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fourlawsofecology中英对照
FourLawsofEcology
1Inbroadoutline,thereareenvironmentalcycleswhichgovernthebehaviorofthethreegreatglobalsystems:
theair,thewater,andtheeachofthemlivemanythousandsofdifferentspeciesoflivingspeciesissuitedtoitsparticularenvironmentalniche,andeach,throughitslifeprocesses,affectsthephysicalandchemicalpropertiesofitsimmediateenvironment.
1概括来讲,地球的三大系统—空气、水和土壤的行为由环境循环所决定。
每个系统中都生活着成千上万个不同物种的生物,每个物种都有与之相适宜的独特的环境生位,并且每一物种,在其整个生命历程中,都影响着它的周边环境的物理和化学特性。
2Eachlivingspeciesisalsolinkedtomanylinksarebewilderingintheirvarietyandmarvelousintheirintricateanimal,suchasadeer,maydependonplantsforfood;theplantsdependontheactionofsoilbacteriafortheirnutrients;thebacteriainturnliveontheorganicwastesdroppedbytheanimalonthethesamedeerisfoodforthemountainlion.Insectsmayliveonthejuicesofplantsorgatherpollenfromtheirinsectssuckbloodfrommayliveontheinternaltissuesofanimalsanddegradethebodiesofdeadplantsandthis,manytimesmultipliedandorganizedspeciesbyspeciesinintricate,preciserelationships,makesupthevastnetworkoflifeontheearth.
2每个生物物种也与许多其他的物种相联系。
1.这些联系的多样性令人迷惑不解,其错综复杂的细节令人惊叹不已。
某一动物,如一只鹿,可能依靠植物来获取食物;植物依靠土壤细菌的活动来获取其营养;相应地,细菌以陆地上的动物排泄出来的有机废物为生。
同时,鹿是美洲狮的食物。
昆虫可能以植物的汁液为生,或者从其花朵里采集花粉。
其他的昆虫则吸吮动物的血液。
细菌可能以动物和植物的内部组织为生。
真菌分解死亡的植物和动物的躯体。
所有这一切,由各个物种通过复杂而严密的关系多次繁殖和组织,构成了地球上巨大的生命之网。
3ThesciencethatstudiestheserelationshipsandtheprocesseslinkingeachlivingthingtothephysicalandchemicalenvironmentisisthescienceofplanetaryhousekeepingFortheenvironmentis,sotospeak,thehousecreatedontheearthbylivingthingsforlivingisayoungscienceandmuchofwhatitteacheshasbeenlearnedfromonlysmallsegmentsofthewholenetworkoflifeontheearthEcologyhasnotyetexplicitlydevelopthekindofcohesive,
simplifyinggeneralizationsexemplifiedby,say,thelawsofthereareanumbergeneralizationsthatarealreadyevidentinwhatwenowknowabouttheecosphereandthatcanbeorganizedintoakindofinformalsetoflawsofaredescribedinwhatfollows
3研究这些关系以及把每种生物与物理和化学环境相联系的过程的科学是生态学。
它是行星家政科学。
2.因为环境,可以说,是地球上由生物创造并为生物所用的家园。
这是一门年轻的科学,而且它所讲述的大部分内容都是从地球整个生命之网的仅仅一小部分上所得来的。
生态学还没有明确形成,比如说,像物理学定律那样联系紧密的、简化的一般法则。
不过,在我们现在对生态圈的认识方面,有许多一般法则已经显而易见,它们可以组成一套通俗的“生态学法则”。
这些法则表述如下。
TheFirstLawofEcology:
EverythingIsConnectedtoEverythingElse
生态学的第一条法则每一个事物都与其他事物相关
4Someoftheevidencethatleadstothisgeneralizationhasalreadybeenreflectstheexistenceoftheelaboratenetworkofinterconnectionsintheecosphere:
amongdifferentlivingorganisms,andbetweenpopulations,species,andindividualorganismsandtheirphysicochemicalsurroundings
4得出这条一般法则的一些证据已经讨论过了。
它反映了生态圈中存在着相互联系的复杂网络:
这个网络存在于不同的生物体中,存在于种群、物种和个体生物与其物理化学环境之间
5Thesinglefactthatanecosystemconsistsofmultipleinterconnectedparts,whichactononeanother,hassomesurprisingabilitytopicturethebehaviorofsuchsystemshasbeenhelpedconsiderablybythedevelopment,evenmorerecentthanecology,ofthescienceofowethebasicconcept,andtheworditself,totheinventivemindofthelate
Norbertwiener.
