Lesson 11 Four Laws of Ecology
全文翻译
生态学的四条规律
巴里·康芒纳
1.总体而言，地球的三大系统，即：空气、水和土壤，其行为由环境循环所决定。每一个系统中都生活着成千上万个不同种群的生物，每一个种群都有与之相应的特殊环境生态位，而且每一种群，在它的整个生命经历中，都影响着其周围环境的物理和化学特质。
2.每一个生物种群也与不少其他的种群互相联系。这类联系类型之多，让人迷惑不解，其错综复杂的细节也让人惊叹不已。某一动物，如一只鹿，可能是以植物为生，而植物的营养又来自土壤中的细菌活动，同样，这类细菌又是靠陆地上的动物排泄出的有机物而存活的。同时，鹿又是美洲狮的食物，昆虫可能以植物的汁液为生，或者从植物的花朵里采集花粉为食。另外一些昆虫则吮吸动物的血液。细菌可能靠动物和植物的内部组织存活。真菌分解死亡植物及动物的机体。所有这所有，都是由一个又一个种群通过复杂而严密的关系组织和多次循环构成的，因而产生了地球上巨大的生命之网。
3.研究这类关系与把每种生物同其物理及化学环境相联系的过程的科学是生态学。这过科学与地球家政有关。由于，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，它所涉及的大多数内容都是从地球整个生命之网的一小部分上所得到的。生态学还没明确形成一套无懈可击的规律，譬如说像物理学定律那样可以举例证明、能化繁为简的一般规律。不过，基于大家目前对生态圈的认识，已经可以看出一些明显的规律，它们可以组成一套通俗的“生态学规律”。这类规律表述如下：
生态学的第一条规律：每个事物都与其他事物息息有关
4.支撑这个结论的部分证据前文已经有所讨论。它反映出生态圈中存在着各种相互联系的复杂互联网：这个互联网存在于不同
的生物有机体中，存在于种群、物种与个体有机体与它们的物理化学环境之中。
5.一个生态系统由很多相互联系的部分构成，它们相互用途，这是事实。但，仅仅这个事实就会产生某些出人预料的影响。控制论的进步很大地提升了大家描述这种系统行为的能力，而它的进步比生态学甚至更晚。控制论这一基本定义与这个词本身的产生都应归功于已经过世的诺伯特·维纳的创意。
6.“控制论”一词来自于希腊语中的“舵手”,它主要研究操纵或控制某一系统行为的事件发生的周期。舵手是系统的一部分，而这个系统还包含罗盘仪、船舵及船。假如船偏离了罗盘仪的指示方向，这个变化就会在罗盘仪指针的移动上显示出来。当舵手察看并获悉这个事件后、这个事件就决定了继之而来的事件：舵手转动船舵，船舵使船回到原来的航向。因此，罗盘仪指针也就转回到原来设定的航向地方上，这个周期也就完成了。假如罗盘仪指针只不过稍稍有点偏离，而舵手转舵的幅度又太大，船的过分偏航也会在罗盘仪上显示出来，这就提醒舵手把舵往回打，以纠正他的过度行为。如此，这个周期的运作就使船的航行处在稳定的状况中。
7.与以上方法相似，控制过程中起稳定用途的各种关系也可以构成一种生态循环体。以淡水的生态循环体为例：鱼—有机排泄物——腐败细菌——无机物——藻类——鱼。假设因为夏天天气异常温暖，藻类飞速成长。它耗尽了无机营养物，结果这个循环体中的两个环节——藻类和无机物失衡，从而朝反方向进步。这个生态循环体的运作，就像那艘船的运作一样，非常快就会使这种形势回归到平衡状况，由于过多的藻类使鱼更容易获得食物，这就降低了藻类的数目，而增加了鱼的排泄，这在最后又致使水体的营养物水平因鱼粪的腐烂而增长。如此一来，藻类和营养物的水平又恢复到它们原先平衡的状况。
8.在这种控制系统里，整个过程不是通过严格控制而是运用灵活方法来保持的。因此，船只在实质的航行过程中并不是一直严格根据那条正确的航线航行，而是大体沿着这条航线或左或右波进。这类变化的频率取决于这个循环体中每个步骤的相对速度，如船在船航转动时的反应速度。
9.生态系统也有类似的循环体，虽然这类循环体因为天气和环境原因的平时或季节性变化的影响而常常变得模糊不清。在这种有关生态学的波动中，最为著名的例子是毛皮动物数目的周期性波动。比如，从加拿大的打猎记录上可以得知，野兔和猞猁在数目上的波动周期为十年。当野兔不少时，猞猁很多繁殖，因而掠食野兔的猞猁也愈加多，这使野兔数目降低，当野兔变得稀有时，也就没足够的食物来养活数目庞大的猞猁了；当猞猁开始相继死去时，野兔被猎杀的威胁也就不再那样紧急，于是其数目又增加了。这样循环往复。这类波动存在于这个简单循环体的运作中。在这个循环体中，猞猁的数目与野兔的数目为正有关关系，而野兔的数目与猞猁的数目为负有关关系。
