【正文】 銳的批評(píng)，因?yàn)闀泻苌偬岬窖莼?。但是尤?奧登認(rèn)為演化論較適用在解釋生物個(gè)體的小尺度，不適於解釋自然生態(tài)的大尺度，後者需要結(jié)合物理、化學(xué)，甚至資訊科學(xué)等，作整合性的思考。要由演化論跨到生態(tài)系統(tǒng)理論，對(duì)於許多生物學(xué)家猶如一道鴻溝，同樣地，要讓傳統(tǒng)的土木工程師或環(huán)境工程師，跨到由生態(tài)系統(tǒng)的理論與其衍生的生態(tài)工程，也是另道鴻溝。不瞭解這鴻溝的工程師會(huì)認(rèn)為，生態(tài)工程不過(guò)是生態(tài)學(xué)難以落實(shí)的烏托邦；另一方面，生態(tài)學(xué)者則誤以為生態(tài)工程，不過(guò)是披上羊皮的狼，骨子裡仍在做些破壞環(huán)境的工程。思考人與大自然的互動(dòng)1913年，尤金?奧登生於美國(guó)的新罕布夏州，從小喜愛(ài)鳥類，在1939年取得伊利諾大學(xué)動(dòng)物學(xué)的博士，隔年，他到喬治亞大學(xué)擔(dān)任教職，而後數(shù)年，他從事核爆落塵對(duì)於生態(tài)的影響，而且在1960年成立「輻射生態(tài)研究所」。他在1969年發(fā)表非常著名的一篇研究「生態(tài)發(fā)展的策略」（The Strategy of Ecosystem Development），副題是「以瞭解生態(tài)系統(tǒng)演替作為解決人類與大自然衝突的基礎(chǔ)」（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(guò)去生態(tài)系統(tǒng)的核心理論外，還提出「脈衝穩(wěn)定」（pulse stability）理論，成為日後河川生態(tài)復(fù)育工程、湖泊與水庫(kù)生態(tài)工程，與濕地生態(tài)復(fù)育工程的理論依據(jù)。大自然更新的機(jī)制脈衝是生態(tài)系統(tǒng)外，突然而來(lái)的影響。尤金?奧登提出自然界有「規(guī)律性的脈衝」，如潮水的漲退，森林的火災(zāi)、經(jīng)常發(fā)生的洪水與乾旱、天空的落雷等，短時(shí)間為生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)逆境，事實(shí)上是讓生態(tài)系統(tǒng)演替更新（retrogressive succession），讓生態(tài)系統(tǒng)由老化階段回到較初期的階段。這包括讓優(yōu)養(yǎng)化的水域回到初期的清澈，或讓森林重新快速生長(zhǎng)，或讓沼澤底泥又重得曝氧等。解決環(huán)境污染的策略在1972年，美國(guó)聯(lián)邦政府通過(guò)「淨(jìng)水法」（Clean Water Act），開(kāi)始推動(dòng)污水處理，他提出只用處理來(lái)解決水污染的問(wèn)題，這是狹窄的眼光，只看水，而忽略區(qū)域性的管理，他所提的區(qū)域性就是一個(gè)生態(tài)系態(tài)。當(dāng)時(shí)，他就提到人為的污染排放，對(duì)水域而言是突然、沒(méi)有規(guī)律性的排放，是生態(tài)系統(tǒng)不能忍受的，以致成為失調(diào)或劣化的系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)只能適應(yīng)外來(lái)規(guī)律性的變動(dòng)。對(duì)於劣化的生態(tài)系統(tǒng)，他提出「生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)」（designate ecosystems），應(yīng)以人為的方式，仿效大自然，給予必要時(shí)的脈衝，刺激生態(tài)系統(tǒng)，以加強(qiáng)演替，發(fā)揮自身的調(diào)控來(lái)改善。這外來(lái)主導(dǎo)的脈衝，無(wú)論是出於大自然或人為的，產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)生物族群或群落的改變，稱為「外生演替」（allogenic succession）。