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敲敲键盘就能发论文,生态学家还有必要做野外研究吗?

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发表于 2025-7-19 07:26 AM | 显示全部楼层 |阅读模式


敲敲键盘就能发论文,生态学家还有必要做野外研究吗?

王润玺
香港大学生物科学学院博士研究生

来源:Runxilization
2025-07-19 09:15:13

a1.jpg 【文/王润玺】五月底有幸去门头沟带了本科生的动物学野外实习,结束后看着学生们发的朋友圈,又回想起自己第一次去北戴河、去蓟县参加野外实习,回想起在香港北潭涌带过的本科生的野外实习。我是一个喜欢野外的人,每一次去野外实习,不论地方是否相同,不论是作为学生还是助教或者老师,都会观察到许多新奇的生物和生命现象,收获许多令人兴奋的发现和新知,我从没怀疑过去到野外的意义。


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直到有一次,我在林子外等待一组学生完成树木的测量任务,一个学生满身污垢、怒气冲冲地从林子里钻出来,显然刚刚结实地摔完了一大跤,好不容易逃了出来,喘着粗气,瞪着质问我,为什么要让他来这里遭这些罪,明明有许多仪器可以代替人工完成这些工作,明明这些由学生测量的数据也不一定会用到研究中,为什么非要让他钻到林子里,满身污尘。


“这样的野外研究有什么意义?”

我一时竟答不上来。当然不只是因为我当时的英语还很拙劣,更是因为我从没认真思考过这个问题。

是啊,其实并不是每个人都喜欢野外、享受野外,即便是生物学专业的学生,TA们更喜欢和擅长的也许是在实验室;也不是每个人能够忍受野外的脏累苦,即便野外实习已经足够轻松,而且许多劳动密集型工作已经可以被自动化测量仪器所替代。让TA们都去体验这样初级的野外研究还有必要吗?即便是为了科研,我们已经收集了那么多的数据,我们还在不断拥有新的技术,我们有必要花时间去野外受罪、弄脏自己的双手吗?

当我们能在电脑前通过数据洞悉世界时,我们还有必要走出房间吗?

至少从科研的实践上来看,走出房间的研究者正在减少。2018年的一项研究分析了1980年到2014年发表的近6万篇保育类研究(Ríos-Saldaña et al., 2018),发现基于野外的研究减少了20%,而仅基于建模和数据分析的研究分别暴涨了600%和800%,并且引用率更高的学术期刊发表的基于实地的研究更少。学术界正在把更多的票投给房间里的研究者。

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包含野外工作的研究比例(a)以及其和基于模型/数据分析的研究在出版物中的增长速率(b) Ríos-Saldaña et al., 2018

这是否在暗示野外研究已经变得越来越不重要了?如果这样的话,那对于学生,也就是未来的研究者来说,了解和经历野外研究,是否也并没有那么必要了呢?

看着学生们发的朋友圈,这个问题不禁又涌上我心头。尽管这一次还没看到学生质疑野外工作的意义,多是兴奋和雀跃,但我依然有些忧虑。因为相比起真实的野外研究,野外实习不过是一次短暂且温和的排练。当TA们有一天真的从事科研,走进更真实的野外之后,会不会也会在疲惫劳累和怨恨中,发出那声质问:这样的野外研究有什么意义?

这一次,我不想再逃避。

真实的基线

2023年,世界上有57%的人口居住在城市中。而到了2050年,这个比例将增加到70%。这意味着,世界上大部分人可能终生都生活在远离自然的钢筋水泥中,即便偶尔会离开巢穴,也只不过会在自然的边界上浅浅地掠过。除此之外,商业发展和技术进步的紧密合作正在将人类紧紧拴在电子设备前方。

人类在时间和空间上接触自然的机会都在骤减,对地球上真正的自然变得逐渐陌生。罗伯特·M·派尔(Robert M Pyle)将这种人类对自然认知的持续性异化称为“经验的消亡”(Extinction of experience, Pyle, 1993)。

这种消亡通过人口的世代更迭得到加强,当城市孕育的新一代逐渐成为人口主体之后,人们的集体记忆将会逐渐遗忘自然被改造前的模样:同一个地方的森林在父母辈记忆中应该是郁郁葱葱的原始林,而到了子女辈记忆中可能已经完全被整齐而荒芜的种植林所替代。这就是“环境代际遗忘”(Environmental Generational Amnesia,Kahn and Kellert, 2002)。这种经验消亡的一个直接后果就是,人们将会把城市及其周边彻底被改造的地带视作环境的常态。

但这并不是地球的常态,城市仅仅占据了地球3%的面积。

自然应当是什么样的?健康的环境是什么样的?当这些基本认知正在人们心中发生偏移时,人们对环境的恶化将会更容易接受、对于扭转环境恶化的积极性也将会下降,这也被称为“基线改变综合症”(Shifting Baseline Syndrome,Pauly, 1995)。