10.在这种波动系统中，假如某一波动的幅度过大，超出了平衡点，而系统又没办法修正它，整个系统就必然会有土崩瓦解的危险。比如，假定在野兔-猞猁循环体的一次特定的波动中，猞猁设法吃掉了所有些野兔,如此，野兔的种群就不可能再繁殖了。一般情况下，当野兔被吃完时，猞猁就要开始挨饿，但这一次，猞猁数目降低之后，野兔的数目再也不会增加了。结果，猞猁就相继死去。整个野兔-猞猁系统也就崩溃了。
11.这种崩溃像水体富营养化过程之后的生态崩溃。假如水中的营养物水平变得非常高，刺激水藻的飞速成长，稠密的水藻群体就会由于自己光合用途效力的限制，不可以被长久地保持下来。伴随水中水藻层密度的增加，光合用途所需要的、可以达到水藻层较低部位的光则急剧降低，结果，任何茁壮疯长的水藻都会非常快枯萎，同时留下有机残骸。如此，有机物质的含量很大，其分解耗尽了水中所含的氧。于是腐败细菌相继死去，由于它们需要靠氧才能存活。整个水生态循环系统崩溃。
12.一个控制系统的动态行为，比如它自然波动的频率，它对外部变化的反应速度，与它的总体运作速度，都取决于其每个步骤的相对速度。在船的控制系统里，罗盘仪指针的摆动不到一秒钟，舵手的反应需要几秒钟，而船的反应则需要数分钟，这类不一样的反应时间相互用途，从而致使了船以其真实航向为中心的特有波动频率。
13.在水生态循环系统里，每个循环步骤都有其特定的反应时间，这取决于参与循环的有机物代谢速度和繁殖速度。繁育新一代的鱼可能需要几个月，新一代水藻的成长可能是几天的事，而腐败细菌的繁殖则可能仅需几个小时。这类有机物新陈代谢的速度，即它们借助养分、消耗氧或排泄废物的速度与它们的规模星负有关。假如鱼类的代谢速度是1,那样藻类的代谢速度是100,细菌的代谢速度则是10,000。
14.假如整个循环系统要维持平衡，代谢的整体速度需要由最慢的步骤控制，就上面的案例而言；则是由鱼类的代谢控制。假如任何外面用途使得循环的部分运作超出了整体速度，那样就会产生问题。譬如说，鱼的排泄速度决定了细菌分解的速度及细菌分解带来的的氧消耗速度。在平衡的状况下，藻类产生足够的氧，这类氧进入空气中，支持细菌的分解。假设有机排泄物进人循环的速度让人为地增加了，比如通过向水里排人污水，那样提供给腐败细菌的有机排泄物的水平便大大地超越了一般水平。因为腐败细菌的代谢速度增快，它们可以与增加的有机物飞速起用途。其结果是，腐败细菌消耗氧的速度可能比较容易超越水藻产生氧的速度,最后水里的氧含量降到了零，致使整个系统的崩溃。只有在整个循环系统没外面侵入的状况下，循坏的每个不一样的进程的速度才能维持一种自然的平衡状况。一旦循环体外部遭到此类影响，它是不受循环关系的自我调节能力控制的，如此一来，这种外面有哪些用途对整个系统的稳定就构成了威胁。
15.各种生态系统在它们的速度特点上千差万别，因而对改变了的环境作出反应或者接近崩溃点的速度也是大相径庭。比如，水生态系统的循环要比土壤生态系统的循环快得多。所以，一英亩种群丰饶的岸线地带或者一英亩鱼池每年所产生的有机物质是一英亩苜蓿每年所产生的有机物质的七倍。土壤循环体的循环之所以慢，是由于它的很多循环步骤中某个环节的速度很慢——即从土壤的有机物贮存中释放养分的那一步，比在水生态系统中相同的那一步慢得多。
16.一个生态系统在被迫崩溃前所能承受的重压的大小，也取决于该系统中的各种相互联系与与之有关的反应速度。生态系统越是复杂，其抗压能力就越强。比如，在野兔-猞猁这个系统中，假如猞猁有一种可供替代的食物来源，它们就大概在野兔忽然死光后继续存活。用如此的方法，另辟蹊径，即替代渠道，提升了一个生态系统的抗压能力。大部分的生
态系统很复杂，它们的循环呈现出来的不是单一的循环链，而是由很多支线交叉在一块，形成一个相互关联的循环互联网。生态系统就像一张网，网中的每一个结点都是通过几股支线与其他节点连接在一块，这种结构比单一无支线的线圈更能抵御崩溃，而后者在任何地方剪上一刀就会土崩瓦解。环境污染常常表示一个生态系统中的种种联系被切断，或者是这个
生态系统已经让人为地简化了，并且因此变得愈加脆弱很难抵御重压和最后的崩溃。
17.生态系统的反馈特质会致使极其巨大的扩大和强化过程。比如，在食物链中，小的有机体被较大的有机体吃掉，而后者又被更大的有机体吃掉，这样的情况不可防止地致使食物链顶端最大的有机体体内的环境构成集中化。较小的有机体的代谢率一直比较大的有机体看上去高得多，如此，它们用以转变成能量的食物量较之它们身体吸收的量要大得多。因此，处在食物链顶端的动物要靠消耗很多的坐落于食物链较低端的有机体来保持存活。从而食物链中较低端的有机体中存在的没办法代谢的物质，都集中在坐落于食物链顶端的有机体里。所以，假如DDT在土壤中的浓度是1个单位，它在土壤中生活的蚯蚓的体内就会达到10至40个单位，而在以蚯蚓为食的山鹬体内，DDT的浓度就会达到200个单位。
