肖顯靜,何 進(jìn)
1 華南師范大學(xué)公共管理學(xué)院, 廣州 510006 2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)人文學(xué)院, 北京 100040
在世界范圍內(nèi),生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步,它既是生態(tài)學(xué)發(fā)展的重要手段和趨勢(shì),也是整個(gè)地球系統(tǒng)資源管理的重要科學(xué)依據(jù)。不過(guò),與這種進(jìn)步相對(duì)照,生態(tài)學(xué)界長(zhǎng)期以來(lái)存在著“生態(tài)系統(tǒng)‘整體論’與‘還原論’的爭(zhēng)論”。這一爭(zhēng)論涉及以下問(wèn)題:生態(tài)系統(tǒng)是什么?如何研究生態(tài)系統(tǒng)以更好地體現(xiàn)其整體性?等等。對(duì)此爭(zhēng)論進(jìn)行梳理、評(píng)論,對(duì)于了解生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的發(fā)展歷史、研究的關(guān)鍵問(wèn)題以及研究趨勢(shì),具有重要的意義。
在《陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)原理》(PrinciplesofTerrestrialEcosystemEcology)和《生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)》(EcosystemEcology)中[1-2],詳細(xì)介紹了當(dāng)前生態(tài)學(xué)界對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的界定和認(rèn)識(shí),以及通用的研究方法和策略,但對(duì)“生態(tài)系統(tǒng)整體論與還原論的爭(zhēng)論”涉及不多。查閱中國(guó)知網(wǎng),國(guó)內(nèi)雖然有涉及到生態(tài)系統(tǒng)整體論與還原論爭(zhēng)論的文獻(xiàn),如趙斌、葛永林等學(xué)者分別從生態(tài)系統(tǒng)思想發(fā)展歷程以及Odum E.P.的整體論思想入手,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)整體論與還原論的關(guān)系進(jìn)行了探討[3-4],但是,并無(wú)系統(tǒng)梳理生態(tài)系統(tǒng)整體論與還原論爭(zhēng)論,并據(jù)此探討生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)的文獻(xiàn)。搜索國(guó)外相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù),也未見系統(tǒng)性梳理的文獻(xiàn),只有Bergandi D.等于20世紀(jì)90年代發(fā)文,針對(duì)Odum兄弟的“物質(zhì)-能量”系統(tǒng)生態(tài)學(xué)理論是否澄清了生態(tài)系統(tǒng)整體論與還原論的爭(zhēng)論這一問(wèn)題,進(jìn)行了討論[5]。
鑒于此,本文在系統(tǒng)收集生態(tài)系統(tǒng)整體論與還原論相關(guān)爭(zhēng)論文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,力圖厘清生態(tài)系統(tǒng)整體論與還原論爭(zhēng)論的主題及其歷史脈絡(luò),以體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)研究的關(guān)鍵問(wèn)題和趨勢(shì)。
“生態(tài)系統(tǒng)”這一概念首先是由Tansley A.G.在其 1935年發(fā)表的論文“植被的概念和術(shù)語(yǔ)的使用及其濫用”(“TheUseandAbuseofVegetationalConceptsandTerms”)中明確提出[6]。他之所以提出這一概念,與之前發(fā)生的“群落整體論與還原論的爭(zhēng)論”有關(guān)。
1916年,Clements F.E.提出“超級(jí)有機(jī)體”(Super Organism)的群落思想。他認(rèn)為,作為相互影響的動(dòng)植物類群集合的群落,“是一種有機(jī)體……可以形成、發(fā)育、成熟和死亡”[7]。
這是Clements F.E.群落“機(jī)體論”(Organicism)或“整體論”(Holism)的思想。自從提出后,就受到同行們的關(guān)注,引起爭(zhēng)論。Gleason H.A.在 1917年指出,Clements F.E.的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,群落的形成僅僅是一種巧合,源于有機(jī)體個(gè)體的“環(huán)境分類”及其所在地理位置內(nèi)部的遷移格局[8]。
Gleason H.A.的思想屬于群落“個(gè)體論”(Individualism)或“還原論”(Reductionism),與Clements F.E.的群落“機(jī)體論”或“整體論”相對(duì)。
Tansley A.G.高度關(guān)注群落“有機(jī)論(整體論)-個(gè)體論(還原論)”的爭(zhēng)論。他不同意Gleason H.A.的群落“個(gè)體論”(還原論),也反對(duì)Clements F.E.對(duì)自身觀點(diǎn)的過(guò)分夸大,并因此將群落定義為“準(zhǔn)有機(jī)體”(Quasi Organisms)。1920年,Tansley A.G.寫到:“雖然與人類社區(qū)(Human Communities)相比,植物群落(Plant Communities)并不那么像真正的有機(jī)體,但植物群落可能仍然可以被視為‘準(zhǔn)有機(jī)體’或‘有機(jī)實(shí)體’(Organic Entities)。這是因?yàn)?一方面他們是由有機(jī)單元(Organic Units)所組成;另一方面,他們的行為在很多方面是以一個(gè)整體的方式表現(xiàn)出來(lái)的。因此,植物群落必須被作為整體來(lái)研究”[9]。
由Tansley A.G.對(duì)生物群落的認(rèn)識(shí)可以看出,他雖然不贊同Clements F.E.的“超級(jí)有機(jī)體論”(Super-Organicism),但是卻一直堅(jiān)持整體論。他寫道:“相對(duì)穩(wěn)定的頂極群落,是一個(gè)或多或少具有明確結(jié)構(gòu)的復(fù)雜整體。雖然有機(jī)體是我們研究的首要興趣所在,但我們不能把生物體與其特定的環(huán)境分離”[6]。這樣一來(lái),Tansley A.G.的整體論就比Clements F.E.更為深刻,不僅包含了生物因素,也包含了非生物因素。由此,他率先提出“生態(tài)系統(tǒng)”的概念,并于1935年把“生態(tài)系統(tǒng)”定義為:“一個(gè)物理學(xué)意義上的整個(gè)系統(tǒng),它不僅包括各種生物,而且包括構(gòu)成我們稱之為(生態(tài))生物群系(Biome)環(huán)境的全部物理因子,即最廣泛意義上的生境因子”(habitat factors)[6]。
根據(jù)Tansley A.G.的上述定義,生態(tài)系統(tǒng)作為自然的基本單元,就是一個(gè)有機(jī)性的存在。他將其視為“準(zhǔn)有機(jī)體”,也就不足為怪了。
Tansley A.G.提出的“生態(tài)系統(tǒng)”概念很快被生態(tài)學(xué)界接受,對(duì)后人影響很大。之后,生態(tài)學(xué)家一般都是基于生態(tài)系統(tǒng)是“準(zhǔn)有機(jī)體”或者是一種具有整體性的存在,而展開相關(guān)研究的。
不過(guò),問(wèn)題在于,如何展開研究以體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)整體性呢?關(guān)于此,Lindeman R.做出了歷史性的推進(jìn)。