基线改变综合症将会不可避免地导致人们对环境的进一步恶化选择坐视不管。当人们习惯了环境的恶化,也会倾向于认为未来进一步的退化并没那么可怕。因此,不是人们明知道自己应该行动却拒绝行动,恰恰是人们根本就意识不到自己应该行动。而且,即便是人们幡然醒悟,决定有所行动,人们也往往会设定并不恰当的目标,因为人们心中的基线已经改变:自然本就如此。

可自然本不如此。

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原始林(上)与次生林(下)的对比 图:Andrew Slack,Save the Redwoods League


与自然接触经验的消亡还会带来另一个后果:“生物恐惧症”(Biophobia,Ulrich et al., 1993)。你怕虫子吗?很多人都怕虫子。恐惧是生物历经千百万年演化出的防御避险机制的一部分。然而,越来越多的证据发现,人类对其他生物的恐惧已经超越了演化的结果,反而更多受到与其他生物互动强度影响(Soga & Gaston, 2023; Zeller et al., 2025)。

人类越是不接触自然,越是对其他生物感到恐惧。

当你害怕虫子时,你在害怕什么?你见过蟑螂吗?比如突然在家中某个角落和狭缝发现的那两根触角。实际上,地球上生活着近5000种蟑螂,其中不过只有几十种会进入人类栖居的空间,而大部分城市人真正能有机会遇到的,不过两三种。当你拍死那只蟑螂的同时,它99%的近亲都正在森林中将落叶、动物尸体和粪便分解成为土壤养分,推动着地球生态系统的物质和能量循环。

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这些全是蟑螂 Hinkelman, 2022


害虫/益虫二元化的区分是抽象的,而自然中的蓬勃生长的物种是具体的。

地球上的每一个生命都在努力生存,它们在自然中扮演的角色是复杂而多样的。如果你能在真实的野外中看到这些丰富多彩的生命,你的看法是否会有些许不同?至少参加完野外实习的同学们是这样的。我看到了声称绝对不会碰虫子的同学,在实习总结上兴奋地讲述着关于虫子的故事。

对于大众来说,这种对自然认知的基线偏移也许只会带来观念上的制约和行动上的迟缓,通过一定的科学传播和教育或可得到缓解,但对于生态学的研究者来说,基线偏移却会是致命的隐患。
 楼主| 发表于 2025-7-19 07:29 AM | 显示全部楼层
本帖最后由 Hutong9.net 于 2025-7-19 07:37 AM 编辑

无知的幻境

今年3月发表在《生态与演化进展》(Trends in Ecology and Evolution)上的一篇文章把经验的消亡聚焦在了生态学家身上(Soga & Gaston, 2025)。文章的观点指出,野外研究和实习的减少将会直接阻碍生态学研究的进步,因为野外研究渗透到了其研究过程的每一步:不论是发现问题和提出假设,还是数据收集和整合。

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然而,也有学者不同意这个观点并发表文章予以反驳,他认为生态学对野外研究重视程度的降低恰恰反映了生态学的成熟和进步、不断向着专业化发展,尽管会对学生培养和新假设的形成造成损害,但如传感器、卫星、高通量实验、数字建模和模拟等新技术和方法的进步可以弥补这一损失(Guariento, 2025)。我们不需要为此警惕,反而应当感到欣慰。

我们如今真的已经可以在电脑前通过数据洞悉世界了吗?

这只不过是一种无知的幻境,我们甚至没有完成对地球最基本的探索。


森蒂内拉山脊(Centinela Ridge)位于厄瓜多尔西部,这里有一片面积约为40平方公里的云雾林,其中生活着90多种特有植物。但这片珍贵的云雾林在上世纪90年代因为大规模的森林砍伐被严重破坏,其中生活的特有植物被植物学家宣称已经全部灭绝。这次事件被誉为现代最臭名昭著的生物多样性灭绝事件之一,甚至还因此诞生了一个名词:“森蒂内拉式灭绝”(Centinelan extinction),用以形容物种还未被人类所认识就彻底消失。

然而,随着近些年更加详细的调查研究,研究者发现有99%所谓的森蒂内拉特有物种其实都可以在其他地区找到(White et al., 2024)。事实证明,森蒂内拉的灭绝事件只不过是由于野外调查不足所导致的偏差。而在人迹更加罕至的地方,这样的偏差更加剧烈,比如林冠、地下和深海。

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厄瓜多尔森蒂内拉地区景观及五种被认为已经灭绝但实际依然存在的物种 White et al., 2024, Nature Plants

全世界有两百多万种已经被人类认识的物种,而这还只是被科学家发现并且描述的物种,在大量研究者尚未踏足或者详细调查的区域,还有更多的物种等待被发现(或者已经悄然灭绝)。我们最熟悉的鸟类和哺乳动物只是这其中的万分之七,而小小的昆虫占了一半多。据估算,世界上已经描述的昆虫物种只占到了实际总数的六分之一,理论上还有五百多万种昆虫等待人类的发现和认识。这个数字并不夸张。香港,世界上城市化程度最高的地区之一,随着越来越多调查的开展,在过去的十年里,基本上每一两年就有新的物种在这里被发现并描述。

