Today's ScienceDaily [reported](http://www.sciencedaily.com/releases/2008/12/081231131813.htm) a new possibility of ice core sample analysis, this time using bacteria frozen in the ice.
It was found that in ice core sample collected from Mountain Geladaindong, the abundance of bacteria is in accordance with $$\delta ^{18}\text{O}$$, which can serve as an indicator of temperature. It is already known that higher $$\delta ^{18}\text{O}$$ level implies higher temperature, now it seems bacteria abundance also increases with $$\delta ^{18}\text{O}$$, therefore it is possible to use bacteria numbers as an indicator of historical temperature change.
However, $$\delta ^{18}\text{O}$$ can also serve as an indicator of precipitation, with higher level in low-precipitation years. It has also been noted that in the ice core higher bacteria level concurs with higher amount of dust. So here's my speculation: it may well be that in dry years the dust activity is more pronounced, leading to more dust and bacteria precipitate on the glacier. In that case, bacteria itself is not a useful indicator of either temperature nor precipitation.
It is also interesting to note that the lowest bacteria level was found in 1938 and the highest in 1997. According to [Desert Research Institute](http://www.wrcc.dri.edu/enso/ensodef.html), 1938 was a strong La Niña year, while 1997 was a strong El Niño year. So there is possibility that the effect of El Niño/La Niña may have so strong signals that the actual trend due to climate change is harder to observe. Moreover, if the bacteria abundance is proved more correlated to El Niño/La Niña, it suggests the increased possibility that bacteria level is linked with precipitation rather than temperature, as [earlier research](http://ecosystems.wcp.muohio.edu/studentresearch/climatechange03/elnino/Ice%20core%20records.pdf) argued that precipitation is more correlated to El Niño than $$\delta ^{18}\text{O}$$ does.
On the other hand, if this method is proved feasible, it would mean that scientists have get hold of another relatively cheap way of deriving historical climate data, and do not have to deal with expensive isotope analysis. Similar method may also be used in lake sediment or peat analysis. But to validate this method, "we need more data".
2008年12月31日星期三
2008年12月19日星期五
2008年12月16日星期二
2008年12月12日星期五
2008年12月11日星期四
2008年12月5日星期五
2008年12月4日星期四
《Collapse》：为明天而改变