1938—1941年間,Lindeman R.對(duì)美國(guó)明尼蘇達(dá)州的賽達(dá)伯格湖(Cedar Bog)水生群落的能量活動(dòng)進(jìn)行了研究[10]。然而,他的該項(xiàng)研究工作在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有立即被生態(tài)學(xué)界接受,甚至他的另一篇論文“生態(tài)學(xué)的營(yíng)養(yǎng)-動(dòng)力學(xué)方面”,最初由于缺乏經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持而被拒絕,最終才在Hutchinson G.E.的支持下,于1942年發(fā)表。在發(fā)表的這篇文章中,Lindeman R.繼續(xù)開展賽達(dá)伯格湖的營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)換過(guò)程研究,他寫道:“第一,食物鏈上每個(gè)等級(jí)的生產(chǎn)效率由呼吸與生長(zhǎng)的關(guān)系確定;第二,生態(tài)系統(tǒng)的能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率大約是10%—20%……”[11]。由此,他沒(méi)有把生態(tài)系統(tǒng)中的生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)分開,并把生態(tài)系統(tǒng)中生物營(yíng)養(yǎng)動(dòng)力學(xué)的基本過(guò)程,描述為能量在生態(tài)系統(tǒng)中的輸運(yùn)。他的生態(tài)系統(tǒng)學(xué)說(shuō)又被稱為“生態(tài)學(xué)的營(yíng)養(yǎng)動(dòng)力學(xué)”。
Lindeman R.的生態(tài)系統(tǒng)理論意義重大。Cook R.E.認(rèn)為:“Lindeman R.強(qiáng)調(diào)了生態(tài)系統(tǒng)中生物的營(yíng)養(yǎng)功能,特別是強(qiáng)調(diào)了其定量關(guān)系在‘經(jīng)由演替形成的群落模式’中所起到的主要作用;確認(rèn)了生態(tài)學(xué)的一個(gè)基本動(dòng)力學(xué)過(guò)程是能流,通過(guò)它,能夠把生物的季節(jié)性營(yíng)養(yǎng)關(guān)系整合到群落演變的長(zhǎng)期過(guò)程中去;建立了生態(tài)學(xué)的一個(gè)新的理論方向,并表明了該方向的正確性”[12]。Cooper G.J.認(rèn)為:“Lindeman R.借用了Tansley A.G.作為包含了生物和非生物部分的整體單元(Integrated Unit)的生態(tài)系統(tǒng)概念,幾乎單槍匹馬地完成了這一生態(tài)學(xué)概念的革命”[13]。Lefkaditou A.指出:“Lindeman R.建立了一個(gè)新風(fēng)格(Idiom):生態(tài)過(guò)程通過(guò)能量循環(huán)來(lái)進(jìn)行解釋,并且整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)物理化學(xué)整體來(lái)進(jìn)行研究”[14]。
以Lindeman R.的上述理論為基礎(chǔ),20世紀(jì)50年代早期和中期的生態(tài)學(xué)家,如Odum H.T.和Odum E.P.兄弟開始在野外生態(tài)系統(tǒng)中研究能量學(xué),進(jìn)一步推動(dòng)了生態(tài)系統(tǒng)概念的發(fā)展,使得“生態(tài)系統(tǒng)能量說(shuō)”(Ecosystem Energetics)迅速發(fā)展起來(lái)。
1953年,Odum E.P.的《生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》第一版出版。在本書中,Odum E.P.的整體論框架已經(jīng)基本搭建完畢。他認(rèn)為:“生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)中最大的功能單元,這是因?yàn)樗瑫r(shí)包含了有機(jī)體與非生命環(huán)境,它們的屬性會(huì)相互影響,共同為地球上生命的維持提供保障”[15]。另外, Odum H.T.在本書的撰寫中扮演著極其重要的角色,撰寫了第四章,介紹了與生態(tài)系統(tǒng)能量有關(guān)的原理和概念[16]。1955年,Odum H.T.和Pinkerton R.C.發(fā)表了關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)最大功率原理的文章,這篇文章探討了物理系統(tǒng)和生物系統(tǒng)中最大功率輸出的最優(yōu)效率問(wèn)題,是對(duì)最大功率原理所涉及到的時(shí)間尺度問(wèn)題的研究[17]。1956年,Odum H.T.開始在研究中使用電學(xué)中的線路圖來(lái)描述生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)狀況[18]。1968年,Odum E.P.在綜述19世紀(jì)末以來(lái)生態(tài)學(xué)中的能量研究的歷史文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上深刻地指出,生態(tài)系統(tǒng)分析的核心是“生態(tài)能量學(xué)”(Eco-energetics)[19]。1975年,Odum H.T.提出了“能質(zhì)”(Energy Quality)概念,這是之后能值理論的基礎(chǔ)。能質(zhì)指的是不同來(lái)源、不同形式的能量具有不同的性質(zhì)和等級(jí)水平差異,因而其做功的能力是不同的[20]。1988年,Odum H.T.分析了最大功率原理與能值的關(guān)系,認(rèn)為所有的自組織系統(tǒng)(Self-organizing Systems)都趨向于使能值使用率最大化,因此,最大功率原理決定了哪種物種或生態(tài)系統(tǒng)能夠存在[21]。1996年,Odum H.T.出版了系統(tǒng)介紹能值理論的專著《環(huán)境計(jì)量:能值與環(huán)境決策制定》(Environmentalaccounting-Emergyandenvironmentaldecisionmaking),這是世界上第一部關(guān)于能值的專著。Odum H.T.在該書中指出,能值理論是一種將不同質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換成同一標(biāo)準(zhǔn)能量的定量分析方法,能值轉(zhuǎn)換率(Transformity)可以用來(lái)指示產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)有效性(Economic Usefulness)[22]。20世紀(jì)90年代開始,能值理論在全球范圍內(nèi)開始被廣泛采用。2000年之后,關(guān)于能值的研究進(jìn)一步擴(kuò)展到濕地生態(tài)系統(tǒng)、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)以及城市生態(tài)系統(tǒng)等領(lǐng)域的研究中[23]。
2005年,Odum E.P.的《生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》第五版出版。這是該經(jīng)典著作到目前為止的最后一個(gè)版本。其中譯本于2009年在中國(guó)出版。在本書中, Odum E.P.認(rèn)為:“生態(tài)系統(tǒng)是一定區(qū)域內(nèi)共同棲居著的所有生物(即生物群落),與其環(huán)境之間由于不斷進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng),而形成的統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)的組分、子集和整個(gè)系統(tǒng)可以組合成一個(gè)功能整體,這一功能整體涌現(xiàn)的新屬性在低層級(jí)是不存在的。這種屬性的另一種說(shuō)法是不可還原性(Nonreducible Property),即整體的特性不能還原為組分特征的組合。”[24]。
由上可以看出,本體論上,Odum兄弟的能量學(xué)說(shuō)堅(jiān)持將能量學(xué)作為生態(tài)學(xué)的基本理論,能量被看作貫穿于生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)要素置于核心地位;生態(tài)系統(tǒng)遵循經(jīng)典熱力學(xué)定律,在最大功率原理的作用下發(fā)生演化。方法論上,Odum H.T.采用能量線路圖對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的行為進(jìn)行描述,并用能值理論對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分析。據(jù)此,Odum兄弟在生態(tài)系統(tǒng)能量說(shuō)和生態(tài)系統(tǒng)整體論思想的形成上起到了重要的作用,他們互相影響相互促進(jìn),做出了卓越貢獻(xiàn)。具體而言,生態(tài)系統(tǒng)能量說(shuō)的方法論上的整體論主要體現(xiàn)在Odum H.T.提出的理論上,如能量線路圖、能值等;而Odum E.P.則更注重生態(tài)學(xué)的學(xué)科發(fā)展及其哲學(xué)基礎(chǔ),在生態(tài)系統(tǒng)本體論上的整體論思想的提出和論證過(guò)程中更具哲學(xué)上的自覺性[25]。由此,Odum兄弟的生態(tài)系統(tǒng)理論又被稱為激進(jìn)的(Passionate)生態(tài)系統(tǒng)整體論[14]。
