【正文】 定的，不是神。田斯利在1937年退休，聲稱「不再追求純學術(shù)的研究」，而落實在自然保育的行動。只要人不放牧過多的羊，羊吃草也有助於草原的演替，不該把人一直醜化為大自然的破壞者。生態(tài)系統(tǒng)不只是一種研究大自然的尺度，而且有能量與物質(zhì)能夠不斷進出這一個系統(tǒng)，這是生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生變化的推動力。田斯利教授將生態(tài)當成一個新的尺度，就可以比較大自然不同系統(tǒng)之間的差異，這為日後的生態(tài)學與生態(tài)工程，奠定了重要的基石。宇宙裡相似尺度的均一性例如按著星團而分，宇宙有銀河星座與其他星座；銀河星座裡按著星系而分，有太陽星系與其他星系；太陽星系按著星球而分，有地球與其他星球；地球按著固、液、氣相而分，有陸地、海洋、大氣，與所存活的各樣生物；生物體再依功能往下細分，有組織、器官、細胞、原生質(zhì)、DNA、RNA，甚至到分子；分子再細分又分為各種原子；原子可再細分成質(zhì)子、中子、電子，與更基本的微粒?？墒窃谌祟惖闹R領(lǐng)域裡，能夠提出有力的答覆之先，必須「整合」自然科學的知識，因此田斯利提出植物、動物、微生物、水、土、空氣，只不過是大自然的一部份或「成份」，成份要組合在一起才稱之為「系統(tǒng)」。各種專業(yè)，分別佔住大自然的一塊地方，豎起圍牆，建起營寨，編一套專有名詞，訂一些自屬的理論，而後彼此少有來往。1927年，他升任植物學教授。1901年，他主編一個新的學術(shù)期刊「新植物學人」（New Phytologist），擔任總編三十年之久，使這期刊成為普世植物學研究最具學術(shù)權(quán)威的期刊。善於編輯的人田斯利生於1871年，他從小就是植物的愛好者，而且善於植物分類，他在學生時代就經(jīng)常調(diào)查田間的植物與花朵，與人分享。第4章大自然中有一個看不見的尺度－田斯利生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)生要研究大自然的變遷，首先要有一把量測大自然的尺。對於大自然的影響與其他的反應(yīng)，在工程完工後，則是生物自己要去適應(yīng)的。戰(zhàn)後這群工程師結(jié)合化學的技術(shù)，發(fā)展都市污水膠凝沈澱，改善市區(qū)排水的惡臭；又實施公共飲水的加氯消毒，有效抑制藉水傳播的流行病。十八世紀的科學家杜波埃特(. Du Buat，17341809)，就提出水流經(jīng)過不同土地時，承受不同的摩擦阻力，去設(shè)計自來水在自來水管中的流動。而科學思考都來自對於自然物質(zhì)的探討，最後都會接觸到自然的問題，因此工程的執(zhí)行並非與生命無關(guān)。因此，生態(tài)學家經(jīng)常認為解決問題最好的方法，就是不採取行動，將人的影響抽離，讓自然演替去進行。人為了生存，必須在土地、河川、建築上改變大自然，才能獲得可以長期預(yù)期的結(jié)果。但是工業(yè)革命以來，自然環(huán)境不斷地受到人為的影響，全世界已無任何地方能夠脫離人為的影響。生態(tài)學是將生物學各學門的相關(guān)性，依著邏輯再作整合的學門?！惯@些學科，當時不只包括生物學的傳統(tǒng)領(lǐng)域：動物學與植物學，也包括森林學、地理學、礦物學、土壤化學、土壤物理學、細菌學與地質(zhì)學等，但是不包括工程學。而且人為的影響並不全是有害的，大自然的變化充滿了不確定性，早期人類要生存，必須耕種作物；人類要來往，必須搭橋築路；人類要居住，必須建築。束手無策的對策也有些人為的影響對環(huán)境是不利的，如環(huán)境污染、臭氧層破壞、生物棲地破壞、生物瀕臨滅絕、資源枯竭等。哪裡的生物棲地受破壞，不讓人進去就可以了；哪裡的工廠是污染源，命令遷廠就可以了；哪片濕地淤積劣化，那就讓濕地陸域化。例如十六世紀的科學家帕利西(Bernard Palissy，15091590)提出造林時，就是為了保護土壤避免被沖蝕。十九世紀的科學家金恩(. King，18481911)提出土壤永續(xù)使用的施肥與灌溉工程，證明工程是可以考慮環(huán)境資源，以利土地的長期經(jīng)營使用。到了二十世紀，在美國麻省理工學院第一位女教授理查絲(. Richards，18421911)的推動下，在傳統(tǒng)的土木工程學科增設(shè)「環(huán)境化學」、「生態(tài)環(huán)境學」與「環(huán)境微生物學」的課程，開啟了近代的「環(huán)境工程學」。1990年代，當我在在臺灣大學講授「濕地生態(tài)與工程學」時，仍有念工程科系的學生對我反應(yīng)：「既然在工程的起初就不考慮生物的問題，工程結(jié)束後何必關(guān)心生物的反應(yīng)，該絕種的生物就讓牠絕種。這把尺，是肉眼看不見的，卻存在於大自然中，這把尺稱為「生態(tài)系統(tǒng)」。大學時，他已發(fā)表海邊綠藻的調(diào)查與分類的研究報告。不過他認為成立這份學刊的目的，是「提供植物學者一個溝通與討論的學術(shù)園地，並且使學術(shù)研究的成果，能成為教師教學與研究的素材。