5一个生态系统由很多相互联系的部分组成,它们相互作用,仅仅这个事实就产生了一些令人惊奇的结果。
控制论这一学科的发展极大地提高了我们描述这类系统行为的能力,而它的发展甚至比生态学还晚3我们把这一基本概念以及这个回本身的产生都归功于已故的诸伯特·威纳的有创造力的头脑
6ThewordcyberneticsderivesfromtheGreekwordforhelmsman";itisconcernedwithcyclesofeventsthatsteer,orgovern,thebehaviorofahelmsmanispartofasystemthatalsoincludesthecompass,therudder,andthetheshipveersoffthechosencompasscourse,thechangeshowsupinthemovementofthecompassneedleObservedandinterpretedbythehelmsmanthiseventdeterminesasubsequentone:
thehelmsmanturnstherudder,whichswingstheshipbacktoitsoriginalcourse.Whenthishappens,thecompassneedlereturnstoitsoriginal,oncoursepositionandthecycleisthehelmsmanturnstheruddertoofarinresponsetoasmalldeflectionofthecompassneedle,theexcessswingoftheshipshowsupinthecompasswhichsignalsthehelmsmantocorrecthisoverreactionbyanoppositemovement.
Thustheoperationofthiscyclestabilizesthecourseoftheship.
6控制论一词源于希腊语中的“舵手”一词:
它与操纵或控制某一系统行为的事件发生的周期有关。
舵手是某一系统的一部分,这个系统还包括罗盘、船舵和船。
若船偏离了罗盘所指示的航向,这一变化会在罗盘指针的移动上显示出来。
当舵手观察并了解到这个事件后,便决定了一个随之而来的事件:
舵手转动船舵,船舵使船拐回其原来的航向。
发生这一情况之后,罗盘指针就会转回到其原来的航向位置上,这个周期随即完成。
如果罗盘指针只是稍有偏离,而舵手又因此把舵转得过猛,船的过分偏航会在罗盘上显示出来—这就提醒舵手把舵往回打以纠正他的过度行为。
这样,这个周期的运作就使船的航向稳定了下来。
7Inquiteasimilarway,stabilizingcyberneticrelationsarebuiltintoanecologicalcycle.
Consider,forexample,thefreshwaterecologicalcycle:
fish-organicwaste-bacteriaofdecayinorganicthatduetounusuallywarmsummerweatherthereisarapidgrowthofdepletesthesupplyofinorganicnutrientssothattwosectorsofthecycle,algaeandnutrients,areoutofbalance,butinoppositeoperationoftheecologicalcycle,likethatoftheship,soonbringsthesituationbackintotheexcessinalgaeincreasestheeasewithwhichfishcanfeedonthem;thisreducesthealgalpopulation,
increasesfishwasteproduction,andeventuallyleadstoanincreasedlevelofnutrientswhenthewaste,thelevelsofalgaeandnutrientstendtoreturntotheiroriginalbalancedposition.
7与之非常相似的是,一个生态循环里也有起稳定作用的控制论关系。
以淡水的生态循环为例:
鱼一有机废物—腐败细菌—无机物—藻类一鱼。
假如由于夏季天气异常炎热,藻类迅速生长。
这使得无机营养物的供应得以耗尽,结果这个循环中的两个环节藻类和营养物—失衡,而向相反的方向发展。
这个生态循环的运作,就像那艘船的运作样,不久就会使这种形势回归到平衡的状态。
因为过多的藻类会使鱼更容易获得食物,这就减少了藻类的数量,增加了鱼的排泄,最后导致营养物水平因鱼粪的腐烂而增长。
这样一来,藻类和营养物的水平往往会回到它们原先的平衡状态。
8Insuchcyberneticsystemsthecourseisnotmaintainedbyrigidcontrol,buttheshipdoesnotmoveunwaveringlyitspath,butactuallyfollowsitinawavelikemotionthatswingsequallytobothsidesofthetruefrequencyoftheseswingsdependsontherelativespeedsofthevariousstepsinthecycle,suchastherateatwhichtheshiprespondstotherudder.
8在这样的控制系统里,航向不是通过严格的控制而是通过灵活的手段来维持的。
因此,船在航行中的航向并不是始终不变的,而实际上是沿着真航向或左或右波状行进,这些波动的频率取决于这个循环中各个步骤的相对速度,如船在船舵转动时的反应速度
9Ecologicalsystemsexhibitsimilarcycles,althoughtheseareoftenobscuredbytheeffectsofdailyorseasonalvariationsinweatherandenvironmentalmostfamousexamplesofsuchecologicaloscillationsaretheperiodicfluctuationsofthesizeoffur-bearinganimalexample,fromtrappingrecordsinCanadaitisknownthatthepopulationsofrabbitsandlynxfollowten-yeartherearemanyrabbits,thelynxprosper;therisingpopulationoflynxincreasinglyravagestherabbitpopulation,reducingit;asthelatterbecomescarce,thereisinsufficientfoodtosupportthenownumerouslynx;asthelynxbegintodieoff,therabbitsarelessfiercelyhuntedandincreaseinsooscillationsarebuiltintotheoperationofthesimplecycle,inwhichthelynxpopulationispositivelyrelatedtothenumberofrabbitsandtherabbitpopulationisnegativelyrelatedtothenumberoflynx.