Odum兄弟的“生態(tài)系統(tǒng)整體論”有其優(yōu)勢(shì),受到好評(píng)。有學(xué)者認(rèn)為,這一范式給生態(tài)系統(tǒng)中大量的復(fù)雜性現(xiàn)象提供了一種比較實(shí)際的研究方式[26];還有學(xué)者認(rèn)為,這一范式提供了一種系統(tǒng)屬性的整體論觀點(diǎn)[27];另有學(xué)者認(rèn)為,Odum兄弟復(fù)興了Clements F.E.式的有機(jī)-整體論(Organismic-Holismic)方法,在這一被賦予了整體論色彩的框架下,借用了Lindeman R.的能流理論,特別強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的功能維度[14]。
也正因?yàn)镺dum兄弟的“生態(tài)系統(tǒng)整體論”具有這樣的優(yōu)勢(shì),他們的“生態(tài)系統(tǒng)能量說(shuō)”受到生態(tài)學(xué)界的高度重視,一度成為許多生態(tài)學(xué)家公認(rèn)的核心范式[28-29]。
隨著生態(tài)學(xué)的發(fā)展,Odum兄弟的系統(tǒng)生態(tài)學(xué)受到越來(lái)越多的質(zhì)疑[30]。
1982年, Silvert W.等認(rèn)為,Odum H.T.關(guān)于最大功率原理對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)作用的分析是不恰當(dāng)?shù)?最大功率輸出的最優(yōu)效率依賴于個(gè)體系統(tǒng)(Individual System)特征[31]。1991年,Golley F.B.指出,在Odum兄弟的觀點(diǎn)中,生態(tài)系統(tǒng)是作為物理化學(xué)實(shí)體存在的,其組成部分的現(xiàn)象學(xué)特性被完全忽略了,物種和種群被認(rèn)為僅僅是能量的傳遞者,或者是能量鏈上的一環(huán)[32]。1993年,Mansson B.A.和McGlade J.M.批判了Odum H.T.的能量理論,他們認(rèn)為,能量學(xué)說(shuō)的理論體系存在明顯的矛盾,這體現(xiàn)在Odum H.T.的目的是運(yùn)用整體論的觀念來(lái)研究生態(tài)系統(tǒng),但是其概念框架上又存在固有的且影響深遠(yuǎn)的還原論[33]。1996年,Brown M.T.等指出,能值與其他熱力學(xué)變量,如能量(Energy)、埃三極(Exergy)和焓(Enthalpy)等之間的關(guān)系模糊,雖然Odum H.T.及其合作者定性地闡述了它們之間的差異,但是并沒(méi)有給出它們之間的定量關(guān)系[34]。1998年,Bergandi D.更進(jìn)一步,認(rèn)為系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的創(chuàng)始人,激進(jìn)的整體論者Odum H.T.,傾向于“超還原論者”(Hyper-reductionist)的方法路徑。他還認(rèn)為,Odum E.P.在本體論上模糊了“集合性質(zhì)”(Collective Properties)和“涌現(xiàn)屬性”(Emergent Properties)的區(qū)別;Odum H.T.方法論上采取的是能量線路圖(Energy Circuit Diagram)和控制論模型(Cybernetic Model)等;他們所提倡的是一種“還原論者的整體論”(Reductionist Holism),即本體論上帶有整體論色彩,方法論上則是徹底的還原論,由此,他們是“潛還原論”(Crypto-Reductionism)者[5]。2000年,Cleveland C.J.認(rèn)為,能值理論主要關(guān)注的是供應(yīng)方而忽略了人類的偏好和需求,對(duì)能值是否能真正獲知產(chǎn)品對(duì)于人類的價(jià)值表示質(zhì)疑。他認(rèn)為,能值的目的是提供“以生態(tài)為中心的價(jià)值”(Ecocentric Value),這與經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)相違背,因?yàn)榻?jīng)濟(jì)是以人類為中心的(Anthropocentric)[35]。2001年,O‘Neill R.V.指出,Odum主義(Odumism)的生態(tài)系統(tǒng)定義,是一種在整體論框架下按照還原論模式建立的簡(jiǎn)化系統(tǒng);這種本體論和認(rèn)識(shí)論上的整體論與方法論上的還原論相背離的模式,使得很多生態(tài)學(xué)家不斷向數(shù)學(xué)工具靠攏,希望通過(guò)諸如非線性動(dòng)力學(xué)和模糊集合論等手段,來(lái)解決生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性問(wèn)題。這些使得生態(tài)系統(tǒng)研究在科學(xué)上的獨(dú)立性被削弱[30]。2007年,Schizas D.等學(xué)者認(rèn)為,Odum兄弟僅在熱力學(xué)層面討論了生態(tài)現(xiàn)象,而且將生態(tài)學(xué)分析納入到物理化學(xué)視角的做法,損害了系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的自主性[36]。
上述某些質(zhì)疑受到包括Odum H.T.在內(nèi)的學(xué)者的回應(yīng)。如1993年,Patten B.C.發(fā)表論文集中回應(yīng)了對(duì)Odum兄弟“生態(tài)系統(tǒng)整體論”的質(zhì)疑。Patten B.C.在為Odum兄弟的整體論辯護(hù)時(shí),特別強(qiáng)調(diào)了組織層面。他指出,表面看來(lái),Odum H.T.在實(shí)踐中把能量當(dāng)成了主要的元素,他們之所以這樣做,理由有兩個(gè):“一是Odum H.T.以被他看作是基本的還原論科學(xué)的方式來(lái)夯實(shí)其理論;二是由于Odum H.T.是一位經(jīng)驗(yàn)主義的生態(tài)學(xué)家,必須有一些具體的東西供其測(cè)量…”[37]。不過(guò),他又強(qiáng)調(diào),雖然Odum兄弟不愿意承認(rèn),但是在其理論框架中,事實(shí)上最為重要的是組織層次,而非能量,能量在Odum兄弟的理論中是次要的元素[37]。Patten B.C.進(jìn)一步認(rèn)為,Odum兄弟深刻理解了生態(tài)系統(tǒng)和一般系統(tǒng),他們的“隱喻性”(Metaphorical)的熱力學(xué)是其生態(tài)系統(tǒng)整體論范式的一部分[37],這與傳統(tǒng)科學(xué)不同,因?yàn)橐话愣?對(duì)于傳統(tǒng)科學(xué),首要的前提是還原論,即“部分決定整體”的觀點(diǎn)。
對(duì)于Odum兄弟的“生態(tài)系統(tǒng)能量學(xué)”,一個(gè)總的觀點(diǎn)是:雖然這一學(xué)說(shuō)存在欠缺,但是其整體性的追求以及方法論上的價(jià)值還是應(yīng)該肯定的。對(duì)Odum兄弟而言,生態(tài)系統(tǒng)就是一個(gè)有機(jī)整體性的存在,因此,在本體論和方法論上都應(yīng)該走向生態(tài)系統(tǒng)整體論。當(dāng)然,在這樣的追求過(guò)程中,由于生態(tài)系統(tǒng)是復(fù)雜的,生態(tài)系統(tǒng)整體性的認(rèn)識(shí)是艱巨的,一種理想的完全的整體論在生態(tài)系統(tǒng)的研究中是不能獲得的。也正因?yàn)榭紤]到這種情況,一些生態(tài)學(xué)家,試圖通過(guò)修改舊的生態(tài)系統(tǒng)范式的理論核心,強(qiáng)化其整體性問(wèn)題的研究,進(jìn)而相應(yīng)地強(qiáng)化生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的自主性。Patten B.C.以及J?rgensen S.E.等學(xué)者是其中的典型代表。
針對(duì)上述對(duì)Odum兄弟的質(zhì)疑,Patten B.C.等學(xué)者雖不完全肯定Odum兄弟的生態(tài)系統(tǒng)整體論,但也為生態(tài)系統(tǒng)整體論辯護(hù)。他們努力變革生態(tài)系統(tǒng)本體論、方法論的理論體系,以更好地展現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)整體論。