对于一个从[《枪炮、病菌与钢铁》](http://www.douban.com/subject/1054760/)之后第二次接触 Jared Diamond 作品的人来说，对这本书的论点持一定的怀疑态度是有必要的。这本书的写作风格与《枪炮》如出一辙，而且也一样成为了叫好又叫座的畅销书。这不免让人怀疑Diamond 与 Leslie Brown 或 Lomberg 一样都是以研究为名拼凑所谓证据，炮制一本又一本畅销书的主儿。对我来说，这种怀疑在阅读的过程中虽然没有完全减退，但 Diamond 继《枪炮》之后又一次以他旁征博引的写作风格和流畅大气的文字打动了我，使得我相信他不太可能为了说服读者而有意扭曲引用的证据，更不可能仅仅为了写一本畅销书而抛出一个看似惊世骇俗的论点再勉为其难地用片面的论证来“证明”。Diamond 写书的意图，据他自己说，是在惊讶于玛雅和复活节岛文明的神奇之余，想到了为什么这些古老的社会最后不免于崩溃的命运。写作这本书，也是为了让读者能够以史为鉴。从这个目的出发， Diamond 再次使用了传统史学家的写作方法，试图通过对历史案例的分析，归纳出以往社会走上崩溃或繁荣道路背后的文化、体制、政治和经济原因，并讨论现代社会面对的不同挑战及如何避免崩溃。和《枪炮》一样，这本书的大部份章节分别讨论了不同的案例，每个章节中案例的叙述与分析既有机地紧密结合，又泾渭分明；描述的部分文笔流畅生动令人不忍释卷，论证的部分即使不是无懈可击，也做到了详尽周密，对于这个领域的研究没有超过 Diamond 本人的人，是很难辩驳的。这本书不是严肃的学术著作，但作为科普读物，在有力地传达了大量信息的同时又没有丧失可读性，可谓难能可贵。
全书的中心问题，是人类社会如何及为什么选择了通向最终崩溃或长期繁荣的道路。这个问题的变体，是为什么某些社会即使明知自己选择的道路是不可持续的，还是头也不回地沿着这条道路走下去？Diamond 在书中对这两个问题都从他的角度进行了充分的讨论。他将古往今来社会崩溃的原因归纳为五大因素：
1. 环境的破坏；
2. 气候变化；
3. 来自毗邻社会的敌意和威胁；
4. 缺少或失去友好邻邦的支持；
5. 社会对面临问题的反应。
其中第二点，对于古代社会而言并非人类造成的气候变化，所以人类并没有多少选择权，而一个社会对于其邻邦的选择自由也有限，因此纵观全书，不难看出 Diamond 还是给了环境问题和社会的适应这两个议题最多的关注。在环境问题的讨论中，作者几乎每次都必会谈到人口问题。在诸如复活节岛和玛雅这样的社会，不受限制的人口增长与气候变化的相互作用造成了环境与发展的[尺蠖效应](http://www.snakehsu.info/wordpress/?p=458)：在气候适宜的时期，社会的发展以环境的承载能力为代价；而气候变得恶劣时，社会的损失又是以社会资本（经济和机构）的破坏来弥补。如此反复的拉锯是这些社会走向崩溃的一个重要因素。那么这些社会为什么没有在第一次面对恶劣环境时就改变它们的发展模式？Diamond 归纳了如下几点原因：首先是社会和环境资本的变化极度缓慢，有时超出了人类的认知可以感受的范围；其次即使社会感受到了负面因素的影响，占统治地位的精英（或特权）阶层可能并未直接受到影响，因此也缺乏带领社会走出困境的动机；最后，社会可能极度良好地适应了某种环境或文化认同，以至于在改变到来时没有人愿意放弃已经不合时宜的某些核心价值观。
如果说展示一个社会面对的问题，并呼吁人们采取行动，并不是什么有新意的题材，那么或许可以说《Collapse》将这个题材以一种更具鼓动性，更令人不安的方式上升到了一个新的高度。Toynbee 的[《历史研究》](http://www.douban.com/subject/1052983/)提出了挑战与应战这个范式，用它来解释过社会的崩溃，Diamond 则在继承 Toynbee 的衣钵之余，将这个范式深化，提出了为什么有些社会直接放弃了应战这个问题。而这个巨大的问号，在被 Diamond 联系到当今美国和世界的现实之时，就带来了值得更深入思考的问题：高度成功的工业文明是否也削弱了社会适应变化的能力？当今的精英领导阶层是否有足够的魄力带领社会放弃某些威胁社会存续的核心价值观来保证社会的生存？诚如 resilience 理论（[http://www.resalliance.org/](http://www.resalliance.org/)）所注意到的，在一个系统度过迅猛发展的 r 阶段后，随之而来的 K 阶段保证了前一阶段的物质成果在不断的变化中被保留下来，但代价是系统在变化中维持其关键功能的能力（resilience）不断被削弱，系统也越来越难以适应新的变化。在随后的 $$\Omega$$ 阶段，系统将崩溃，释放 resilience，供下一阶段的重组和发展使用。
世界是否正处于这个 K 阶段？Diamond 并未明确断言。但他在《Collapse》的最后一章中指出，许多社会的崩溃都是发生在其鼎盛时期后一二十年，因此他呼吁在今天的发展中应当更加注重长期的规划，并重新考虑被社会作为核心价值的一些理念的重要性。理想化地说，我以为最后一章可以作为领导人必看的一份 Executive Summary，Diamond 在其中列举了威胁社会生存的十二大问题，也有力地反驳了“照常营业”派决策者和人类（技术）中心主义者在讨论环境、资源问题时经常使用的一些观点。特别重要的是，他指出在当代也有社会由于与古代社会相同的原因，正在发生崩溃或处于崩溃边缘。与古代相比，现代社会大大增加的人口与全球化，使得全球性的崩溃成为可能。正如复活节岛是太平洋中的一个孤岛一样，地球也是太阳系中的孤岛，一旦它发生崩溃，我们无路可逃。