生態(tài)保護(hù)的革命性看法這個(gè)理論顛覆了傳統(tǒng)生態(tài)保護(hù)的觀念，傳統(tǒng)生態(tài)保護(hù)排除一切人為的介入，在保護(hù)區(qū)完全禁止人為的活動(dòng)，尤金?奧登卻以原始部落在土地上燒草，是更新土地的機(jī)制來(lái)反駁之。這個(gè)理論也與傳統(tǒng)土木工程的想法不同，工程完工就離開(kāi)，怎麼可能持續(xù)、有規(guī)律地去產(chǎn)生影響生態(tài)系統(tǒng)的功能呢？幸好，尤金?奧登在1964年擔(dān)任美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)的主席，1970年被選為國(guó)家科學(xué)院的院士，有其學(xué)術(shù)崇高的地位，又頻頻獲獎(jiǎng)與榮譽(yù)學(xué)位，才不易被其它反對(duì)山頭滾下來(lái)的石頭壓到。他逝於2002年，生態(tài)系統(tǒng)理論持續(xù)往前。參考文獻(xiàn)1. Odum, ., 1969. The strategy of ecosystem development. Science. Vol. 164, p. 262270.2. McIntosh, ., 1969. Ecological succession. Science. Vol. 166. p. 403404.3. Odum, ., 1969. Ecological succession. Science. Vol. 166. p. 404第11章生態(tài)系統(tǒng)在工程上的實(shí)踐霍華德?奧登（Howard Thomas Odum, 19242002）是尤金?奧登的弟弟，也是哈金森教授的學(xué)生。1962年，他提出「生態(tài)工程」（Ecological Engineering）一詞，並且將濕地當(dāng)成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)際處理都市污水與非點(diǎn)源污染，不僅落實(shí)生態(tài)系統(tǒng)的理論，使人與自然界皆得益處，而且使?jié)竦爻蔀楸阋?，又兼具生態(tài)之美的污水處理方式，他被稱為「生態(tài)工程學(xué)之父」。生態(tài)系統(tǒng)的試驗(yàn)不同於以前的生態(tài)系統(tǒng)理論學(xué)者，都是動(dòng)物學(xué)或植物學(xué)出身，霍華德?奧登在取得動(dòng)物學(xué)博士學(xué)位後，在佛羅里達(dá)州調(diào)查濕地生態(tài)系統(tǒng)的能量傳輸，由於與他一起從事野外調(diào)查工作的人，是一個(gè)名叫平格頓（Richard Pinkerton）的工程師，他們一起發(fā)表研究調(diào)查的成果，而且他發(fā)現(xiàn)生態(tài)學(xué)者可以與工程師一起工作，在這期間，他也得知工程師的想法，所從事的工作與工程師有關(guān)。1966年，他在北卡羅來(lái)納大學(xué)教書時(shí)，同時(shí)身兼動(dòng)物系、植物系、環(huán)境科學(xué)與工程三個(gè)系所的教授，他在當(dāng)時(shí)就以細(xì)長(zhǎng)型的水槽，模擬生態(tài)系統(tǒng)對(duì)於污水中營(yíng)養(yǎng)份的去除。他與許多環(huán)保人士也不相同，在1967年，許多環(huán)保人士抗議美軍在越南大量使用殺草劑2, 4D，荼毒沿海植物，破壞潮間帶生態(tài)，他卻立刻著手去復(fù)育越南的潮間帶。他認(rèn)為：「強(qiáng)調(diào)破壞，是退回過(guò)去；從事復(fù)育，才是向前邁進(jìn)?！顾_(kāi)始在沿海進(jìn)行感潮濕地的復(fù)育工程，把遭受破壞的地區(qū)，重建成為野生動(dòng)物的棲地。逆向的思考1970年，他回到佛羅里達(dá)大學(xué)環(huán)境工程與科學(xué)學(xué)系任教，他注意到當(dāng)?shù)氐膯?wèn)題：根據(jù)淨(jìng)水法，污水要收集到污水處理廠，處理以後才能排放，但是建造污水處理廠要數(shù)百萬(wàn)美金的花費(fèi)，在經(jīng)費(fèi)缺乏的情況下，污水亂排，根本沒(méi)有解決問(wèn)題。