1976年,Patten B.C.等學(xué)者首次發(fā)表了關(guān)于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析(Ecological Network Analysis)的論文[38];1978年,Patten B.C.開始闡述和界定其理論中至關(guān)重要的“環(huán)境子”(Environ)概念,其被視為一種“輸入-狀態(tài)-輸出”的對(duì)象[39];1985年,Patten B.C.提出生態(tài)網(wǎng)絡(luò)是物質(zhì)、能量和信息循環(huán)不可或缺的前提條件;生態(tài)網(wǎng)絡(luò)具有協(xié)同效應(yīng),提高了物質(zhì)和能量的利用效率;其中所有的組分從網(wǎng)絡(luò)的形成中受益[40]。之后這一生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析方法經(jīng)過(guò)Patten B.C.和其他學(xué)者的不斷發(fā)展和完善,成為對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析和研究的系統(tǒng)性的理論和方法體系,被稱為“生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論”(Ecological Network Theory)。自此,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)成為生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能流研究的基本概念和分析對(duì)象[36]。
Patten B.C.等的“生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論”提出后,受到一些學(xué)者的稱贊,也受到一些學(xué)者的質(zhì)疑。質(zhì)疑者認(rèn)為,根據(jù)上述理論來(lái)分析實(shí)際問(wèn)題,實(shí)際上就是采用物理化學(xué)的話語(yǔ)體系對(duì)相互作用(Transactions)定量化,由此導(dǎo)致在其理論中居于核心地位的原先附屬于相互作用的交互關(guān)系(Relations)就從相互作用中剝離出來(lái)。這對(duì)于旨在識(shí)別奠定系統(tǒng)行為基礎(chǔ)的組織模式的“網(wǎng)絡(luò)‘環(huán)境子’分析”(Network-Environ Analysis)方法來(lái)說(shuō),可能會(huì)最終導(dǎo)致相關(guān)生態(tài)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)落入還原論的陷阱[41-43]。
Patten B.C.等學(xué)者逐漸意識(shí)到“生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論”的局限性,為避免陷入還原論困境,在1990年改變傳統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)模型,提出“現(xiàn)象學(xué)模型”(Phenomenological Model)[44]。Patten B.C.等認(rèn)為,相對(duì)于前述能夠解釋相互作用的傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型,“現(xiàn)象學(xué)模型”是一種“靜態(tài)模型”;這種模型只是識(shí)別出某種物質(zhì)通量是發(fā)生過(guò)的或者是將要發(fā)生的,只是對(duì)相互作用和交互關(guān)系的因果性進(jìn)行了對(duì)稱分析,避免了附屬于相互作用的交互關(guān)系無(wú)法在整體論框架下進(jìn)行解釋的問(wèn)題,回應(yīng)了整體論的要求,而沒(méi)有描述能流動(dòng)態(tài)、因果關(guān)系或者物質(zhì)通量的機(jī)制[44]。
此后,Patten B.C.等人不斷完善他們的理論,于1997年提出了更為詳細(xì)的“生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論”。這可以概括為以下幾個(gè)方面[45]:(1)在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部存在著相互作用或交互關(guān)系,如捕食、互利共生和競(jìng)爭(zhēng)等;(2)這種作用和關(guān)系使得生態(tài)系統(tǒng)不僅有基本的物質(zhì)、能量交換,還有信息交換以及隨之而來(lái)的符號(hào)學(xué)現(xiàn)象(Semiotic Phenomena);(3)這樣的信息交換不僅使得生態(tài)系統(tǒng)可以完成無(wú)生命物質(zhì)的兩種功能——狀態(tài)轉(zhuǎn)換功能和響應(yīng)功能,而且還可以完成有生命物質(zhì)的“建模功能”(建立現(xiàn)象學(xué)模型);(4)這種建模功能就是,首先將環(huán)境信號(hào)進(jìn)行解譯,然后再對(duì)這些解譯的結(jié)果進(jìn)行回應(yīng);(5)由于這種建模的功能在事實(shí)上具有了相關(guān)的生命的涌現(xiàn)性特征,或者具有了類認(rèn)知的(Cognitive-like)、擬人化的特征,所以生態(tài)系統(tǒng)是一整體性的有機(jī)體式的存在。
Patten B.C.等的理論意義重大。Schizas D.認(rèn)為,Patten B.C.等的工作旨在增強(qiáng)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的自主性,他們?cè)诒倔w論上仍然將生態(tài)系統(tǒng)看作生態(tài)學(xué)的基本單元,但與Odum兄弟不同,他們將生態(tài)系統(tǒng)視為生物學(xué)實(shí)體,試圖通過(guò)彌補(bǔ)Odum兄弟工作中所缺失的生物學(xué)視角,在物理層面思考生物層面的涌現(xiàn)屬性[36]。進(jìn)一步地,Schizas D.提出:“他們將生命的地位只指派給那些能夠說(shuō)明現(xiàn)實(shí)的模型的存在。這樣的話,交互關(guān)系就把交互過(guò)程(如信息交換)和符號(hào)學(xué)現(xiàn)象(如傳送和信號(hào)解譯)聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)將符號(hào)學(xué)思想賦予生態(tài)系統(tǒng),Patten B.C.及其合作者們?cè)谏鷳B(tài)過(guò)程的展現(xiàn)中,賦予了生態(tài)系統(tǒng)以生物代理者(Biological Agents)的積極角色。這意味著有機(jī)體被認(rèn)為既不是簡(jiǎn)單的能量傳遞者,也不僅僅是能量鏈上的一環(huán)。事實(shí)上,這些學(xué)者區(qū)分了生物學(xué)層面與物理化學(xué)層面的各種不斷演變的詳盡的解釋,這毋庸置疑地加強(qiáng)了這一領(lǐng)域的自主性”[36]。
不僅如此,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)還具有以下作用:生態(tài)網(wǎng)絡(luò)是生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離熱力學(xué)平衡的重要途徑,它使生態(tài)系統(tǒng)在可供其生長(zhǎng)和發(fā)育的資源條件下獲得盡可能多的生態(tài)埃三極(Eco-Exergy);網(wǎng)絡(luò)控制是非局域的、分散的、均勻的,網(wǎng)絡(luò)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了協(xié)同作用、互助作用、邊界放大效應(yīng)和加積作用,食物鏈的延長(zhǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的生態(tài)埃三極也有影響[46]。也正因?yàn)槿绱?在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域中,有專門的網(wǎng)絡(luò)分析方法。
