生态学四大法则
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精心整理这是一门年轻的科学,它所教的很多内容都是从地球上的整个生命之网的小环节上所得到的。
生态学还没有明确发展为一种结构严密的、或者说是由物理学的规律检验过的简化了的概括原则。
不过,仍然有很多法则对我们现在所认识的生态圈已经是很明显的了,它们可以组成一种通俗的“生态学法则”。
这就是下面所要论述的。
生态学的第一条法则:
每一种事物都与别的事物相关。
产生这个结论的某些论据已经讨论过了。
它反映了生物圈中精密内部联系网络的存在;在不同的生物组织中,在群落、种群和个体、有机物以及它们的物理化学环境之间。
例如,研
假设
这就又减
生态系统也现出类似的循环,尽管这些循环受到多种多样的天气和环境的各种媒介的日常或季节的影响,而常常是不太明显的。
这类生态学上的摆动的最为明显的例子是毛皮动物种群大小的阶段式的变化。
例如,在加拿大的动物捕猎史上,兔子和山猫的种群是以几十年为一转折的。
当兔子很多时,山猫的繁殖也很快,山猫种群的增大越来越多地影响到兔子的种群,使它减少下来;当兔子变得稀少时,也就没有足够的食物维持大量的山猫了;当山猫开始死去时,兔子所受的威胁也就较少些,于是数量开始增加。
如此循环往复。
这些变化成为简单循环的组成部分,在这种循环中,山猫种群无疑是与兔子种群有关,而兔子种群也反过来与山猫种群有关。
在这种摆动系统中总存在着一种危险,即整个系统在这种摆动中的辐度超出于平衡点,以致这个系统不能再恢复它的正常水准时,整个系统就将崩溃。
例如,假定在兔子——山猫循环周期的一部分摆动中,山猫设法吃掉了所有的兔子(或者就只剩了一只了),这样,兔子的种群就不可能再繁殖了。
在正常的情况下,当兔子被吃掉时,山猫就要开始挨饿,但这一次,山猫种群减少之后是再不会有兔子数量的增加了。
结果,山猫就要死去。
整个兔子——山猫的体系也就崩溃了。
这与伴随着生态上的崩溃的那种被称为“富营养”的情况是相同的。
如果水中的养分变得高到足以刺激水藻的迅速生长,稠密的水藻群体就会因为自身光合作用效力的限制,而不能被长久地维持下来。
随着水中水藻群厚度的增加,光合作用所需要的、能够达到水藻群低部的光则急剧消失,结果,任何茁壮的、过分生长的水藻都会很快死去,同时留下有机残骸。
这样,有机物质的含量就会变得那样大,以致它的降解完全消耗了水中所含的氧。
于是腐生细菌死去,因为它们必须有氧才
的,
1,
中,
结果,的,
种群丰饶的海域,或者一英亩鱼池每年所产生的有机物质要比一英亩苜蓿多7倍。
土壤的循环转换之所以慢,是因为它的转换步骤中有一步非常慢——即从土壤的有机物贮存中释放营养物的那一步——这一步,比在水生生态系统相应的那一步慢得多。
一个生态系统在它被驱向崩溃前所能承受的压力的量,也是它的各种内在联系和它们反应的相应的速度的结果。
生态系统越复杂,它对其所承受的压力的抵抗就越有效。
例如,在兔子——山猫系统中,如果山猫有一种可以选择的食物来源,它们就有可能在兔子的突然枯竭中幸存。
从这个角度上说,建立别的支路上的分支增加了一个生态系统对压力的承受能力。
大部分生态系统都是那么复杂,以致它们的循环都不是在简单的圆圈内进行的,而是由许多分支交叉起来形成了一个网络,
或者是内部相互联系的结构。
就如同一张网一样,网中的每个结都是通过几股线与其他线结联在一起的,这种结构比无分支的线圈,在抵抗瓦解的能力上要强得多。
环境污染常常是一个讯号,即一个生态系统的联系被切断了,或者是这个生态系统已经被人为地简化了,并且因此而变得难以承受压力和抵御最终的崩溃。
生态系统的各个反馈特性会引起极其重大的扩大和强化过程。
例如,在食物链中,小鱼吃虾米,大鱼又吃小鱼的这种事实,不可避免地要在食物链的顶端的最大的有机体内产生一定的各种环境因素的聚集。
较小的有机体在新陈代谢率上总是比较大的有机体显得高得多,这样,它们的那些与摄入机体中去的被氧化了的食物的量也要更大一些。
所以,一种在食物链顶端中的动物是靠消费大量位于食物链中较低处的有机物体来生存的。
从而任何在食物链中较低级的有机物质中出现的新陈代谢物质,都将浓集在顶端的有机物体之中。
所以,如果滴滴涕(这是一种不能很快被新陈代谢的物质)
就可能
动物所排
氧则被动料。
它
水银凝人的器官中积存下来,它将在这里出现危害。
如此继续下去。
这是一个非常有效的追踪一条生态途径的方法。
这也是一个消除先前的那种概念的很好的方法,那种概念认为某些东西在被扔掉时,就毫无用处地走开了;实际上,它只是从一个地方迁到另一个地方,从一种分子形式转化为另一种,它一直在任何一种有机体的生命过程中活动着,在一段时间里,它就隐藏在这种有机体之中。