9生态系统也呈现出类似的循环,虽然这些循环由于天气和环境因素的日常或季节性变化的影响而常常变得模糊不清。
此类生态学波动的最为著名的例子就是毛皮动物数量的周期性波动。
例如,从加拿大的狩猎记录上可以得知,野兔和猞猁在数量上的波动以10年为一个周期。
当野兔很多时,猞猁大量繁殖;越来越多的猞猁不断掠食野兔,使野兔的数量减少;当野兔变得稀少时,也就没有足够的食物来养活此时数量庞大的猞猁了;当猞猁开始相继死去时,野兔被捕杀的威胁也就不再那么严重,于是其数量又增加了。
如此循环往复。
这些波动存在于这个简单循环的运作中。
在这个循环中,猞猁的数量与野兔的数量为正相关关系,而野兔的数量与猞猁的数量为负相关关系
10Insuchanoscillatingsystem,thereisalwaysthedangerthat
thewholesystemwillcollapsewhenanoscillationswingssowideofthebalancepointthatthesystemcannolongercompensatefor,forexample,inoneparticularswingoftherabbit-lynxcycle,thelynxmanagetoeatalltherabbits(or,forthatmatter,allbutone).Nowtherabbitpopulationcannolongerusual,thelynxbegintostarveastherabbitsareconsumed;butthistimethedropinthelynxpopulationisnotfollowedbyanincreaseinlynxthendieentirerabbit-lynxsystemcollapses.
10在这样一个波动系统中总是存在着风险即当某一波动的幅度过大,超出了平衡点以至于系统无法再修复它时,整个系统就会崩溃。
例如,假定在野兔一猞猁循环周期的次特定的波动中,猞猁设法吃掉了所有的野兔(或者,就此而言,只剩下一只),此时,野兔的种群就不能再繁殖了。
在通常情况下,当野兔被吃完时,猞猁就要开始挨饿;但这一次,猞猁种群的数量减少之后,野兔的数量并没有增加。
接着,猞猁相继死去。
整个野兔一猞猁系统也就崩溃了
11Thisissimilartotheecologicalcollapsewhichaccompanieswhatiscalledthenutrientlevelofthewaterbecomessohighastostimulatetherapidgrowthofalgae,thedensealgalpopulationcannotbelongsustainedbecauseoftheintrinsiclimitationsofphotosyntheticthethicknessofthealgallayerinthewaterincreases,thelightrequiredforphotosynthesisthatcanreachthelowerpartsofthealgallayerbecomessharplydiminished,sothatanystrongovergrowthofalgaeveryquicklydiesback,releasingorganicorganicmatterlevelmaythenbecomesogreatthatitsdecaytotallydepletestheoxygencontentofthebacteriaofdecaythendieoff,fortheymusthaveoxygentoentireaquaticcyclecollapses.
11这种崩溃类似于伴随着所谓的富营养化的生态崩溃。
如果水中的营养物水平变得很高,就会刺激藻类迅速生长,稠密的藻类群体就会因为自身光合作用效力的限制,不能被长久地维持下来。
随着水中藻类层厚度的增加,光合作用所需要的、能够达到藻类层较低部位的光则急剧减少,结果,任何大量疯长的藻类都会很快枯萎,留下有机残骸。
接着,有机物的含量会变得如此之大以至于它的分解完全耗尽了水中所含的氧于是腐败细菌相继死去,因为它们必须靠氧才能存活。
整个水生循环陷入崩溃。
12Thedynamicbehaviorofacyberneticsystem-forexample,thefrequencyofitsnaturaloscillations,thespeedwithwhichitrespondstoexternalchanges,anditsoverallrateofoperationdependsontherelativeratesofitsconstituenttheshipsystem,thecompassneedleswingsinfractionsofasecond;thehelmsman'sreactiontakessomeseconds;theshiprespondsoveratimeofdifferentreactiontimesinteracttoproduce,forexample,theship'scharacteristicoscillationfrequencyarounditstruecourse.
12一个控制系统的动态行为,例如它自然波动的频率,它对外部变化的反应速度和它的总体运作速度,都取决于其各个步骤的相对速度。
5.在船的控制系统里,罗盘指针的动不到1秒钟;航手的反应雪要几秒钟:
船的反应需要数分钟。
这些不同的反应时间相互作用,产生了,例如,船以其真航向为中心的特有的波动频率
13Intheaquaticecosystem,eachbiologicalstepalsohasacharacteristicreactiontime,whichdependsonthemetabolicandreproductiveratesoftheorganismstimetoproduceanewgenerationoffishmaybesomemonths;ofalgae,amatterofdays;decaybacteriacanreproduceinafewmetabolicratesoftheseorganismsthatis,theratesatwhichtheyusenutrients,consu
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