雖然Patten B.C.等的“生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論”具有重大的意義和價(jià)值,但是也存在欠缺。有學(xué)者認(rèn)為,“生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論”并不令人完全滿意,這主要源于其預(yù)測(cè)力問(wèn)題[47]。還有學(xué)者認(rèn)為,靜態(tài)模型是存在局限性的,靜態(tài)模型的矩陣方法也可以提供適用于生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的原理[48]。Schizas D.指出,由于受經(jīng)驗(yàn)主義的影響,學(xué)者們首要關(guān)心的是相互作用。Schizas D.這樣描述:“基于物質(zhì)-能量流,物質(zhì)的和物理的過(guò)程要優(yōu)先于交流和‘記號(hào)現(xiàn)象’(Semiosis)。實(shí)際上,他們從相互作用中演繹出交互關(guān)系,并且用物理化學(xué)術(shù)語(yǔ)而非生物學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)定性描述生態(tài)現(xiàn)象。例如,在研究競(jìng)爭(zhēng)時(shí),學(xué)者們忽略了屬于種群生態(tài)學(xué)的術(shù)語(yǔ),反而使用了從生態(tài)系統(tǒng)能量學(xué)演變而來(lái)的術(shù)語(yǔ)。然而,盡管‘環(huán)境子’分析最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)上與系統(tǒng)生態(tài)學(xué)相聯(lián)系的還原論的部分超越,但是,他們的方法論實(shí)踐在‘生態(tài)系統(tǒng)是什么’的問(wèn)題上投下了陰影,而且,整個(gè)框架被夸大了其預(yù)測(cè)能力的經(jīng)驗(yàn)主義者的理想化所影響,這可能會(huì)威脅到整個(gè)生態(tài)學(xué)事業(yè)”[36]。之后,Schizas D.進(jìn)一步指出,“生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論雖然也包含了現(xiàn)象學(xué)模型,但是,在現(xiàn)象學(xué)模型的框架下,關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的研究主要針對(duì)系統(tǒng)現(xiàn)象學(xué)即系統(tǒng)過(guò)程的描述,而忽略了其潛在的機(jī)制。而且,在構(gòu)建動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型過(guò)程中,應(yīng)用到的工具和術(shù)語(yǔ)都是來(lái)自熱力學(xué),這部分又與生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)象的機(jī)制有關(guān),因此,這種方式仍難以避免潛還原論(Hyper-reductionism)的困境”[49]。
J?rgensen S.E.等人從系統(tǒng)的角度看待生態(tài)系統(tǒng)。J?rgensen S.E.認(rèn)為,生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)由許多生物體相互作用形成的有機(jī)整體,這些組分連接成一個(gè)互相協(xié)調(diào)、共同合作的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)[46]。他們認(rèn)為,生態(tài)系統(tǒng)具有七大屬性[50]:(1)生態(tài)系統(tǒng)是開放的系統(tǒng)——對(duì)能量、質(zhì)量和信息開放;(2)生態(tài)系統(tǒng)在本體上是難以理解的——由于生態(tài)系統(tǒng)巨大的復(fù)雜性,去準(zhǔn)確地預(yù)言生態(tài)系統(tǒng)行為的細(xì)節(jié),是不可能的;(3)生態(tài)系統(tǒng)有方向性的發(fā)展——它們逐步地改變以便去特別地增加反饋和自催化(Autocatalysis);(4)生態(tài)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上的聯(lián)結(jié)性——這給了它們以新的和涌現(xiàn)的屬性;(5)生態(tài)系統(tǒng)是等級(jí)地組織起來(lái)的——即我們能夠通過(guò)一個(gè)層次與其下的和其上的層次之間的相互作用來(lái)理解這一層次;(6)生態(tài)系統(tǒng)是生長(zhǎng)和發(fā)育的——它們獲得生物量(Biomass)和結(jié)構(gòu),擴(kuò)大它們的網(wǎng)絡(luò),并且增加它們的信息內(nèi)涵,我們能夠分別用一些整體性的指標(biāo),如能力(Power)、生態(tài)埃三極等來(lái)衡量;(7)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)干擾有復(fù)雜的響應(yīng)——當(dāng)我們將生態(tài)系統(tǒng)理解為適應(yīng)、生物多樣性、抵抗和連通性(Connectivity)時(shí),我們能夠解釋并且預(yù)言生態(tài)系統(tǒng)對(duì)干擾的響應(yīng)。
由上述七大屬性,我們可以得出結(jié)論:生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)“超級(jí)有機(jī)體”。J?rgensen S.E.認(rèn)為,生態(tài)系統(tǒng)由于具有遠(yuǎn)離熱力學(xué)平衡的發(fā)達(dá)組織和結(jié)構(gòu),因而展現(xiàn)出系統(tǒng)的性質(zhì)。這意味著,生態(tài)系統(tǒng)的特征不能僅由組分來(lái)解釋;生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)超過(guò)組分之和,它們有獨(dú)特的整體性特征,是一個(gè)具有自組織的、自我調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。這使得生態(tài)系統(tǒng)在生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程中,既遵循地球上的熱力學(xué)定律和生物化學(xué)規(guī)則,也遵循生態(tài)熱力學(xué)定律(Ecological Law of Thermodynamics, ELT)。生態(tài)熱力學(xué)定律從熱力學(xué)的角度來(lái)解釋生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化,即生態(tài)系統(tǒng)在接收埃三極通流的過(guò)程中,會(huì)盡可能地利用埃三極通流使系統(tǒng)遠(yuǎn)離熱力學(xué)平衡狀態(tài),而且,如果存在著多種利用埃三極的組分和過(guò)程的組合方式,系統(tǒng)會(huì)選擇能夠使其自身獲得盡可能多的埃三極容量的組合方式。這一定律被J?rgensen S.E.稱為“暫定的熱力學(xué)第四定律”,或“生態(tài)熱力學(xué)定律”[46]。
總之,上述生態(tài)系統(tǒng)七大屬性都是進(jìn)化的結(jié)果,都是生態(tài)系統(tǒng)在受到環(huán)境條件、熱力學(xué)定律的限制,以及生物化學(xué)對(duì)生命過(guò)程的約束時(shí),為了生存、生長(zhǎng)和發(fā)育而做出的努力[50]。J?rgensen S.E.的生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué),注重生態(tài)系統(tǒng)能量分析,這一點(diǎn)繼承了Odum兄弟的理論內(nèi)涵,同時(shí),他也強(qiáng)調(diào)用網(wǎng)絡(luò)分析方法對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能進(jìn)行研究,這一點(diǎn)與Patten B.C.等學(xué)者的理論是一致的。相比而言,J?rgensen S.E.的理論既包含了物質(zhì)、能量,也包含了信息、網(wǎng)絡(luò)等概念體系。這是其進(jìn)步之處。
然而,正如《生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)》一書的中文導(dǎo)讀版前言中所指出的[51],J?rgensen S.E.的“系統(tǒng)論”幾乎沒(méi)有包含過(guò)去幾十年中蓬勃發(fā)展的基于生物地球化學(xué)視角的關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)及其相應(yīng)理論、概念,這與生態(tài)學(xué)發(fā)展的實(shí)際是存在一定偏差的。
