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Ecology: A Very Short Introduction(生態學:簡明導論) cover

生物學

生物學

Ecology: A Very Short Introduction(生態學:簡明導論)

Jaboury Ghazoul

英文原名: Ecology: A Very Short Introduction

一本精簡的生態學入門書,追溯這門學科如何從博物學發展成能為保育與環境政策提供依據的科學。書中介紹生態學家用來解釋生物分布與數量的核心概念,以及這些概念如何應用在實際問題上。

需要的基礎: 不需先修生態學,具備高中自然科學程度即可。

難度等級
入門
學術層次
大學部
ecologyecosystemsbiodiversityconservationenvironmental policyvery short introduction

01 / 導讀

導讀

引用

Ghazoul, J. (2020). Ecology: A Very Short Introduction. Oxford University Press.

章節概要

本書於2020年8月在牛津大學出版社的「Very Short Introductions」系列中出版,約144頁,由序言和插圖目錄、八章正文、延伸閱讀和索引組成。(部分零售網站上仍可看到一份七章的目錄,那是出版前的版本;下文所用的章名均以牛津 Very Short Introductions 線上平台收錄的正式出版版本為準。)出版社介紹說,本書追溯生態學如何從博物學發展為一門指引環境政策與管理的預測性科學,說明理論如何塑造實務,並探討生態學思想如何影響文化和政治。全書的脈絡是從定義和歷史出發,經過核心科學內容(族群、群聚、懸而未決的問題),走向應用、文化以及這門學科的未來。

第1章:什麼是生態學?

開篇一章把生態學定義為生物彼此之間以及生物與環境之間的交互作用(環境是舞台,生態則是台上的演出),並強調生態學與演化相互依存。本章討論了為什麼生態模式受到歷史與地理條件左右,因而不像物理學那樣具有定律性,並把作為科學的生態學與常被等同於它的環保主義區分開來。

第2章:生態學的黎明

這是一段透過關鍵人物講述的歷史:指出植物生長在適合其特性之處的泰奧弗拉斯托斯;創造「生態系」一詞、主張把生物與環境放在一起考慮的亞瑟·坦斯利;查爾斯·艾爾頓的數量金字塔;以及格奧爾基·高斯的競爭實驗——爭奪同一資源的兩個物種,其中一方會排除另一方。本章最後談到數學與預測模型的興起,以及用它們辨識臨界點。

第3章:族群

族群為什麼會暴增又崩潰?本章權衡了天氣、食物、掠食者以及透過密度依變起作用的競爭,並引入負荷量、r選擇與K選擇物種的對比,以及生活史的權衡,例如繁殖與生長或存活之間的取捨。

第4章:群聚

本章從互利共生談起(它比一般以為的更少見,而且容易變成剝削關係),接著討論一旦消失便會在群聚中引發連鎖影響的關鍵物種、演替,以及雷蒙德·林德曼把生態系視為能量與物質流動的觀點。作者主張,這些模式全都源於個別生物之間無數拮抗與合作的交互作用。

第5章:簡單而複雜的問題

本章透過對比由上而下與由下而上的解釋,討論一些懸而未決的難題:植物防禦與植食動物之間的軍備競賽;一塊50公頃的熱帶森林樣區如何能容納一千多種樹木;當同一森林中的樹木對變化有不同反應時,生態區位的概念是否仍然成立;複雜性是否帶來穩定;以及我們是否需要這麼多物種——作者建議以較不以人類為中心的方式回答最後這個問題。

第6章:應用生態學

本章把生態學理論應用於管理可再生資源,以及我們希望控制或保育的族群。例子包括:作為食物鏈底層變化影響頂層之案例的鱈魚漁業崩潰;美國森林中氣候和火災型態的變化;利用物種混植對付害蟲和病原體;以及在實驗室成功卻在野外失敗的生物防治。本章主張採取整體性的做法。

第7章:文化中的生態學

本章檢視生態學思想如何進入道德與政治思想,並追問科學是否培養出了一種生態良知。它概述了蓋婭理論、深層生態學、文化生態學和神聖生態學(Sacred Ecology)。

第8章:未來的生態學

最後一章討論衛星、軟體、數學模型、DNA參考資料庫和遙測資料如何擴大了生態學的研究尺度及其追蹤氣候變遷的能力,同時卻弔詭地使生態學家遠離野外工作。全書以韌性作結:生態系在未來數十年將面臨極端擾動,而它們因應擾動的能力部分取決於人類對其組成的改變。