遗憾的是，并不是每一个领导人都会读这本书，在读过后能把长期规划的理念进行实践的可能更少。而且 Diamond 作为正面例子的一些社会，从其全球生态足迹和不可再生资源的消耗来看，也未必就是可持续性的样本。但如果这本书的众多非精英读者们能够思考一下他们的核心价值观，并愿意为社会的存续做一些必要的改变，也许真的能为社会的发展带来新的面貌。因此，我向每一个人力荐此书。
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2008年12月3日星期三
2008年12月2日星期二
2008年11月24日星期一
画地图
昨天简单用 GMT 画了一个研究区域位置图，并不费劲，今天画地形图才算是费了大劲。首先是 pscoast 画的底图跟 DEM 对不上。我在 Google Earth 和 GRASS 之间来回对照没看出什么问题，后来打开经纬度网格才发现 gtopo30 中的青藏高原南边的一系列山峰跑到了北纬30度附近（实际应为27.5度左右），不知道是 gtopo30 这个数据集本身的 bug 还是 GRASS 转换格式时出的问题。
[caption id="" align="alignleft" width="240" caption="Topography map of Tibet"]
[/caption]
后来重新搜了一下，改用 UC San Diego 的 Smith & Sandwell[1. Smith, W. H. F., and D. T. Sandwell, Global seafloor topography from satellite altimetry and ship depth soundings, Science, v. 277, p. 1957-1962, 26 Sept., 1997.] 的全球地形数据集。之后就是不断地看各个命令的 man page，以及 GMT Cookbook 还有邮件列表和各种网站上的资料，并攻克了诸如调节调色板对应高度范围等种种难题。在这过程中我发现 GMT 虽然学习曲线相当陡峭，但并不是阳春白雪，许多大学的制图课都将其作为重要的内容。
绘图用的脚本如下：
[caption id="" align="alignleft" width="240" caption="Topography map of Tibet"]
[/caption]后来重新搜了一下，改用 UC San Diego 的 Smith & Sandwell[1. Smith, W. H. F., and D. T. Sandwell, Global seafloor topography from satellite altimetry and ship depth soundings, Science, v. 277, p. 1957-1962, 26 Sept., 1997.] 的全球地形数据集。之后就是不断地看各个命令的 man page，以及 GMT Cookbook 还有邮件列表和各种网站上的资料，并攻克了诸如调节调色板对应高度范围等种种难题。在这过程中我发现 GMT 虽然学习曲线相当陡峭，但并不是阳春白雪，许多大学的制图课都将其作为重要的内容。
绘图用的脚本如下：
#/bin/bash
# prepare the surface
# data downloaded from ftp://topex.ucsd.edu/pub/global_topo_1min/
img2grd ~/images/global_topo_1min/topo_11.1.img -T1 -S1 -R70/105/25/40 -m1 -D -Gtopo.nc -V
mv topo.nc ~/Desktop/thesis/auxillary/topo.nc
# land is a home-made cpt derived from GMT_relief.cpt
makecpt -Cland -T-1000/9000/1000 -Z -V > topo.cpt
# Relieves
grdgradient ~/Desktop/thesis/auxillary/topo.nc -Ne1 -A100 -M -Glight.nc
#basemap
grdimage ~/Desktop/thesis/auxillary/topo.nc -Ilight.nc -Ctopo.cpt -Jm87.5/32.5/0.6c -Bpa600mg600m -R70/105/25/40 -K > ~/Desktop/thesis/images/topography.ps
pscoast -Bpa600mg600mf300m -J -R -I2 -N1/thick -W -Lf77/27/33/1000 -Tf102/37/1.5c -O -K >> ~/Desktop/thesis/images/topography.ps
psxy ~/Desktop/thesis/auxillary/boundary.xy -O -J -R -Sc0.03c -Gblack -K >> ~/Desktop/thesis/images/topography.ps
# annotations
pstext -O -J -R -K >> ~/Desktop/thesis/images/topography.ps <
80 39 16 0 21 LM XUAR
84 33 16 0 21 LM TAR
93 37 16 0 21 LM Qinghai
100 30 16 0 21 LM Sichuan
END
pstext -O -J -R -Wwhite,Othinnest,white -K >> ~/Desktop/thesis/images/topography.ps <
92 33 14 0 5 LM [2]
89 30 14 0 5 LM [3]
100 29 14 0 5 LM [4]
