论文资料：工程与生态的结合奥登兄弟的贡献

《论文资料：工程与生态的结合奥登兄弟的贡献》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第三章工程與生態的結合—奧登兄弟的貢獻一九六二年美國的生態學家卡森(RachelCarson)出版「寂靜的春天」(SilentSpring)，這是影響人類近代思潮最重要的著作之一。從此「污染」這個陌生的字眼，轉變為普世的熱門名詞。這本書讓環境成為眾人注意的焦點，隨之而來是普世「環境保護法」的推動與「環保署」的成立。經此運動，傳統的衛生工程轉換成為「環境工程」。自此，水污染處理的技術不斷發展出來，污水排放的準則也訂定出來，許多工廠、畜牧場、礦場與都市也紛紛設立污水處理系統等。似乎世界上環境污染可以迅速獲得改善，但是結果並非如此樂觀。環境工程仍然將人擺在環境問題的中心，例如污水處理的過程

2、中付出許多的花費去讓水去流動，讓氧氣進入水中，讓微生物與污染質接觸，讓接觸後的污泥沈澱，讓沈澱後的污泥乾燥，讓乾燥後的污泥運出，運到哪裡才不會影響大自然？或讓處理後的污水加氯，加氯後的污水殘存氯的毒性，要排到哪些水中，才不會對外界生物造成影響？能量與經濟的問題環境工程不僅花費大量的成本與能量，而且從未考慮到處理排放後的污水對於生態是否會產生任何負面的影響，對於野生動物的棲息地是否可能造成破壞。但是污水處理廠祇處理到排水管的末端，並未呈現生物反應的末端。二十世紀後期，人類花了許多力量處理污水，結果是在已開發的國家效果不彰，在正開發的國家是名存實亡，在未開發的國家更是避而不談。發展的瓶頸

3、這是環境工程的悲哀，既被認為是環境污染問題的技術主流，卻又無法有效解決污染問題。當社會有經濟壓力時，反被要求對污染監測結果噤聲，或降低標準，甚至淪為污染排放者的擋箭牌，甚至還提出放流水「生物需氧量(biochemicaloxygendemand)與懸浮性顆粒(suspendedsolids)的濃度已經合乎排放許可，為什麼還要在乎承受排放的作物、或是魚貝類長得如何？」。當任何知識被認為是解決問題的惟一權威時，這門知識就會顯出愚昧與不足，甚至成為進步的絆腳石。這時就需要一些看似搗亂的人出來，對權威式的思考提出反擊，期待把解決問題的方式再往前推進。在二十世紀，將生態與工程結合，最著名的學者

4、是喬治亞大學教授尤金‧奧登(EugeneOdum,1913-2002)，與他的弟弟佛羅里達大學教授霍華德‧奧登(HowardOdum,1924-2002)。尤金‧奧登於1953年提出三個生態工程關鍵的論點：生態系統是大自然的基本單位，生物多樣性能穩定生態系統，與工程有助於生態系統的穩定度，他被稱為二十世紀「生態學之父」，他曾提出「三分之一土地供為開發，三分之二土地保留給大自然」(3)的呼籲，是少數對於工程開發不具敵意的生態學者。尤金‧奧登的見解主要來自珊瑚礁的研究，他發現珊瑚蟲與藻類的共生，是促進珊瑚生態系統最重要的因子。他研究的經費來自美國原子能委員會，核子武器試爆後，他是第一批進

5、入現場量測輻射量的學者，他目睹核子工程對生物的滅絕。1964年，他擔任美國生態學會主席時，提出工程能毀滅大自然，也應該能為生態系統效力。尤金‧奧登深深影響生態工程學「以工程進行生態復育，使生態系統得以更新」的觀念，使工程學者或專家開始跨越工程學與生物學之間的鴻溝。1962年，霍華德‧奧登提出生態工程(ecologicalengineering)這個名詞，被稱為「生態工程學之父」。他主要研究佛羅里達州濕地與能量的關係，並以能量的角度探討濕地所吸收太陽的能量，有多少轉換成為植物代謝所需、多少轉換成為魚類與無脊椎等動物代謝所需。這個研究由1950年持續到1970年，他得到一個結論，提出「生

6、態系統將能量最有效率的使用」，能量最佳利用成為生態系統的特性。反之，一個劣化的生態系統在末了會輸出大部份的有效能量。這成為用濕地生態系統來處理污水思維的基礎。在一個理想的生態系統，輸出的有效能量不僅最低，而且排出的物質是水、二氧化碳等基本的物質。生態系統與周遭環境動態回饋為什麼一個理想的生態系統，能充份使用外界輸入能量與物質？為什麼被人破壞的生態系統會失去這種能力？霍華德‧奧登持續思考這兩個問題，他在1989年(4)提出，生態系統的劣化或被破壞，是因為生態系統存在「自律」(self-organizing)的能力，使生態系統內部對於外在環境變化有回饋(feedback)機制，環境改變時

7、，生態系統會尋找新的平衡。生態系統裡的多樣生物，像是多層次的分解網絡，將進入系統內的物質與能量徹底的分解，不致造成物質與能量的累積，就像通暢的系統，不斷的接受物質與能量，盡取所需，再盡排出，系統內的每種生物都有其必要的功用，發揮各從其類的功能。只是生態系統的自律與回饋機制，比物理、化學作用更複雜，不易量化為單一的法則或理論。生態系統組構的起始設計反之，一個劣化的生態系統，是只有少數幾種生物能夠適應，這些生物成為獨佔性的物種，其選擇的食物有限，代謝排出的物質