在生態(tài)學(xué)界,人們普遍持有的是“生態(tài)系統(tǒng)整體論”。不過(guò),在這一大背景下,仍然有少數(shù)人堅(jiān)持“生態(tài)系統(tǒng)還原論”。如Gilbert F.等就認(rèn)為,生物個(gè)體和種群是生態(tài)學(xué)研究的基本單元,而群落或者生態(tài)系統(tǒng)是一種抽象物,這種抽象也許能夠促進(jìn)生態(tài)學(xué)研究,但其基本理論、法則等只會(huì)產(chǎn)生于較低層次[52]。具體而言就是,生態(tài)系統(tǒng)不是真實(shí)存在的實(shí)體或?qū)傩?而是物種種群偶然組合的一種抽象;它可以由種群及其相互作用構(gòu)成,但是,它只是個(gè)體的聚合。鑒此,生態(tài)系統(tǒng)對(duì)低層次的實(shí)體及屬性不會(huì)產(chǎn)生影響,即不存在下向因果關(guān)系,所有的性質(zhì)及關(guān)系都可以歸因于物種、種群層面。
之后,其他生態(tài)學(xué)家也表達(dá)了類似的看法,認(rèn)為尋找突現(xiàn)實(shí)體毫無(wú)意義,只有關(guān)于個(gè)體的出生率、死亡率以及種群對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)問(wèn)題才值得研究。這一點(diǎn)集中體現(xiàn)在Begon M.等人所編寫的生態(tài)學(xué)教科書《生態(tài)學(xué):個(gè)體、種群和群落》(Ecology:Individuals,PopulationsandCommunities)中[53],對(duì)此,Lefkadito A.進(jìn)行了具體分析[14]。
上述生態(tài)系統(tǒng)還原論受到其他生態(tài)學(xué)家的批判。Schizas D.指出,按照還原論的觀點(diǎn),生態(tài)系統(tǒng)被認(rèn)為只不過(guò)是一種物理結(jié)構(gòu),是由粒子的集合(物理成分)以及物質(zhì)-能量(物理關(guān)系)的交互組成的。很顯然,這種還原論圖景沒(méi)有考慮到生命的性質(zhì),因而忽略了生物層面的涌現(xiàn)性[36]。應(yīng)該說(shuō),生態(tài)系統(tǒng)還原論是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>
(1)在生態(tài)系統(tǒng)研究中,生態(tài)學(xué)家或者持有生態(tài)系統(tǒng)整體論(機(jī)體論),或者持有生態(tài)系統(tǒng)還原論(個(gè)體論),這兩種觀念將會(huì)直接導(dǎo)致生態(tài)學(xué)家以不同的方式看待生態(tài)系統(tǒng)以及研究生態(tài)系統(tǒng)。
(2)在如何看待生態(tài)系統(tǒng)上,生態(tài)學(xué)家大多持有“整體論”(機(jī)體論),即認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)“準(zhǔn)有機(jī)體”。不過(guò),也有少數(shù)生態(tài)學(xué)家持有“還原論”(個(gè)體論),即認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)就是一個(gè)可以還原為物種或種群的集合。綜觀生態(tài)學(xué)界,還原論(個(gè)體論)的觀點(diǎn)被普遍認(rèn)為是不恰當(dāng)?shù)?整體論(機(jī)體論)的觀點(diǎn)被普遍接受。
(3)生態(tài)系統(tǒng)整體論分為本體論意義上的、認(rèn)識(shí)論意義上的和方法論意義上的整體論。本體論意義上的生態(tài)系統(tǒng)整體論涉及到“什么樣的生態(tài)系統(tǒng)以體現(xiàn)其整體性”,關(guān)于此,生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的發(fā)展是由物質(zhì),到物質(zhì)-能量,再到物質(zhì)-能量-信息;由線性的、平面的關(guān)聯(lián),到網(wǎng)絡(luò)的、立體的結(jié)構(gòu);由熱力學(xué)第一定律,到熱力學(xué)第二定律,再到熱力學(xué)第三定律,最后到暫定的熱力學(xué)第四定律(生態(tài)學(xué)的)。這是一個(gè)從非系統(tǒng)論到系統(tǒng)論的過(guò)程,由此,本體論意義上的生態(tài)系統(tǒng)整體性得到越來(lái)越多的體現(xiàn)。認(rèn)識(shí)論意義上的生態(tài)系統(tǒng)整體論,指的是關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的理論如何由更低層次的理論如群落理論或者物理化學(xué)理論如熱力學(xué)理論、系統(tǒng)理論來(lái)解釋,可以說(shuō),生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)走向“生態(tài)學(xué)營(yíng)養(yǎng)動(dòng)力說(shuō)”、“生態(tài)系統(tǒng)能量說(shuō)”、“生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論”、“系統(tǒng)論的生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)”,一定程度上體現(xiàn)了這一點(diǎn)。方法論意義上的生態(tài)系統(tǒng)整體論,指的是在具體的研究方法上體現(xiàn)其整體性。在前述“生態(tài)系統(tǒng)整體論-還原論”的爭(zhēng)論中,Patten B.C.現(xiàn)象學(xué)模型方法的運(yùn)用就是典型。
(4)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)能量說(shuō)、網(wǎng)絡(luò)理論等的質(zhì)疑,部分是針對(duì)本體論的整體論的質(zhì)疑,更多的則是針對(duì)方法論的整體論的質(zhì)疑,即對(duì)于其方法論的非整體性的批判。事實(shí)上,絕對(duì)的方法論的整體論很難在實(shí)際研究中應(yīng)用。從目前生態(tài)系統(tǒng)研究的相關(guān)方法來(lái)看,其所采用的能值、埃三極等指標(biāo),都在一定程度上體現(xiàn)了整體論方法的特征,因?yàn)槠鋵⒄w性賦予了網(wǎng)絡(luò),這很大程度上體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)本體論上的整體性。當(dāng)然,一種完全的方法論的還原論,作用究竟如何,這是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題,需要另文探討。
(5)方法論上的整體論與本體論意義上的整體論是緊密關(guān)聯(lián)的。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)在本體論意義上的不同看法會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)屬性指標(biāo),繼而就會(huì)出現(xiàn)關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的方法,從而也就會(huì)有相應(yīng)的關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)健康屬性,J?rgensen S.E.依據(jù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展,概括出相應(yīng)的生態(tài)指標(biāo),這些生態(tài)指標(biāo)體現(xiàn)了其整體性的程度,具體見表1。
根據(jù)表1可以發(fā)現(xiàn),未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的研究,應(yīng)該是在充分認(rèn)識(shí)還原性指標(biāo)的前提下,從物質(zhì)、能量、信息,更多地走向“系統(tǒng)”,這樣的“系統(tǒng)”可能是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)或者是熱力學(xué)系統(tǒng)。由此,也使得能量學(xué)說(shuō)、網(wǎng)絡(luò)理論、熱力學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法將更多地應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)研究中。
表1 生態(tài)指標(biāo)分類[46,54]Table 1 Classification of ecological indicators
(1) PCB為多氯化聯(lián)苯縮寫,作者這里以PCB為例,指代“某種有毒物質(zhì)”作為還原性指標(biāo); (2) 這里的屬性指的是:生物量的增長(zhǎng)、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)和信息量的增加
