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生態系統的更新與人為參與──尤金‧奧登(1913~2002)

傳統的生態學是在生物學的領域裡,依循動、植物學的觀點去思考問題。將生態學拉出傳統生物學的範疇,成為獨立學門的人,是喬治亞大學的教授尤金‧奧登(Eugene P. Odum, 1913-2002),他在1953年所著的「基礎生態學」(Fundamental of Ecology),不僅成為許多大學的教科書,更將「生態系統」這一個名詞,推廣為普世流行的用詞。

將生態推向大尺度
這本書出版後,就有生物學者提出尖銳的批評,因為書中很少提到演化論。但是尤金‧奧登認為演化論較適用在解釋生物個體的小尺度,不適於解釋自然生態的大尺度,後者需要結合物理、化學,甚至資訊科學等,作整合性的思考。
要由演化論跨到生態系統理論,對於許多生物學家猶如一道鴻溝,同樣地,要讓傳統的土木工程師或環境工程師,跨到由生態系統的理論與其衍生的生態工程,也是另道鴻溝。不瞭解這鴻溝的工程師會認為,生態工程不過是生態學難以落實的烏托邦;另一方面,生態學者則誤以為生態工程,不過是披上羊皮的狼,骨子裡仍在做些破壞環境的工程。

思考人與大自然的互動
1913年,尤金‧奧登生於美國的新罕布夏州,從小喜愛鳥類,在1939年取得伊利諾大學動物學的博士,隔年,他到喬治亞大學擔任教職,而後數年,他從事核爆落塵對於生態的影響,而且在1960年成立「輻射生態研究所」。他在1969年發表非常著名的一篇研究「生態發展的策略」(The Strategy of Ecosystem Development),副題是「以瞭解生態系統演替作為解決人類與大自然衝突的基礎」(An understanding of ecological succession provides a basis for resolving man’s conflict with nature)。
他在此文中,除了回顧過去生態系統的核心理論外,還提出「脈衝穩定」(pulse stability)理論,成為日後河川生態復育工程、湖泊與水庫生態工程,與濕地生態復育工程的理論依據。

大自然更新的機制
脈衝是生態系統外,突然而來的影響。尤金‧奧登提出自然界有「規律性的脈衝」,如潮水的漲退,森林的火災、經常發生的洪水與乾旱、天空的落雷等,短時間為生態系統帶來逆境,事實上是讓生態系統演替更新(retrogressive succession),讓生態系統由老化階段回到較初期的階段。這包括讓優養化的水域回到初期的清澈,或讓森林重新快速生長,或讓沼澤底泥又重得曝氧等。

解決環境污染的策略
在1972年,美國聯邦政府通過「淨水法」(Clean Water Act),開始推動污水處理,他提出只用處理來解決水污染的問題,這是狹窄的眼光,只看水,而忽略區域性的管理,他所提的區域性就是一個生態系態。
當時,他就提到人為的污染排放,對水域而言是突然、沒有規律性的排放,是生態系統不能忍受的,以致成為失調或劣化的系統,生態系統只能適應外來規律性的變動。對於劣化的生態系統,他提出「生態系統設計」(designate ecosystems),應以人為的方式,仿效大自然,給予必要時的脈衝,刺激生態系統,以加強演替,發揮自身的調控來改善。這外來主導的脈衝,無論是出於大自然或人為的,產生系統內生物族群或群落的改變,稱為「外生演替」(allogenic succession)。

生態保護的革命性看法
這個理論顛覆了傳統生態保護的觀念,傳統生態保護排除一切人為的介入,在保護區完全禁止人為的活動,尤金‧奧登卻以原始部落在土地上燒草,是更新土地的機制來反駁之。
這個理論也與傳統土木工程的想法不同,工程完工就離開,怎麼可能持續、有規律地去產生影響生態系統的功能呢?幸好,尤金‧奧登在1964年擔任美國生態學會的主席,1970年被選為國家科學院的院士,有其學術崇高的地位,又頻頻獲獎與榮譽學位,才不易被其它反對山頭滾下來的石頭壓到。
他逝於2002年,生態系統理論持續往前。

參考文獻
1. Odum, E.P., 1969. The strategy of ecosystem development. Science. Vol. 164, p. 262-270.
2. McIntosh, R.P., 1969. Ecological succession. Science. Vol. 166. p. 403-404.
Odum, E.P., 1969. Ecological succession. Science. Vol. 166. p. 404

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