核心概念

第1–2章:生態學是什麼、從何而來

  • 生態學與環保主義:一門研究交互作用的科學,有別於常與之混為一談的政治運動。
  • 生態系:把生物及其物理環境視為一個系統,這是坦斯利提出的術語。
  • 數量金字塔:艾爾頓提出的食物鏈越往上數量越少的圖式。
  • 競爭排斥:高斯發現,爭奪同一資源的兩個物種無法無限期共存。

第3–5章:核心科學

  • 密度依變與負荷量:擁擠如何調節族群,以及資源所能維持的族群大小。
  • r選擇、K選擇與權衡:對比鮮明的生活史策略及塑造它們的代價。
  • 互利共生與關鍵物種:合作性的交互作用,以及一旦消失便在群聚中引發連鎖效應的物種。
  • 演替與能量流動:群聚隨時間的變化,以及林德曼把生態系視為能量與物質流動的觀點。
  • 由上而下與由下而上的控制、生態區位、多樣性與穩定性:用來探討未解問題的理論架構。

第6–8章:應用、文化與未來

  • 應用族群生態學:對被捕撈物種和有害物種的管理。
  • 生物防治:利用生物控制害蟲,以及它為何可能失敗。
  • 蓋婭理論與深層生態學:借用生態學思想的文化與倫理運動。
  • 韌性:生態系吸收擾動並從中恢復的能力。

評析

優點

  • 透過人物和實驗呈現思想。 第2章藉由坦斯利、艾爾頓和高斯的研究介紹核心概念(生態系、數量金字塔、競爭排斥),讀者既學到概念本身,也了解它們是如何建立的。
  • 坦然面對未解問題。 整整一章(第5章)專門討論尚未解決的問題,從熱帶樹木多樣性到多樣性與穩定性之爭;第1章也坦白討論生態學為何不如物理學那樣具有預測性。
  • 把科學、應用和文化放在一起。 第6–7章從漁業、火災和害蟲防治談到蓋婭理論和深層生態學,幫助讀者區分作為科學的生態學和作為世界觀的生態學——這個區分本書從第1章就已提出。
  • 內容較新。 本書出版於2020年,討論了DNA參考資料庫和遙測等當前的工具。出版社引用的 Conservation Biology 書評稱它綜合性強、容易閱讀,是認識生態學的良好起點,對大學部學生也是有用的資料。

局限

  • 篇幅極短。 全書約144頁,核心科學內容只占三章(族群、群聚、未解問題),目錄中也沒有專門討論生理生態學、生物地理學或全球生態學的章節。
  • 沒有定量推導。 書中討論模型但不實際推算,也沒有習題;學生需要藉助教科書學習族群成長方程式和資料分析。
  • 例子有所取捨。 應用一章依賴少數幾個案例(鱈魚漁業、北美森林火災、害蟲防治),因此對保育實務的介紹是示例性的,而非系統性的。

在課程中的定位

在生態學課程的書單中,本書篇幅最短、技術性最低,適合在第一門課程之前或同時閱讀,用來建立整體架構。Sher 和 Molles 的 Ecology: Concepts and Applications 以及 Bowman 和 Hacker 的 Ecology 是順理成章的第一本教科書,它們從物理環境和生物個體出發,經過族群和種間交互作用,談到群聚、生態系和全球生態學,並附有應用實例和個案研究。Relyea 的 Ecology: The Economy of Nature 圍繞適應和資料分析組織各主題,並包含處理生態資料的練習。

Begon 和 Townsend 的 Ecology: From Individuals to Ecosystems 是寫給已修完生物學入門課程學生、內容廣泛且前後連貫的教科書;Mittelbach 和 McGill 的 Community Ecology 則是對 Ghazoul 在第4–5章提出的問題(共存、多樣性、穩定性)的研究所程度綜論。先讀 Ghazoul 掌握這個領域的全貌和歷史,再讀教科書學習方法。

如何使用本書

本書只要求具備學校的一般科學知識,適合即將開始學習生態學或環境科學的學生,需要了解生態學是什麼(以及不是什麼)的政策、地理和人文學科學生,以及一般讀者。

實用的閱讀計畫如下:

  • 先讀第1–2章。 生態學與環保主義的區分,以及歷史上的概念(生態系、數量金字塔、競爭排斥),貫穿全書。
  • 第3–5章是科學核心。 把其中的概念(負荷量、r/K、關鍵物種、演替、生態區位)列成清單,並逐一在教科書的相應章節中查閱其定量形式。
  • 用第5章展開討論。 書中的問題,尤其是「我們需要這麼多物種嗎?」,很適合作為專題討論的題目。
  • 第6–8章依興趣閱讀: 管理與保育(第6章)、環境倫理與政治(第7章)、方法與韌性(第8章)。

若要深入,可循著延伸閱讀繼續學習;由於本書沒有習題,宜搭配教科書習題以及野外或實驗室工作使用。