他開(kāi)始將污水收集，以不同的濕地去處理，不止淨(jìng)化效果好，而且讓濕地生物更具多樣化。這不僅與傳統(tǒng)污水處理的方法不同，而且與廢水處理的基本看法不同。傳統(tǒng)的看法，是不要讓污水?dāng)U散到別的地方，因此用管路集中污水到處理廠，統(tǒng)一處理。他的作法是將污水散到更廣大的濕地；傳統(tǒng)的做法，是在人造封閉的系統(tǒng)內(nèi)處理污水，他的做法是在自然開(kāi)放的濕地，讓濕地生態(tài)系統(tǒng)自然淨(jìng)化的能力，去處理污水。難怪，當(dāng)時(shí)有許多污水處理的工程師，反對(duì)他的作法。大自然的助手但是，自1970年到2002年，霍華德?奧登教授用便宜的方式，處理了當(dāng)?shù)氐奈鬯?，?jié)省了許多錢，這開(kāi)始引人思考：「用生態(tài)系統(tǒng)的自淨(jìng)作用來(lái)處理污水，是否是最符合經(jīng)濟(jì)，而且的確有效的作法？」這期間，他也在佛羅里達(dá)州立大學(xué)的「濕地中心」（Center for Wetland），以實(shí)際成效證明生態(tài)工程的可行性，逐漸引起普世的注意。為什麼在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)處理污水，能夠達(dá)到最高經(jīng)濟(jì)效益的污染去除果效呢？理由是，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)本來(lái)就有清水，污水進(jìn)入清水的水域，等於是在自然開(kāi)放的系統(tǒng)內(nèi)，產(chǎn)生了不同濃度的分佈，這是一種外來(lái)的脈衝，可以刺激原本生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控功能。藉由濕地內(nèi)的生物多樣性，藉由食物鏈，與不同營(yíng)養(yǎng)階的能量傳遞，在人為設(shè)計(jì)與管理下，可以發(fā)揮自然淨(jìng)化與去除污水的果效。處理的單元本來(lái)就是周遭系統(tǒng)的一部份，只要水力停滯時(shí)間夠長(zhǎng)，生態(tài)系統(tǒng)自動(dòng)會(huì)將污水淨(jìng)化到最大的程度。所以水力停滯時(shí)間是濕地淨(jìng)化水質(zhì)關(guān)鍵的管理因子。省力的支點(diǎn)霍德華?奧登就對(duì)生態(tài)工程定義道：「是一種人為對(duì)環(huán)境的操作，只將附加的能量轉(zhuǎn)到系統(tǒng)內(nèi)，而主要的能量仍來(lái)自大自然?！梗╡nvironmental manipulation by man using small amounts of supplementary energy to control systems in which the main energy drives are ing from natural resource）環(huán)境的劣化是大尺度的問(wèn)題，人所做的工程是小尺度的建造，要用小尺度去改善大尺度，必須在大自然裡，尋找一個(gè)省力的槓桿支點(diǎn)，在大自然裡槓桿支點(diǎn)的位置上，以最少的人為，可以產(chǎn)生對(duì)大自然最大正面的效果。參考文獻(xiàn)1. Jorgensen, ., and . Mitsch. 2000. Ecological Engineering. Chapter III. . Handbook of Ecosystem Theories and Management. Lewis Publishers. .2. Ewel, ., 2003. Howard Thomas Odum. Bulletin of the Ecological Society of America. p. 1315.3. Mitsch, ., 1994. Energy flow in a pulsing system: Howard T. Odum. Ecological Engineering. Vol. 3. p. 77105.