生態學：原因和目的
安東尼·馬努埃爾·保拉·沙拉華*
“生態學”這個詞是由德國生物學家海克爾(Ernest Hackel)於1860年創立的，它的涵意是：“關於不同有機體之間的關係，以及這些有機體與其所生活環境之間關係的科學研究”。海克爾將希臘字“oikos”(意為“家庭”)及“logos”(意為“認識”)組成了生態學這個詞。
誇張些來說，這個詞的成功之處和我們今日的“宗教”有相似之處，是由於我們的“家庭” - 世界處於變化之中(愈變愈壞)，把無數野生動物、植物以至人類本身生活置於危險的境地。
但是，究竟生態學教了我們甚麼呢?
1)生態範圍，環境和資源
每個有機體只能在一個特定的條件下生活和繁殖，換句話說，即特定的環境條件帶(“生態範圍”)，並由此取得所需的“資源”。
按照定義，“環境條件”(例如溫度)不會被耗盡；而資源(例如食物)則數量有限，各種有機體在利用資源時必需競爭。
在這個環境條件帶中有一個最優標準(例如20℃溫度之對於人類)和邊緣值，在邊緣值的情況下有機體可維持生存但愈來愈困難，隨着能量的消耗最終達到僅僅足以維持生命的休眠狀態，(例如“冬眠”或“蟄伏”)。動物因為可以行動，因而可以得到較好的環境條件，例如它們可以創造或利用現成的庇護所，遷移...等等。而植物和許多微生物則用其他辦法、以種子或孢子的形式存活，保持一種潛在的生命，有時籍此達數十年，直到遇有利的環境條件，再轉變為活躍的生命形式。
然而“環境條件”和"資源”之間並不易分：例如水作為一種資源時有時非常缺乏(如土壤中的水)，然而水域中的水則為一種“環境條件”。光綫也是如此，在沙漠中是一種“ 環境條件”，而在森林中則為“資源”，因為在森林中、高的植物蔭蔽了其他較矮的植物。空氣更能說明這種情況：在陸地上空氣多不勝數，而在水域中則為一種資源。
2)生地化循環
活的有機體通過“生地化圈”與地球的無生命部份或“非生物體”(空氣，水和土壤)互相作用。
存在於土壤中的一部份水就是這樣與生物體相遇的：它們離開水體而進入生物體，或由土壤中被吸收(當有機體只需要存在於食物中的水份時)；或由生物體排入土壤(在排泄的情況下)；或排入空氣中(呼吸或出汗的情況下)，反覆往還不已。簡而言之就是：“記住塵埃是由甚麼構成的，就要由塵埃取得甚麼”這句易被人遺忘的句子。
工業生產的過程有時改變了這個循環，大量生產產品直至需要限制產量的程度(例如重金屬)，從而引致污染問題。
3)生物群體和生態系統群體
環境條件限制着“生物群體”或大的動植物區系的總的水平，諸如熱帶森林，溫暖沙漠，寒冷沙漠，稀樹乾草原...等。每一個“生物群體”可以因其“構造”或組成的種類而各具特點。此處是指每一個佔決定性組成部份的種類。其特點也由全部生活物質所決定。
但是，除了巨大的“生物群體”之外，也存在着較為有限的其他地理環境的“生態系統群體”，如池塘，林中空地，向陽的山坡以至地面上的水滴都有可能出現它特有的植物或動物區系。
4)生物群體，生產量和過度開採
年產量較高的系統具有豐富的水、養料、光和熱，如：紅樹林和熱帶森林。生產量較低的系統則缺乏這些要素，如：暖沙漠和冷沙漠。生物群體每年生產的數量，可以用經濟學術語稱之為某一系統的“生產量”。如此，在一個熱帶林中可以取得比地中海氣候區的樹林更多的木材。而同樣是一平方公里的牧場，在葡國北部可以比在阿連特茹養活更多的牛。這個生產量規定了一個系統可被開採的程度。一個系統如果被採收的活物質量大於生產量，則此系統就被破壞。系統破壞的例子如非洲乾旱區的牧場，正逐漸轉變為沙漠。又如有些海洋，魚的數量愈來愈少。這個概念只是分析了量的方面，在質的方面亦應分析。例如我們見到在每個系統中都存在着很多種，而每個種的數量都是不同的。再回到熱帶森林的情況：如果它的粗生產量很高是事實，則一定有很多不同的種類，而決定其生產量特點的某一樹種的數量一定比大陸性氣候地區森林中某一樹種的數量少，在這個大陸性地區的森林，其樹種也較為單調。
5)自養有機體和異養有機體；食物鏈