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毫无疑问,过去几百年的探索发现已经积累下大量的野外数据,最近几十年生物多样性和生态系统监测技术的发展更是加速了这一数据积累的过程,但技术的进步并不与野外研究相互排斥,二者本是相辅相成的关系。

2023年,北京大学领衔的联合科考团队在西藏林芝发现了亚洲最高的树,这是一棵西藏柏木,树高达到了102.3米,刷新了亚洲最高树的记录。研究人员利用无人机激光雷达对整个区域进行了精确测绘,确认了区域内存在高树的可能性。随后,再利用无人机和背包激光雷达结合的技术,绘制了区域内树木精准的三维点云模型,然后发现了这棵高102.3米的巨树,测量的偏差控制在了厘米级。也是利用相关技术与实地调查相结合,他们“扫描”了整个中国的森林,结合AI算法算出了中国一共有1426亿棵树木。这些发现正是技术进步和野外研究相互成就的典范,回答了树能多高、树有多少这样经典而重要的问题。

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西藏柏木最高树点云模型 图:人民日报/北京大学

新技术的发展本应让我们更加勇敢而频繁地迈向那些过去难以企及的地区,而不是让我们变得固步自封、躲进房间。

而且我们依然需要清醒地意识到,目前数据积累最多、最快的,依然是我们最为了解的那些区域,依然集中在最为了解的生物,比如鸟类、哺乳动物和木本植物。也就是说,我们知道得越来越清楚的那些,往往还是我们本就已经最为了解的部分。

在野外,新的研究问题还在不断地涌现。

是起点也是终点

在野外实习时,有学生问我,他一直为野外研究所吸引,但也一直深感困惑,因为相比起实验室中严密可控的操纵实验,野外研究有时简直算不上科学:那么多无法控制的因素、那么多难以量化的变化,大量的观测和归纳但最终却无法得到一个准确的答案。

是啊,在还原论统治科学方法论的今天,野外研究的不确定性和难重现性让它有时看起来真的好像“不够科学”。

可不确定性和复杂性又何尝不是真实世界的特征?被量化的世界不过是个子集,暂时缺乏有效手段进行量化的世界就不是真实的吗?数字是抽象的,而在野外的物种、环境和变化却是具体的。

世界不止是还原论的,也是整体论的。恰是难以捕捉,我们才更加需要将自己有限的知识、经验、猜测,通通直接投入到真实的野外中去质疑、去捶打、去验证,再从被打碎的经典中寻找新的答案、新的方向。

野外会让一切好奇自然发生。

如果新一代的生态学研究者选择远离野外,TA们便难以提出新的问题,即便能从故纸堆中找出尚未解决的问题,也难以形成新的假设、挖掘出新的证据去解决它。当数据分析得到异常的结果时,TA们也难以将其和自然中的实际情况相连,而只能依赖已有的文献和知识。

当生态学研究者选择离开野外,TA们便选择了活在过去。

在全球环境剧变的今天,生态学比以往任何时候都更接近一门应用学科。只有躬身入野,勇敢地直面真实的世界,才有可能获得新知识、修正旧知识、回答真问题。

野外依然是生态学研究的最前沿,也是生态学迈向的终点。

参考文献

[1]Ríos-Saldaña, C. A., Delibes-Mateos, M., & Ferreira, C. C. (2018). Are fieldwork studies being relegated to second place in conservation science?. Global Ecology and Conservation, 14, e00389.

[2]Pyle, R. M. (1993). The thunder tree. Armbrecht-Forbes, A., Forbes, P., &. Pyle, R. M.

[3]Kahn Jr, P. H., & Kellert, S. R. (Eds.). (2002). Children and nature: Psychological, sociocultural, and evolutionary investigations. MIT press.

[4]Pauly, D. (1995). Anecdotes and the shifting baseline syndrome of fisheries. Trends in ecology and evolution, 10(10), 430.

[5]Ulrich, R. S., Kellert, S. R., & Wilson, E. O. (1993). The biophilia hypothesis. Biophilia, biophobia, and natural landscapes, 73-137.

[6]Soga, M., Gaston, K. J., Fukano, Y., & Evans, M. J. (2023). The vicious cycle of biophobia. Trends in Ecology & Evolution, 38(6), 512-520.

[7]Zeller, K., Mouquet, N., Garcia, C., Dezecache, G., Maille, A., Duboscq, J., ... & Bonnet, X. (2025). Danger versus fear: A key to understanding biophobia. People and Nature, 7(4), 847-859.

[8]Hinkelman, J. (2023). Origins and diversity of spot-like aposematic and disruptive colorations among cockroaches. Biologia, 78(6), 1659-1677.

[9]Soga, M., & Gaston, K. J. (2025). Extinction of experience among ecologists. Trends in Ecology & Evolution.

[10]Guariento, R. D. (2025). From field to framework: response to Soga and Gaston. Trends in Ecology & Evolution.

[11]White, D. M., Pitman, N. C., Feeley, K. J., Rivas-Torres, G., Bravo-Sánchez, S., Sánchez-Parrales, F., ... & Guevara-Andino, J. E. (2024). Refuting the hypothesis of Centinelan extinction at its place of origin. Nature plants, 1-8.
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