18.所有这所有都来自于与生态系统有关的一个简单的事实：每一个事物都与其他事物息息有关：系统因其动态的、自我补偿的特质而维持稳定，这类相同的特质假如承受的重压过大，就可能致使系统的忽然崩溃；生物网的复杂性与它内在的循环速度决定着它能承受多大的重压与多久内不崩溃；生态网是一个扩大器，因此，在一个地方出现的小混乱可能产生巨大、深远、旷日持久的影响。生态学的第二条规律：所有物质都得有地方可去
19.当然，此说只不过对物理学的一个基本规律—水平守恒定律比较非正式的重述。当这一规律运用到生态学时，它强调的是自然界没所谓的“废物”。在每一个自然系统里，某种有机体当作废物排泄出来的东西都会被另一种有机体当作食物吃掉。动物所释放的二氧化碳是呼吸系统里的一种废物，却是绿色植物所需的要紧养分。植物排出氧则被动物所借助。动物的有机粪便滋养着腐败细菌。腐败细菌的废物，如硝酸盐、磷酸盐和二氧化碳如此的无机物质则成了藻类的养分。
20.假如大家坚持回答“物质到哪儿去了?”这个问题，大家就能获得关于生态系统的很多有用信息。以含汞的家用商品为例。汞对环境的影响不久前才被搞了解。大家买了一节含汞的干电池，用完后“扔掉”。电池去了哪儿呢?第一，它被扔在垃圾箱里，然后被采集起来送到垃圾焚烧炉。在这里，汞被加热，产生蒸汽汞，从焚烧炉的烟囱排了出去，但别忘了，含汞的气体是有毒的，它被风刮走，最后通过雨或雪回到了地面。譬如说，进入一个深山湖泊里，凝聚并沉入湖底。在那里，细菌对汞进行加工，将它变成甲基汞，这种汞是可以溶解成液体的，它最后被鱼吃了。因为汞是不可以被代谢的，汞将在鱼的器官和肉里累积起来。鱼让人捕捞，人吃了鱼，汞就存积在人的脏器里，而它对人的脏器是有害的。此类例子不再——列举。
21.这中办法可以很有效地探索出生态路径，也能绝佳地消除大家常见持有些一种观念，这种观念觉得，某种东西被当作无用之物扔掉后，就“消失了”。事实上，什么都没“消失”,它只不过从一个地方转移到了另一个地方，从一种分子形式转变成另一种分子形式，暂时居留在某个有机体内，影响有机体的生命过程。导致目前环境危机的重要原因之一是人类从地球获得了很多的资源，并将它转变成新的形式，然后又排放到环境中!在这一过程中，人类没考虑“所有物质都得有地方可去”的规律。结果常常是，很多有害物质堆积在事实上并不是它们的地方。
训练答案
Ⅱ.
A.
1.The first paragraph serves as a general introduction to the environment in which each species is closely related to others and has particular influences on them.
2.The writer first provides a definition of ecology with scientific terms:The science that studies these relationships and the processes linking each living thing to the physical and chemical environment.Then he adopts a metaphor to define it:It is the science of planetary housekeeping.
3.The first law of ecology is "everything is connected to everything else."The ecosplayystem is influenced and stabilized by the interconnection of different species,which is like a net.The balance is carefully kept by the helmsman.However,once the balance is broken,the whole system will collapse.