他的妻子是個傑出的植物插畫家，他最好的朋友是著名的生態(tài)學家克萊蒙特（F. E. Clements），克萊蒙特的「演替」理論非常著名，是生態(tài)學發(fā)展初期最重要的理論之一。整合性的知識當時田斯利主編「生態(tài)學期刊」，又執(zhí)生態(tài)學界之牛耳，他不認為這是人類瞭解大自然的方式，瞭解大自然必需「整合」知識，對大自然才有較宏觀，且不失細節(jié)的認識。物理觀念的引入把各成份整合在一起，有許多的名詞可用，如「統(tǒng)合」、「體系」、「整體」、「綜覽」、「鳥瞰」等，簡單易懂，田斯利教授為何卻選用了「系統(tǒng)」這個冷僻的字眼呢？而且系統(tǒng)又有大小之分，到底他的生態(tài)系統(tǒng)是大系統(tǒng)呢？還是小系統(tǒng)呢？生態(tài)系統(tǒng)與大自然的關(guān)係又是如何？如果不在起初就釐清這些問題，生態(tài)系統(tǒng)就會模糊不清，淪為人云亦云的流行術(shù)語。由錯綜複雜的宇宙到細小的基本微粒，在相同尺度之下，才能互相比較，這是物理學裡很重要的信念。將生態(tài)數(shù)量化的優(yōu)點田斯利將物理的觀念引進生態(tài)學之後，物理學的定律如質(zhì)量不滅定律、熱力學定律，與反應(yīng)動力平衡理論等，都進入生態(tài)系統(tǒng)的理論架構(gòu)，將生態(tài)系統(tǒng)更精準的量化。所以量測在這系統(tǒng)內(nèi)能量與物質(zhì)的變化，就能量化生態(tài)系統(tǒng)的特性。生態(tài)系統(tǒng)與永續(xù)經(jīng)營因此，生態(tài)系統(tǒng)包括人與人為的影響力。他以生態(tài)系統(tǒng)推動水資源的保護、土地的規(guī)劃使用，與水土資源保護法案的訂立。同年，英國皇室封他為爵士。提出不久，他就退休了，與妻子一起去推動生態(tài)保育的落實，以致於「生態(tài)系統(tǒng)」的概念乏人注意。有五年的時間，他與霍爾在湖泊採集藻類、昆蟲、底泥、底棲無脊椎動物，作了許多的分析?！箾]有立刻以退稿處理，改為「修改後再審」。他以在明尼蘇達州立大學的生物實驗站─「香柏樹泥碳湖」（Cedar Bog Lake），與海洋不同營養(yǎng)階的代謝作比較。由於陸域化水域生產(chǎn)者與初階消費者間的能量使用效率很低，許多生產(chǎn)者無法被消費者攝食，水域中將有過多的藻類與浮游性動物?！鼓芰渴褂眯梳醽矸Q為「琳德曼效率」（Lindeman’s efficiency），琳德曼用營養(yǎng)階表達不同階層的能量改變，就稱為「食物鏈」（food chain），都是後來非常廣用的名詞與概念。而且是朝向取得最多食物或能量，或朝生養(yǎng)眾多的方向發(fā)展。語言的邏輯他認為一個好的資訊傳遞，是「資訊短，而且不致?lián)p失任何重要的訊息」，因此每個信號都要有意義。系統(tǒng)內(nèi)有用的資訊，稱為負亂度（negative entropy, I），表示為　　　　……………………………………………(2)假設(shè)系統(tǒng)內(nèi)有m部份，每一部分雜訊的比重為其雜訊的機率，因此系統(tǒng)可表示為　　　　…………………………………(3)例如，信號傳遞出去的信息是「哈哈哈哈哈」，若K＝1，則I值為0（＝ log101）所傳的信號，為不具意義的資訊?！　　　　?4)H愈大，生態(tài)系統(tǒng)的生物物種種類愈多，生物種類多樣化高，Shannon Index也成為著名的生物多樣化指標。1957年，他回麻省理工學院擔任教授，直到1972年退休，以後他長期罹患巴金森癥，2001年病逝。生物棲息的特性至於這些資訊在一開始如何放入生命中，科學仍然無法回答這個問題。鳥類的需要格林尼爾的思考是來自「生物地理學」，他認為「地理」不只是土地的面積，或是一塊區(qū)域在空間的呈現(xiàn)，更代表生物如移動、覓食、築巢、隱蔽，對於該區(qū)域的需求。優(yōu)選或逆境他進而思索，這種現(xiàn)象是來自鳥類對於環(huán)境的選擇呢？或是環(huán)境有一道無形的藩蘺，將鳥類約束在有限的空間裡？如果偏向前者，強調(diào)生物對於地理環(huán)境具有選擇性，就稱為「生物優(yōu)選」論；若偏向後者，著重環(huán)境對於生物的約束，就稱為「環(huán)境逆境」論。棲位是注重生物間彼此的競爭，這種競爭如果是互相為敵，優(yōu)勢的地方就稱為該種生物的「領(lǐng)域」（territory）。1913年，他取得史丹福大學博士學位，並擔任加州大學動物學系的教授，1924年，他提出，生物的「棲位」包括有足夠的食物，合適的降雨、空氣濕度、土壤含水量、土壤質(zhì)地、海拔高度、空氣密度、光照強度、溫度與合適的隱密性等。1957年哈金森將棲地與棲位的觀念放入生態(tài)系統(tǒng)，提出棲地的保護不只在棲地本身，也包括生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)棲地之間相互的影響，除非維護整個生態(tài)系統(tǒng)的功能，否則無法維護裡面的棲地?？上?，他尚未把人類知識體系集大成之前，就病逝了。有趣的是，在變動環(huán)境中，生態(tài)系統(tǒng)也有保持穩(wěn)定的機制。大自然的穩(wěn)定這種變化稱之為「自然的平衡」，是自然界最奇妙的地方，大自然明明不像人造的機械有控制的按鈕，