END
# [1]: Kunlung Mt.
# [2]: Tangula Mt.
# [3]: Niangqen-Tanglha Mt.
# [4]: Hengduan Mt.
# making and drawing contours
grdcontour ~/Desktop/thesis/auxillary/topo.nc -Jm87.5/32.5/0.6c -Q10000 -L-1000/9000 -C500 -O -K >> ~/Desktop/thesis/images/topography.ps
psscale -D20c/4.5c/9c/1c -Ctopo.cpt -Bp2000:@Topography:/:m: -O >> ~/Desktop/thesis/images/topography.ps
# convert format
ps2raster ../images/topography.ps -Tg -P -A
# clean up
rm topo.cpt
rm light.nc
2008年11月21日星期五
自由地图绘制软件 GMT
[caption id="" align="alignright" width="202" caption="Map of Alexander's empire. Created with GMT. Image via Wikipedia"]
[/caption]导师把论文里的地图打回来了，还威胁说下次再画那么难看的图就让它直接进字纸篓。GRASS 的地图表现似乎确实不能让人满意，尤其是在缺乏底图数据的情况下，把遥感图像合成到地图上比较困难，处理使用不同投影和坐标系的数据更是困难。QGis 这方面稍有改善，但软件本身还不稳定。好在 GRASS 支持将数据输出成 ASCII GRID 格式，使得利用其它绘图工具生成地图成为可能。
Generic Mapping Tools（GMT）就是这样一个工具（包）。GMT 按照 GPL 发布，对 Windows，Mac OS X 及 *nix 等主流平台都提供了二进制包。整套工具由60多个命令行程序组成，可以组合这些程序实现比较复杂的绘图指令。最终的输出格式是 PostScript 或 eps 格式。
GMT 的一大特点是附带了 GSHHS 海岸线和国境线数据库，以此为基础，地图上的特征点可以简单地用经纬度或地图上的(x,y)位置表示，从文本文件中读入。GRASS 等软件导出的 ASCII 文件可以被 GMT 直接读取，或者用 awk 进行简单的处理后读取，这样部分地消除了在各种坐标系间转换地理数据的麻烦。GMT 本身对各种常见投影方法的支持很好，还可以通过命令行选项灵活地设定地图布局，足以应付一般的制图需要。GMT 还可以用来描绘风场图，2D/3D 等高线图，以及其它的数据图（当然这个也许还是用 R 和电子表格一类的软件更方便）。
从我对 GMT 粗浅的接触，我觉得 GMT 对于美国以外的地区提供的数据还不够丰富，没有省/州一级的境界数据，另外似乎对线段和多边形等矢量特征的导入支持不够好。但是对于 GRASS 用户来说，GMT 确实提供了一个在自带脚本 ps.map 之外的更强大和方便的选择。与基于图形界面的 MapInfo Professional 等软件比，命令行界面的 GMT 也有它的优势。
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2008年11月20日星期四
2008年11月19日星期三
links for 2008-11-19
We have long known that it works, but only now do we know why.
Mysteries explained are plain.