有機體按其取食的方式，可分為“自養有機體”和“異養有機體”。 “自養有機體”可以生產自己需要的食物，例如植物利用太陽能製造食物；細菌利用化學反應產生的能量製造食物。“異養有機體”則以其他的活生物(植物或動物)為食，而腐食性的異養有機體則以植物殘渣和動物屍體產生的有機物為食。
這些事實告訴我們，動物和植物的關係緊密相聯。有的動物直接以植物為食糧(例如食草動物)，有的間接以植物為食糧(例如以食草動物為食糧的食肉類動物)。具體的例子就是：兔子吃草，狐狸吃兔，而鷹則吃兔子和狐狸。
這樣草就成了 “生產者”，兔子為 “第一消費者”， 狐狸為 “第二消費者”，而鷹則為 “第三消費者”。這就叫做一個 “食物鏈”。實際上"食物鏈”比這裏所舉的例子複雜得多：這裏所說的 “草”，代表了各種植物、種子、根...等等的集合體；和兔子一類的還有老鼠、蛇、鳥和昆蟲；而狐狸和鷹都不是唯一的高一級的消費者。
不難理解，草的生物群體勝於兔，兔的生物群體勝於狐。事實上植物並非完全被消耗掉；在兔子取自植物的能量中，很多消耗於維持身體的活動，繁殖、搬遷、挖洞...等等。只剩下一小部份用於增加體重，而這部份則作為狐狸的食料。再者，還應當是吸收的和攝食的量相等。然而事實不是這樣，因為在消化過程中，收獲總是少於原來的個體。由於這個原因，大食肉獸的數量減少，而猛禽則成為瀕於滅絕種類最多的一群。
6)生物間的相互作用
可以用一種更通俗的形式來說：所有的生物都是另一些生物的潛在食物來源。獵食的關係威脅着其他種類的生存。以生態學的觀點來看，傳染病是 “寄生現象”的一些形式。或是生物間的一種關係，其中體積小的生物靠消耗體積大的生物維持生活。
另一種 “負面的”相互作用的形式，是兩個或更多的同種或不同種的有機體，為爭奪缺乏的資源(如食物、光、水、空間...等)而進行的 “競爭”。這種殘酷的自然界的現象也成為一些政治理論的啟示，例如納粹主義企圖製造 “純種”以及在其他方面的空想。樹木多數依靠鳥類播種，鳥吃掉樹木的果實而將種子排泄在有時離 “母樹”很遠的地方；蜜蜂和別的昆蟲為花授粉；細菌存在於反芻類動物的消化系統中，使它們可以消化纖維素。若只靠它們自己的胃液和腸液(像馬的情況)是不能消化的。另一些鮮為人知的例子是：某些海洋動物為把海藻吞下，使其成為自己消化器官的一部份，使得這些動物也像“植物”那樣可以自己製造食物。這些形式的相互作用稱為“互惠共生”。我們可以認為，“壓迫者”，“獵食者”或捕獵的關係，對於被獵的種類是有利的，因為不僅減少了病弱個體的數量，同時阻止了牧場被“被獵種類”過度破壞。
7) 不同有機體的生命循環
有些種類的活生物其生命循環必需在兩個不同的有機體內完成，這給我們提供了另外一種不同類型的生物間的關係。小麥的鏽病就是這樣一個例子(這種病的後期產生鐵鏽色的孢子)，其生命循環的一部份在另一植物中進行。很多人類疾病其生命循環的一部份在動物體中渡過。有一個例子使卓越的進化論者達爾文印象很深，就是有的昆蟲將卵產於活毛蟲的體內，迫使它成為食物來源。
8) 繼承，區系演變和穩定
生態學的另一個基本概念是它的“繼承”和“區系演變”。從一塊新地開始，例如路氹連貫公路兩旁地帶，首先出現的生命形式是草，然後出現一些灌木。緊跟着出現“木麻黃” - 一種在惡劣環境下生長的喬木。隨着嵗月流逝，出現了新的、要求較高的種類。而“先鋒植物”(以上所述的草本植物和木麻黃)構成了這些高要求植物所需的生活條件。最後將發展到一個穩定的狀態。這時，根據理論，動植物的多樣性將達到最大的程度。在松山可以觀察到相似的過程。松林在松山存在了約一百年，松林為其他許多濶葉樹種的生長開闢了道路，這些濶葉樹種很容易地取代了松樹。多年來與這類繼承並存的，還有季節性的繼承，例如：澳門的草坪每到冬天就被三葉草入侵，但到了一年之中的溫暖季節，三葉草就不見了。這個啟發性的見解如果用於城市發展上，將會有很大好處：氹仔現處於開始狀態，而澳門已達到演變階段，這有助於佈置和安排一些使城市具有特色的各種設施。
9) 混亂的生態系統
