胁着人类得自生态系统的范围广泛的食物和服务的维持。我们的获利范围，从食物、燃料和纤维到气候、清洁空气和洁净水的维持。并不是所有的物种或生物多样性的组分在维护这些特性上都是同等重要的，这导致一些人建议保护生物学（comservation biology)一定要发扬一种鉴别分类（triage)的观点：对那些最重要的组分给予最大限度的关注。但是要能发扬这样一种计划，就需要对个体物种的作用有一种理解，忠言逆耳，在维持系统特性方面有何表现。我们如何才能得到这种理解呢？这就是第七章的主题。
　　一个电子专家通过看立体声收音机或电视机的接线图就能够理解接收器是如何工作的；与此类似，一个汽车技工也可以通过检查汽车的部件以及这些部件的连接方式而推知汽车是如何动作的。当然，这种诊断能力是可能的，因为这些装置是依据标准设计，经过很小的变更而建造起来的；此外，设计原理已经精确确定以便获得特定的功能。在很大程度上，这些原理已经延伸到一个有机体的设计；比如，一个医生分析的主要工具就包括对器官直接和间接的检查。
　　
　　生态系统是不同的。它们的动力学涌现自物种及物种间的相互作用，而不是受到设计和聚合的原理指导。事实上，生态学家渴望搞清楚这个区分，他们通常更愿意谈论一个生态系统的机能（functioning)而不是它的功能（function或functions)。从进化的视野来看，生态系统没有功能，或至少它们没有进化到去履行特定的功能。但这并不意味着它们没有为功能服务，它们为功能服务着。存在于生态系统中的物种依赖其所在的生态系统提供给它们的环境来生存，当然，在某种程度上，这有助于描述其所在的那个环境。但这与说生态系统为了使得特定物种的生存成为可能而已经被设计具有某种性质是大不相同的。捕鱼人靠海而生是因为那里有鱼，而鱼并不是为了给捕鱼人提供食物才生活在海里的。
　　这一事实使得对一个生态系统结构和机能（包括它所提供的服务）之间的任何关系分析都变得复杂仑。由于设计意图的缺乏，人们没有手册来说明个体部件与整个系统动力学之间有什么关系。但是生态系统有许多重要的特性是涌现自其组分的适应性进化的。涌现过程（emergent processes)包括能量、物质的变化和气候的调节作用，所有这些对于人类以及动植物的生活方式都非常重要。在原则上通过一个生态系统各部件去测量它的能量流，并把这些能量流加在一起来赋予生态系统过程一个静态的图景并不困难。但是这种描述只提供了对系统机能的一点小小的见识，就像追踪食物流在体内的过程仅为我们提供是什么使得个体运行的一点小小的见识一样。个体的健康受体内稳态机制支配，即受关键过程按照目标进行的反馈环支配。过分用力就会带来精疲力竭，从而促使个体慢下来；大脑中的温度调节装置通过刺激激素的分泌来控制身体组织中热量的产生。将相异作用者——抗原——引入一个脊椎动物就会刺激免疫反应，这种免疫反应会产生抗体来消除或控制抗原。所有这些就是适应，就是有助于内环境的维持的反馈反应。
　　
　　与此相类似，也存在控制生态系统过程的稳态机制，它在面临混乱时维持着这个过程的弹性。但与体内的稳太机制不同，维持生态系统过程的机制并不是由为了维持这些过程的选择所塑造的；相反，涌现出来的这些过程之所以存在，是因为偶然出现了稳态的过程来维持它们。在某种意义上说，它是一个已经被选择的过程而不是稳态机制的过程。尽管如此，要理解生态系统怎样工作，还是需要理解那些内部稳态机制，并且反过来还需要研究远离平衡的生态系统。
　　远离平衡的动力学，会把某种重要的要求施加于我们对生态系统行为以及结构和机能之间关系的说明之上：这个要求就是对自然系统实验性的操作。例如，莱肯斯（Eugene Likens)、博尔曼（herbert Bormann)和他们的同事，通过在哈伯德溪流域的森林中建立不同的采伐制度已经了解到诸如皆伐作业（clear-cutting)以维持森林机能的成效。通过这样报研究，以及诸如在海洋潮间带开展研究的佩因、在湖泊开展研究的欣德勒（David Schindler)和卡彭特、在实验性植物群落开展研究的蒂尔曼（David Tilman)等其他调查者的工作，一幅关于生态系统的机能是如何依赖于生物结构的详细情况的图像已经开始显现。这些研究使我们可以开始按照对维持生态系统的物资和服务的重要性来评估如何去测量生物多样性。