2008年11月18日星期二
2008年11月17日星期一
2008年11月14日星期五
维京人在格陵兰的覆灭与两种适应
[caption id="" align="alignnone" width="130" caption="Book cover via Amazon"]
[/caption]昨天爱丁堡大学的 Andrew Dugmore 教授到本校来做了一个讲座，主题是讨论格陵兰岛的维京人的 resilience 和 adaptation。因为和我做的课题有关，而且这几天我在看 Jared Diamond 的 Collapse 这本书，正好也看到关于格陵兰岛维京人的章节，所以对这个讲座很感兴趣。而且这好像还是我在英国第一次看到做 resilience 这方面研究的教授，以前看文献的时候总以为这个东西只有美国和澳大利亚的一小撮人在研究，现在知道离自己相对较近的地方也有人做这个还是挺高兴的。
Andrew 一上来还是从 panarchy 的概念入手，着重介绍了其中的跨尺度（inter-scale）作用，包括大尺度的慢过程对小尺度的快过程的影响（remember），以及小尺度过程的反作用（revolt），事实上维京人与格陵兰岛环境的互动也可以用这两种作用概括。Andrew 与 Jared Diamond 似乎有过接触，他也提到了 Collapse 这本书里对维京人的描述。Andrew 和 Jared 都注意到，一个不可忽视的事实是维京人的环境管理与我们想象的不同，虽然他们一开始对冰岛和格陵兰岛的树木都进行了破坏性的砍伐，但他们都很快意识到树木对草地和他们赖以生存的畜牧业的重要性，并停止了砍伐，并通过调整畜群结构建立起了基本可持续的畜牧业（冰岛可以认为是半可持续地发展了上千年，目前是欧洲生活水平最高的国家之一），但为什么格陵兰岛的维京人没有取得像在冰岛那样的成功，并最终消失了？
一个重要的原因是格陵兰岛的气候比冰岛的更寒冷，但 Andrew 指出，事实上维京人一直适应得很好，建立了完善的社区，并且许多牧场一直保持了良好的状态。他们几乎做对了每一件事情，但无法预见到公元1400年左右的小冰期的出现。气候和植被模型显示在小冰期植被的生长季变短，使得秋季可用的牧场面积局限于较低海拔的区域，而已有的牲畜数量在有限的草场上造成了破坏，而从破坏发生到变得可见再到采取措施都需要相当长的时间，维京人一度适应得非常好的畜牧和狩猎生产方式没有能适应这个突然的变化，其发达的畜群不能在短时间内减小规模，因为适应于畜牧的维京人找不到替代的生产方式，结果导致了其社会在十三世纪初的崩溃。
[caption id="" align="alignright" width="240" caption="The "East Settlement" of Vikings in Greenland"]
[/caption]这个理论的警示意义是明显的。和维京人一样，今天的我们也没有对于未来可能发生的突然变化的知识。当变化发生时，我们对已有条件的极度发达的适应可能反而让我们在变化面前无所适从。一个简单的例子是粮食生产，当粮食剩余实际上依赖于大量的能源和化工产品投入的时候，如果生产必需的资料突然出现极度的短缺或者失效，就可能造成严重的影响。而且这种突然的变化出现的可能性，并不因为我们今天的社会比维京人更发达而减小。
在维京人覆灭的同时，因纽特人在格陵兰岛上取得了成功，以至于十六世纪重返格陵兰的欧洲探险者以为因纽特人是格陵兰岛唯一的原住民。Andrew 对于因纽特人的成功的解释是，不同于定居的，农业文化的维京人，因纽特人适应了游猎式的生活方式，他们的流动性（mobility）使得他们能够接触更广阔多样的环境，从而在变化面前有更强的适应能力。活动范围大，意味着因纽特人有更多的选择，这也使得他们的社会更加 resilient。
从这里我想到，当我们讨论社会和人群的适应时，我们说的 adaptation 有两层含义，其一是对现有环境的适应，这种适应是小尺度过程对大尺度过程的 remember 作用的反应，用 adaptive cycle 来解释的话，对应其 r 阶段和 K 阶段；其二是对变化本身的适应，即变化发生时能否及时调整为另一种模式，同时保持系统的关键功能的存在，对应 adaptive cycle 的 $$\Omega$$ 和 $$\alpha$$ 阶段。理想化地说，第一种适应不应当以第二种适应为代价，在改善对某种特定环境的适应的同时，我们也应当维持适应另一种或多种完全不同的条件的可能性，或者至少延缓这种可能性的消失。
不能否认的是我们仍然像维京人一样没有意识到这个问题，我们的生活方式的进步往往导致了适应变化的可能性的丧失，这体现在物种的消失和对个别资源的过度依赖上。至于对第二种适应非常必要的 mobility，在人口日益增长的今天似乎也越来越难保证。虽然在全球化的今天个人可以越来越容易地迁移，但人类还是一种不喜欢陌生环境的动物，结果全球化只带来了趋同的城市和中国城韩国街意大利区这样的聚落的存在，都不利于人类适应变化的环境。维护文化的多样性，同时鼓励与外来人群的交流，以及维护自然环境的多样性，对于人类的第二种适应，我认为将同等重要。
听完 Andrew 的讲座后我又赶场去听了 Tindall Centre 的 Mike Hulme 的讲座，关于“Why we don't agree on climate change”。与他人不同的是他不讨论气候变化的原因或者解决方法或者争议，而是探询为什么存在争议。他指出这是一个文化和思维方式的问题，四种思维范式─怀旧、恐惧、改变自然的骄傲和对社会正义的诉求导致了目前关于气候变化的复杂叙事的出现。也许“我不同意”确实是人类的天性，这也许也能解释为什么人类在突然的变化面前总是要一段时间才能采取行动吧……但这正是让我们成为人类的重要的特质，我们也许不应该为了更好的适应而抛弃它。
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2008年11月11日星期二
links for 2008-11-11
Another technology claiming mitigate our carbon problem. This one seems more practical.
You are served
[caption id="" align="alignright" width="202" caption="Image via Wikipedia"]
[/caption]In the US, McDonald's and Wendy's along with Burger King are selling essentially the same food. By comparing Carbon-12 and its radioactive brother Carbon-13 ratios in the food, researchers conclude that the ultimate source of fast food in the US is one single crop called corn.