4.These two paragraphs mainly focus on ecological osclation.The rabbit-lynx system is abeuf thecoexistence of rabbit and lynx,which is used to explain the periodic fluctuations of ecological oscillations.When the rabbit populatión drops and no longerreproduces,the lynx will starve and the system collapses.
5.First,the nutrient level of the water becomes so high that algae grow to a thiekhess that reduces its photosynthetic efficiency.Thenthe algae die and release organic debris.The decay willtotally destroy the oxygen content of the water and thus the entire water cycle collapses.
6.As an external factor,the sewage will intrude into the original balanje of the water cycle.As a resut,the algae need to consume more oxygen to digest the sewage.When the speed of oxygen consumption surpasses that of production,the whole system collapses.
7.Not necessarily.It depends on the complexity of ecosplayystem because it can determine its ability to resist stress:the more complexthe ecosplayystem,the more successfully it can resist stress,and vice versa.
8.The second law of ecology is "everything must go 百度竞价推广ewhere."Each component of ecosplayystem is indestructible and there is nosuch thing as "waste."Through life process everythihg is cycled in different forms.
B.
1.The TOPic sentence of Para.2 is:Each living species is also linked to many others.The writer first describes it as"bewilderingintheir variety and marvelous in their intricate detail,"and then uses the example of deer and bacteria.Finally,the writer develops thethesis statement into an enlarged discussion scope.
2.The writer starts his explanation of the word with the Greek origin of the word"cybernetics"to attract readers'attention.Then heuses a correspondent metaphor of ship to explain this term to make the explanation vivid and clear.
3.The fresh water ecological cycle:fish—organic waste—bacteria of decay—inorganic products—algae fish.
4.The writer compares ecosplayystems to a net.He is trying to explain the interconnections of ecosplayystem and its ability to resist stress.