關(guān)于這一點(diǎn),正如1985年麥金托什在其專著中所言“幾乎整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的特色之一,就是它強(qiáng)調(diào)甚至完全致力于生態(tài)系統(tǒng)的非生命過(guò)程,并追求一種超越傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)的結(jié)合了物理學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、氣象學(xué)、和水文學(xué)的知識(shí)層次。它也要求在食品、技術(shù)和計(jì)算上,掌握新的技能,以便在日趨復(fù)雜的水平上,測(cè)量生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)并分析大型數(shù)據(jù)庫(kù)”[55]。這給我們啟發(fā),即擴(kuò)展、挖掘、發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中已經(jīng)存在于傳統(tǒng)科學(xué)中的整體性指標(biāo),并且進(jìn)一步利用傳統(tǒng)科學(xué)中認(rèn)識(shí)這一整體性指標(biāo)的科學(xué)方法,去認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng),仍然是未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)努力的方向。同時(shí),需要指出的是,從生態(tài)系統(tǒng)研究的實(shí)際來(lái)看,生態(tài)系統(tǒng)研究的主流仍然是生態(tài)系統(tǒng)能量說(shuō)、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論以及J?rgensen S.E.的系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。對(duì)這些理論的質(zhì)疑,主要是關(guān)于理論的普遍性以及方法的完備性問(wèn)題,并不是對(duì)該方法或理論的根本性否定,因此雖然這些理論受到質(zhì)疑,但并未被證偽,而是在爭(zhēng)論過(guò)程中不斷完善并向前發(fā)展的。
(6)從目前看,不僅對(duì)生態(tài)系統(tǒng)“還原性指標(biāo)”的認(rèn)識(shí)采用的方法主要是還原論方法,而且對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)“半整體性指標(biāo)”、“整體性指標(biāo)”、“超整體性指標(biāo)”的認(rèn)識(shí),采用的方法也不完全是整體論方法,這也是現(xiàn)階段生態(tài)系統(tǒng)能量說(shuō)、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論,甚至生態(tài)系統(tǒng)熱力學(xué)理論等遭受還原論詬病的主要原因。試想,一種不完全的整體論方法何以認(rèn)識(shí),或多大程度上能夠去認(rèn)識(shí)對(duì)象的“半整體性指標(biāo)”、“整體性指標(biāo)”乃至“超整體性指標(biāo)”呢?其研究過(guò)程和結(jié)果又如何能夠體現(xiàn)認(rèn)識(shí)對(duì)象的整體性特征呢?也正因?yàn)榇?在未來(lái)能夠體現(xiàn)生態(tài)學(xué)研究的自主性和獨(dú)立性,能夠反映生態(tài)系統(tǒng)歷史性以及生物性的研究趨向,是生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)所應(yīng)該追求的;生物進(jìn)化視角的、遺傳視角的生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué),是未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的發(fā)展方向。
(7)從本文“生態(tài)系統(tǒng)整體論-還原論爭(zhēng)論”的歷史概述看,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)整體性的認(rèn)識(shí)以及此整體性在認(rèn)識(shí)過(guò)程中的體現(xiàn),都有一個(gè)過(guò)程。也正因?yàn)槿绱?一種理想的生態(tài)系統(tǒng)整體論或還原論,在生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的研究實(shí)踐中,是不合理的。雖然在生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)中,占據(jù)主導(dǎo)的是生態(tài)系統(tǒng)整體論,但是,這并不意味著生態(tài)系統(tǒng)還原論應(yīng)該被徹底否定。事實(shí)上,在生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)中,占據(jù)主導(dǎo)的是溫和的整體論,例如,為了體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)整體性,通常的做法,一是優(yōu)化還原論,二是加入新質(zhì),如“能量”、“信息”等,三是運(yùn)用整體性的方法如現(xiàn)象學(xué)方法等。對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué),未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向就是探尋一切可能的途徑,以增加生態(tài)系統(tǒng)在本體論意義上、認(rèn)識(shí)論意義上、方法論意義上的整體性。為了做到這一點(diǎn),就必須深刻理解生態(tài)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的各分支學(xué)科以及非生態(tài)學(xué)的其他科學(xué),運(yùn)用復(fù)雜性科學(xué),如混沌理論、非線性科學(xué)等手段進(jìn)行研究,“借它山之石”為生態(tài)學(xué)中某一領(lǐng)域所用。鑒于此,未來(lái)建立生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)與其他學(xué)科或研究方向的聯(lián)盟,是必然趨勢(shì),由此,生態(tài)系統(tǒng)能量學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析以及系統(tǒng)生態(tài)學(xué),在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)還將繼續(xù)存在并得到發(fā)展。
[1] Chapin F S III, Matson P A, Vitousek P. Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology. 2nd ed. New York: Springer, 2011.
[2] J?rgensen S E. Ecosystem Ecology. Salt Lake City: Academic Press, 2009.
[3] 趙斌, 張江. 整體論與生態(tài)系統(tǒng)思想的發(fā)展. 科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究, 2015, 32(5): 15-20.
[4] 葛永林, 徐正春. 奧德姆的生態(tài)思想是整體論嗎? 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(15): 4151-4159.
[5] Bergandi D, Blandin P. Holism vs. reductionism: do ecosystem ecology and landscape ecology clarify the debate? Acta Biotheoretica, 1998, 46(3): 185-206.
[6] Tansley A G. The use and abuse of vegetational concepts and terms. Ecology, 1935, 16(3): 284-307.
[7] Clements F E. Plant Succession: An Analysis of the Development of Vegetation. Washington, D.C.: Carnegie Institute of Washington, 1916.
[8] Gleason H A. The structure and development of the plant association. Bulletin of the Torrey Botanical Club, 1917, 44(10): 463-481.