This may not be a surprising discovery after all. Beef used in fast food comes from cattle feed on corn; corn oil or its mixture with other oils is used for fried food; and corn syrup is used to sweeten soft drink. The implication however calls for more attention. Fast food accounts for a half of the US' commercial food production, and the base of this food industry empire is on a single crop whose plantation is often regarded as unsustainable.
The environmental impact of corn production is mentioned in this blog, as well as reports by SciAm and The Washington Post. The charges on corn include intensive use of pesticides and fertiliser, consuming land and water resources and eat away a large portion of energy. Apparently eating fast food not only increases your size but also your ecological/carbon footprint.
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2008年10月29日星期三
2008年10月28日星期二
Prioritising conservation objectives
An article in press in a recent issue of TREE proposed that triage approach should be explicitly employed in decision-making about the allocation of limited resources in conservation efforts.
Prioritising conservation objectives, in my opinion, is really not new. All decision makers have to balance limited funding and other resources among a few (sometimes contradicting) conservation goals. However, the author of the article argues, triage has been regarded as defeatism thinking and may lead to abandoning conservation efforts that is meaningful and has a high probability of success. Due to the unpopular image of triage, decision makers often have to avoid mentioning triage in conservation planning explicitly. Doing so leads to irrational policies and decisions hijacked by evaluations other than those that based on ecological and economical principles.
The author proposes that the triage process should be mentioned explicitly in planning and follow certain rules in consideration so as to achieve rational triage and optimised outcome. The four principles should be considered are: values, biodiversity benefit, probability of success, and cost. The latter two are not difficult to understand. However the evaluation of values and biodiversity benefit may involve some complexities and very lively debate.
The objective function that the author proposed is the product of the first three factors divided by cost. The resources are allocated to project that yields highest outcome in this equation. Such an approach is straightforward. Nevertheless, the questions that how to estimate the value of a particular species or ecosystem and how they affect local and global biodiversity have no definitive answers. Theories such as the driver-passenger analogy may help but cannot address all the complexities in ecosystems. Species-by-species conservation may overlook species and ecological functions that deemed not important or economically worthy of conserving. Even the loss of a few seeming unimportant species with overlapping ecological functions in the long run may cause sudden collapse of the system by decreasing system resilience.