5.The writer uses metaphors and examples to make complicated concepts easier to understand.These methods can assist commonreaders who do not have scientific background in comprehension.
6.The writer uses definition,analogy and comparison to explain terms.The word choice is plain and simple while the sentencestructures are concise and straightforward.
Ⅲ.
1.The above is just a single example showing the connections of deer to other forms of life.But in reality,this is added many timesand organized species by species in precise relationships with many other details.And this makes up the large and extensive networkof life on the earth.
2.Ecology is the science that deals with how the affairs of ourhouse,the planet,are managed.
3.The development of the science of cybernetics has greatly improved our ability to describe the behavior of ecosplayystems,which iseven younger than the science of ecology.
4.Similar to the ship system,cybernetics systems with stabilizing effects are an integral part of an ecological cycle.
5.The fact that the size of fur-bearing animal populations changes periodically can clearly illstrate such ecological oscillations.
6.Since more rabbits provide more food for lynx,therefore the rising population of rabbits increases the population of the lynx.Reversely,when the number of lynx increases,rabbits are more fiercely hunted and consumed,as a result of which,the populationof the rabbits decreases.
7.There are many different ecosplayystems on the earth:the air,the fresh water,the ocean,the soi the desert,the forest,etc.Their ratecharacteristics differ and that's why they respond to changed situations or come near to the poinfotcolapse with differing speeds.
8.Environmental pollution indicates that some ecological links have been destroyed.Asbres@t,the ability of the ecosplayystem to resiststress is simplified due to human activities,therefore it is more vulnerable to finahcollapse.
9.If everything must go somewhere,we may persistently try to answer the giestion,/Where does it go?"Because in doing so,we爸can learn a great dealof valuable information about the ecosplayystem.
10.Let's examine what's going to happen to a household item whiehidontains mercury which is a substance that can causeenvironmental effects that science has recently discovered.
IV.
A.
不1.degrade:to change a substance,chemical,ete.to a simpler form
2.law:a statement that describes and explains how something in nature works
3.population:all the organisms living in a given area
4.picture:to describe something clearly
5.late:deceased,used of persons
6.veer off:to change direction;to tum or swing around
7.fluctuation:sudden changes in something such as the price,amount,or level of something
8.inversely,in exactly opposite ways turnover:the continuous process of loss and replacement ofa constituent ofa living system
9.turnover:the rate at which things leave or be replaced
10.fabric,texture,quality;underlying structure,framework
11.surface:to become known after being hid.
B.
1.turning aside
2.reduces
3.sudden changes
4.destroys
5.a regular movement between two limits
6.starts to develop
7.greatness
8.disturbance
9.released
10.poisonous
11.turns
12.can be dissolved into liquid forms
13.stored and kept
14.commonly held
C.
1.细菌
2.生态圈
3.控制论
4.罗盘，罗盘仪
5.舵
6.无机物
7.水藻，海藻
8.猞猁
9.硝酸盐，硝酸酯
10.磷酸盐，磷酸酯
11.光合用途
12.氧含量
13.代谢用途
14.食物链
15.氧化
16.干电池
17.汞
18.甲基
V.See the translation of the text.
VI.
1.Para.1 focuses on the traditional concepts of the two worlds'people live in the natural world and the world of our creation.Para.2 centers on the notion that division between these two worlds has now been breached due to unwitting acts of man.Para.3 mainlytalks about the idea that human activity has profoundly changed the globe that everywhere has radioactivity that was not therebefore.Para.4 states that we should understand the interaction between our two worlds and these two worlds are at war.
2.It is stated in Para.4:Clearly,we need to understand the interaction between our two worlds:the natural ecosplayphere,the thin globalskin of air,water,and soil and the plants and animals that live in it,and the man-made technosphele-powerful enough to deserve sograndiose a term.
3.The writer used personification to describe the counterattack of the natural world,fo)exgmple,“threaten”"dry up"“contaminate”and “poison”".These words stress on the ferocity of the "war"we are at with the nature.
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