[9] Tansley A G. The classification of vegetation and the concept of development. Journal of Ecology, 1920, 8(2): 118-149.
[10] Lindeman R L. The developmental history of cedar creek bog, Minnesota. The American Midland Naturalist, 1941, 25(1): 101-112.
[11] Lindeman R L. The trophic-dynamic aspect of ecology. Ecology, 1942, 23(4): 399-417.
[12] Cook R E. Raymond Lindeman and the trophic-dynamic concept in ecology. Science, 1977, 198(4312): 22-26.
[13] Cooper G J. The Science of the Struggle for Existence: On the Foundations of Ecology. Cambridge: Cambridge University Press, 2007.
[14] Lefkaditou A. Is ecology a holistic science, after all?//Stamou G P, ed. Populations, Biocommunities, Ecosystems: A Review of Controversies in Ecological Thinking. Oak Park: Bentham Science Publishers, 2011: 46-66.
[15] Odum E P. Fundamentals of Ecology. Philadephie: Saunders, 1953: 1-9.
[16] Taylor P J. Technocratic optimism, H.T. Odum, and the partial transformation of ecological metaphor after World War II. Journal of the History of Biology, 1988, 21(2): 213-244.
[17] Odum H T, Pinkerton R C. Time′s speed regulator: the optimum efficiency for maximum power output in physical and biological systems. American Scientist, 1955, 43(2): 331-343.
[18] Odum H T. Primary production in flowing waters. Limnology and Oceanography, 1956, 1(2): 102-117.
[19] Odum E P. Energy flow in ecosystems: a historical review. American Zoologist, 1968, 8(1): 11-18.
[20] Odum H T. Implications of energy use on environmental conservation and future ways of life//Thirteenth Technical Meeting of IUCN, Gland: IUCN, 1975: 165-177.
[21] Odum H T. Self-organization, transformity, and information. Science, 1988, 242(4882): 1132-1139.
[22] Odum H T. Environmental Accounting: Emergy and Environmental Decision Making. New York: Wiley, 1996: 370-370.
[23] 蔡曉明, 蔡博峰. 生態(tài)系統(tǒng)的理論和實(shí)踐. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2012: 251-251.
[24] Odum E P, Barrett G W. 生態(tài)學(xué)基礎(chǔ). 陸健健, 王偉, 王天慧, 何文珊, 李秀珍, 譯. 5版. 北京: 高等教育出版社, 2009: 15-15.
[25] Worster D. 自然的經(jīng)濟(jì)體系: 生態(tài)思想史. 侯文蕙, 譯. 北京: 商務(wù)印書館, 1999: 364-364.
[26] Teal J M. Energy flow in the salt marsh ecosystem of Georgia. Ecology, 1962, 43(4): 614-624.
[27] Worster D. Nature′s Economy: A History of Ecological Ideas. 2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press, 1994.
[28] Odum H T. Environment, Power, and Society. New York: Wiley-Interscience, 1971.
[29] Holling C S. Resilience and stability of ecological systems. Annual Review of Ecology and Systematics, 1973, 4: 1-23.
[30] O′Neill R V. Is it time to bury the ecosystem concept? (with full military honors, of course!). Ecology, 2001, 82(12): 3275-3284.
[31] Silvert W. The theory of power and efficiency in ecology. Ecological Modelling, 1982, 15(2): 159-164.
[32] Golley F B. The ecosystem concept: a search for order. Ecological Research, 1991, 6(2): 129-138.
[33] M?nsson B ?, McGlade J M. Ecology, thermodynamics and H.T. Odum′s conjectures. Oecologia, 1993, 93(4): 582-596.
[34] Brown M T, Herendeen R A. Embodied energy analysis and EMERGY analysis: a comparative view. Ecological Economics, 1996, 19(3): 219-235.
[35] Cleveland C J, Kaufmann R K, Stern D I. Aggregation and the role of energy in the economy. Ecological Economics, 2000, 32(2): 301-317.
[36] Schizas D, Stamou G. What ecosystems really are—physicochemical or biological entities? Ecological Modelling, 2007, 200(1/2): 178-182.
[37] Patten B C. Toward a more holistic ecology, and science: the contribution of H.T. Odum. Oecologia, 1993, 93(4): 597-602.
[38] Patten B C, Bosserman R W, Finn J T, Cale W G. Propagation of cause in ecosystems//Patten B C, ed. Systems Analysis and Simulation in Ecology. New York: Academic Press, 1976: 457-579.
[39] Patten B C. Systems approach to the concept of environment. The Ohio Journal of Science, 1978, 78(4): 206-222.
[40] Patten B C. Energy cycling in the ecosystem. Ecological Modelling, 1985, 28(1/2): 1-71.
[41] Reiners W A. Complementary models for ecosystems. The American Naturalist, 1986, 127(1): 59-73.
[42] Cousins S. The decline of the trophic level concept. Trends in Ecology & Evolution, 1987, 2(10): 312-316
[43] Higashi M, Patten B C. Further aspects of the analysis of indirect effects in ecosystems. Ecological Modelling, 1986, 31(1/4): 69-77.
[44] Patten B C. Environ theory and indirect effects: a reply to Loehle. Ecology, 1990, 71(6): 2386-2393.
[45] Patten B C, Stra?kraba M, J?rgensen S E. Ecosystems emerging: 1. Conservation. Ecological Modelling, 1997, 96(1/3): 221-284.
[46] J?rgensen S E. 系統(tǒng)生態(tài)學(xué)導(dǎo)論. 陸健健, 譯. 北京: 高等教育出版社, 2013.
[47] Stra?kraba M, J?rgensen S E, Patten B C. Ecosystems emerging: 2. Dissipation. Ecological Modelling, 1999, 117(1): 3-39.
[48] Fath B D, Patten B C. Review of the foundations of network environ analysis. Ecosystems, 1999, 2(2): 167-179.
[49] Schizas D. Systems ecology reloaded: a critical assessment focusing on the relations between science and ideology//Stamou G P, ed. Populations, Biocommunities, Ecosystems: A Review of Controversies in Ecological Thinking. Oak Park: Bentham Science Publishers, 2011: 67-92.
[50] J?rgensen S E, Fath B, Bastianoni S, Marques J C, Müller F, Nielsen S N, Patten B D, Tiezzi E, Ulanowicz R E. A New Ecology: Systems Perspective. Amsterdam: Elsevier, 2007: 3-4.
[51] J?rgensen S E. 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)中文導(dǎo)讀版. 牟溥, 譯. 北京: 科學(xué)出版社, 2011.
[52] Gilbert F, Owen J. Size, shape, competition, and community structure in hoverflies (Diptera: Syrphidae). The Journal of Animal Ecology, 1990, 59(1): 21-39.
[53] Begon M, Harper J L, Townsend C R. Ecology: Individuals, Populations and Communities. Oxford: Blackwell Science, 1996.
[54] Odum E P. The strategy of ecosystem development. Science, 1969, 164(3877): 262-270.
[55] Mcintosh R P. 生態(tài)學(xué)概念和理論的發(fā)展. 徐嵩齡, 譯. 北京: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社, 1992: 124-124.