Thus it is necessary to examine the value of species and their biodiversity benefits from multiple perspectives. The real benefit of making triage decision-making explicit, in my opinion, is to allow multiple stakeholder groups as well as researchers with different conservation goals to evaluate the conservation options and achieve more informed decisions. The positive role triage approach plays therefore depends on how open and constructive the decision-making process is.
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Prioritising conservation objectives, in my opinion, is really not new. All decision makers have to balance limited funding and other resources among a few (sometimes contradicting) conservation goals. However, the author of the article argues, triage has been regarded as defeatism thinking and may lead to abandoning conservation efforts that is meaningful and has a high probability of success. Due to the unpopular image of triage, decision makers often have to avoid mentioning triage in conservation planning explicitly. Doing so leads to irrational policies and decisions hijacked by evaluations other than those that based on ecological and economical principles.
The author proposes that the triage process should be mentioned explicitly in planning and follow certain rules in consideration so as to achieve rational triage and optimised outcome. The four principles should be considered are: values, biodiversity benefit, probability of success, and cost. The latter two are not difficult to understand. However the evaluation of values and biodiversity benefit may involve some complexities and very lively debate.
The objective function that the author proposed is the product of the first three factors divided by cost. The resources are allocated to project that yields highest outcome in this equation. Such an approach is straightforward. Nevertheless, the questions that how to estimate the value of a particular species or ecosystem and how they affect local and global biodiversity have no definitive answers. Theories such as the driver-passenger analogy may help but cannot address all the complexities in ecosystems. Species-by-species conservation may overlook species and ecological functions that deemed not important or economically worthy of conserving. Even the loss of a few seeming unimportant species with overlapping ecological functions in the long run may cause sudden collapse of the system by decreasing system resilience.
Thus it is necessary to examine the value of species and their biodiversity benefits from multiple perspectives. The real benefit of making triage decision-making explicit, in my opinion, is to allow multiple stakeholder groups as well as researchers with different conservation goals to evaluate the conservation options and achieve more informed decisions. The positive role triage approach plays therefore depends on how open and constructive the decision-making process is.