现今环境危机的主要原因之一就是,大量的物质成为地球上的多余物,它们被转化成新形式,并且被允许进入到尚未考虑到“一切事物都必然有其去向”的法则的环境之中。
结果,而且常常是,大量有害物质会在自然状况下,在并不属于它所在的地方累积起来。
生态学的第三条法则:自然界所懂得的是最好的。
根据我的经验,这条原则会遇到激烈的反对,因为它与一种根深蒂固的思想相矛盾。
这个思想认为人类是无以伦比的。
现代技术的最普遍的特点之一,被认为是它可以按照预想去“改造自然”——提供食品、衣服、住宅、各种通讯和交际的手段,这些都是优越于那些人在自然中可利用的东西的。
坦白地说,生态学的第三个法则认为,任何在自然系统中主要是因人为而引起的变化,对那个系统都有可能是有害的。
这是一个很极端的看法,然而我认为,如果从一个适当的特定的前后关系的角度去理解,它是具有很多优势的。
我发现用一种类推的方法来解释这个原则是很有用的。
假定你要打开你的表壳,闭上你的眼,然后把一只铅笔插进那些裸露的器件中间。
几乎可以肯定地说,其结果是这只表被损坏了,但结果
(或者是
的、
态,
而
作为
当突变频
力,
便会在进
按照现在的生物体要糟得多。
这个原则与有机化学领域特别有关。
生物是由成千上万不同的有机化合物组成的,有时,可以有这种设想,如果天然有机化合物被人工的天然物质变体所代替,则至少有一些天然有机化合物可能被修改。
生态学的第三条法则认为,一种不是天然产生的,而是人工的有机化合物,却又在生命系统中起着作用,就可能是非常有害的。
这个原因应归结于这样一个事实,即在生物体中实际发现的化学物质的多样性,要比可能有的多样性受到更为广泛的限制。
有一个可以说明问题的例子,如果对各种可能类型的蛋白质的分子都拿出一个,它们加在一起的重量就会比可见宇宙重。
显然,有极大量的蛋白质类型不是由活细胞产
生的。
由上所述,人们就会想到,这些可能有的蛋白质的很多种,一旦在一些特殊的生物体中形成,就会发现是有害的,并通过这个实验室的失败而被摒弃。
以同样的方式,活细胞会合成具有偶数(即4、6、8等个碳)个碳的碳链的脂肪酸(一种含有多种长度的碳链的有机分子),而没有单数个碳的碳链长度的脂肪酸。
这说明,后者一旦被试验,就会发现是不符合标准的。
简言之,包含有附属的氮和氧原子的有机化合物,在生物中是奇少的。
这就警告我们,这种类型的人工物质的介入是很危险的。
情况确实如此,因为这种物质通常都是有毒的,而且常常是致癌物质。
以滴滴涕在自然界里到处可以被发现这个事实为依据,我认为,在一些地方,于过去的某一时间里,一些不幸的细胞已合成了这个分子,——并且死了。
有关生命体系的化学上的各种显着的事实是,因为每一种有机物质都是由一种活的有机体产生的,所以,在自然界的某一时间,就存在着一种能把那种物质加以分解的酶。
事实上,除非对降解
从而也就
这些化
的力量而从中抽取的东西,都一定要被放回原处。
要为此付出代价是不能避免的,不过可能被拖欠下来。
现今的环境危机是在警告:我们拖欠的时间太长了。
以上所述,都是关于一个地球上的生命之网的看法。
我试图从可用的事实当中,通过逻辑上的各种关系,把这个观点发展成一整套可以理解的综述。
换句话说,这种尝试一直是具有科学性的。
然而,很难忽略一个令人难堪的事实,即最后的,从所有这些中间概括出来的观点——生态学上的四个法则——都是已经被很多不具备任何科学分析或者专业思想的人所广泛掌握了的思想。
在沃尔特·惠特曼的诗歌中,关于所有的生命都被交织在其内的复杂的网络,以及人在其中的地位,是曾经非常清晰而美妙地被描述过的。
大量有关环境的自然特征和栖息在其中的生物之间的相互作
用,都可以从《白鲸》中得知。
马克·吐温不仅有着惊人的关于美国密西西比河以西的环境特点的渊博的知识,而且对科学脱离于生活现实的情况有着相当尖锐的批评。
作为一个批评家,利奥·马克思提醒我们:“任何熟悉美国经典作家(我想到了柯柏、爱默生、梭罗、梅里维尔、惠特曼、以及马克·吐温)的人,都可能对我们近来所知道的被叫做生态学的事物产生过兴趣。
”
不幸的是,这种文学上的遗产并不足以把我们从生态学的灾难中拯救出来。
不管怎样,每个美国的技术工作者、工业家、农业家,或者在职官员们,这些在环境问题上采取宽宥态度,或者参与了毁灭环境的人们,起码都读过一点爱默生、梭罗、梅里维尔、惠特曼以及马克·吐温的着作。
他们中间的许多人还是露营爱好者、鸟的观察者,或者酷爱钓鱼者,因此在某种程度上,具备着对自然过程的个人认识,这种认识正是生态学希望能说明的。
然而,他们中的大多数却又不为环境危机所动,显然,他们也不了解,梭罗的森林,马克·吐温的河流,以及梅里维尔的海洋现在都正在受。