彼亞斯(Nigel Peers)在他的“基礎生物地理學”(倫敦，1985)一書中講了一個人類如何能夠改變環境，以及因認識不足所犯錯誤的笑話般的例子。一種非洲的巨型蝸牛(長度可達30公分)被人們引入太平洋的島嶼，使得許多農作物受到破壞。後於1937年由中美洲引進一種蟾蜍來對抗這種蝸牛。但是這些蟾蜍對由死蝸牛引誘而來的昆蟲比對活蝸牛本身更有興趣。以後日本人又引入巨蜥來對付鼠害(老鼠也是被引入的)。但是巨蜥在晝間而老鼠在夜晚活動，因此巨蜥只好以雞蛋為食物，並因此而激怒了島上居民。蟾蜍也是夜間活動的動物，但它們不善於隱藏，因而被豬、貓和狗吃掉。但是由於蟾蜍有毒，許多家畜吞吃後被毒死，使得老鼠數量增加得更多。
某些巨蜥願意吃為害椰子樹的蟑螂 - 這是一項意外收獲! - 但它們也吃椰子蟹，而椰子蟹是唯一可以攻擊巨型蝸牛並取得一定成功的動物。
以更加通俗的方式來說明這個問題，我們可舉一些農業上的大災難為例：葡萄種植業在上個世紀(1848-1878)被來自美洲的昆蟲 - 葡萄根瘤蚜摧毀，而這種蟲在其原產地是無害的，這個災難只有用嫁接美洲葡萄的方法才被控制住；又如愛爾蘭的馬鈴薯病害(1845)，起因於一種也是來自美洲的真菌，導致上百萬植株死亡，並引起愛爾蘭與英格蘭之間至今仍然顯示出來的矛盾。澳洲的兔子引起一場災難，而為了撲滅這場災難而臆想出來的“藥方”，卻幾乎摧毀了作為重要經濟資源的歐洲的兔子。在引種的時候，如果在新環境中不存在足以控制被引入種類數量的其他動物時，後果將是嚴重的。
相反，“擾亂因素”的移去，也會產生意想不到的結果。例如在轉作保護區的地段禁止放牧，將使許多矮生的植物被消滅，而它們以前曾是這個地區的主要種類。如今它們則被體型較大的種類取而代之。這些高大種類在禁牧以後得到了發展的條件。
然而對生態系統的干擾並不限於外地動植物的引進。生態系統可以簡單地被破壞(城市化，大型水利工程，焚燒)；被分割(循環的方式)；被取代(自然的樹林和牧場被農田所取代)或遭受農業毒劑(殺草劑和殺蟲劑)或工業活動產生的有毒物質傷害。
根據這一判斷，斷言許多這類有關動植物健康的問題是歸咎於無知絕非過份(或雖非無知，而是一個沒有聯係實際的學院式知識)。多樣性是自然界的特點，不明白這一點，導致了農業和林業單一種植；豬圈、禽舍和牛欄只豢養相同年齡、相同品種的動物；按種類來喂飼...等等。
隨着人類逐步認識生物及其環境之間所有這些類型的關係，並且從生物中得到愈來愈多的意識，認識到一個明顯限制性的行動，將產生比預期多得多的結果。另一方面，這種認識與人口爆炸時代及技術時代是相符的。這個時代使人們得以衡量以前意想不到規模的設想，進而對環境取得更廣更深的認識，並由此而創造了“環境效應”的概念。美國的先驅者們於1969年出版了一部著名的法規，這個法規後來被所有國家採納。這份文件指出，一切重大的規劃項目都必需附有一份研究材料，預計這項大工程的後果將使環境產生的變化。(請注意，這個法規同時還提出了一個好見解，主張這項研究也要分析該規劃項目的社會效應)。當人們意識到世界處於嚴重而難於逆轉的變動威脅之下時，開始去創造“自然公園”和保護區，用生物殺蟲劑代替化學殺蟲劑，建立污水處理站...等等。環境學者的討論不再只限於多少受限制的團體，不再變成由多少擁有廣泛權力的“環境部”出面，各大政党的官式討論。
10) 我們目前處於何種狀態?
值此關於“環境效應”的立法出版了將近30年之際，我們可以觀察到甚麼樣的情景呢?要求生活簡單化或“回歸自然”的呼籲只有少數擁護者，因為這與人類的本性相違背，沒有多少人願意放棄已經達到的生活水平；不要忘記，歷史是不會倒退的。事實上我們的富裕國家確是取得了一些進步，例如列諾河以及瑞士一些湖泊的非污染化。但第三世界國家的情況則仍在惡化，存在着諸如乾旱地區沙漠化、熱帶森林減少、河流污染增加、以及水土流失等問題。這些問題的根源在於人口的增長(比發達國家多得多)，在於統治階級關心自己的利益甚於關心為他們的國家服務，農林初級產品的價格低廉和缺乏知識。這些國家靠他們自己的力量可以克服這一大堆問題是件值得懷疑的事。像這樣的生態學問題只能用一種較多生物學而較少純技術的方法(遺傳工程在這方面開闢了廣闊的前景)，以及通過廣泛的、非贏利的國際合作，換句話說，即通過人類彼此間的新關係來解決。
* 農業工程師╱園林設計師