2008年10月24日星期五
科学地表达科学
这期的 Science 杂志在 Policy Forum 栏目刊载了一篇文章，报道了在 MIT 进行的一次实验：
[caption id="" align="alignleft" width="235" caption="测试中使用的材料。上半部分取自 IPCC 的决策者报告（SPM），下半部分是测试题目。来源：J. D. Sterman. Economics: Risk communication on climate: Mental models and mass balance. Science, 322(5901):532–533, 2008. "]
[/caption]
实验对象都是 MIT 的高材生，给他们的材料上给出了 IPCC 一份给决策者看的报告[1. 这并不是去年出版的最新报告，不过新报告也有此文中讨论的同样问题。]中的一个大气二氧化碳含量趋于稳定的图景。测试要求实验对象们首先根据目前的二氧化碳自然去除水平（图中的黑点）估计未来的自然去除水平，然后画出实现 IPCC 二氧化碳稳定图景所需的未来二氧化碳排放量的走势。
在往下看之前，你不妨也做一下这道题。你画的图是什么样的？
MIT 的学生们的测试结果让人失望。84%的答案都忽视了这个简单的问题：就像要让澡盆里的水面保持稳定，进水量和出水量必须一致一样，二氧化碳含量的稳定要求排放量与自然去除量相等。被测试者典型的答案是二氧化碳的排放量趋于稳定，但仍然是去除量的2倍左右。这种情况下，二氧化碳的含量只会越来越高。
文章的作者据此提出，在这个问题当中，人们固有的思维模式影响了他们的判断。人们倾向于认为只要排放量不再增大，总量也不会再增大。而且这次犯这种错误的学生中有约3/5还是理工科的学生，大部分都已经有硕士及以上的学位。
而这个问题，只要 IPCC 的报告中能够用澡盆或者其它的物质平衡现象打个比方，就完全可以避免。
我自己则怀疑造成这种现象的至少一部分原因是题目文字的表述。题目原文是“given the scenario above”，对于一直在中文语境中接受考试的我来说，其提示作用并不是那么强烈，我的理解是画出未来可能的排放量。在没有其它信息的情况下，我自然很可能认为未来的排放量会维持现状，因此得出那样的答案也就不奇怪了。如果改成“in order to achieve the scenario above”，做对答案的人会多一点吗？
所以我用中文转述这个问题的时候有意改变了措辞。你做对了吗？
[caption id="" align="alignleft" width="411" caption="测试中大部分对象给出的答案。粉红线为学生的答案，金色线为实现 IPCC 图景需要的排放量轨迹。来源：J. D. Sterman. Economics: Risk communication on climate: Mental models and mass balance. Science, 322(5901):532–533, 2008. "]
[/caption]
不管 MIT 的高材生们因为什么原因被这道题阴了，它确实暴露出将科研成果传达给公众和决策者时的一个问题。IPCC 的报告和其它报道类似问题的学术刊物中，使用的表达手段还是科学家之间讨论这些问题所用的语言。连 MIT 的理工科学生都不能完全理解的，要让决策者和老百姓理解就更困难了。
在无法理解科学家所说的那些“事实”“预测”的情况下，大部分人选择照常营业等待科学家解决问题，或者干脆否认气候问题的存在，也就是完全可以理解的反应了。
于是文章的原作者提出不应该继续让决策过程继续基于错误的思想模式，要做到这一点，科学家和科技通信作者需要更好地了解普通人的心理和认知模式，用心理学和社会学的科学方法进行思想的交流，同时不再用大量专业的科学数据来进行灌输和恐吓。关于气候变化的思想工作，科学证据是充分的，真正的困难在于如何用正确的方式传播，同时保证其对民众的心理起到正确的作用。对于气候变化这样一个复杂的综合性问题，沟通科学家和其他人的想法还真是个难题。
图片来源：J. D. Sterman. Economics: Risk communication on climate: Mental models and mass balance. Science, 322(5901):532–533, 2008.
[caption id="" align="alignleft" width="235" caption="测试中使用的材料。上半部分取自 IPCC 的决策者报告（SPM），下半部分是测试题目。来源：J. D. Sterman. Economics: Risk communication on climate: Mental models and mass balance. Science, 322(5901):532–533, 2008. "]
[/caption]实验对象都是 MIT 的高材生，给他们的材料上给出了 IPCC 一份给决策者看的报告[1. 这并不是去年出版的最新报告，不过新报告也有此文中讨论的同样问题。]中的一个大气二氧化碳含量趋于稳定的图景。测试要求实验对象们首先根据目前的二氧化碳自然去除水平（图中的黑点）估计未来的自然去除水平，然后画出实现 IPCC 二氧化碳稳定图景所需的未来二氧化碳排放量的走势。
在往下看之前，你不妨也做一下这道题。你画的图是什么样的？
MIT 的学生们的测试结果让人失望。84%的答案都忽视了这个简单的问题：就像要让澡盆里的水面保持稳定，进水量和出水量必须一致一样，二氧化碳含量的稳定要求排放量与自然去除量相等。被测试者典型的答案是二氧化碳的排放量趋于稳定，但仍然是去除量的2倍左右。这种情况下，二氧化碳的含量只会越来越高。
文章的作者据此提出，在这个问题当中，人们固有的思维模式影响了他们的判断。人们倾向于认为只要排放量不再增大，总量也不会再增大。而且这次犯这种错误的学生中有约3/5还是理工科的学生，大部分都已经有硕士及以上的学位。
而这个问题，只要 IPCC 的报告中能够用澡盆或者其它的物质平衡现象打个比方，就完全可以避免。
我自己则怀疑造成这种现象的至少一部分原因是题目文字的表述。题目原文是“given the scenario above”，对于一直在中文语境中接受考试的我来说，其提示作用并不是那么强烈，我的理解是画出未来可能的排放量。在没有其它信息的情况下，我自然很可能认为未来的排放量会维持现状，因此得出那样的答案也就不奇怪了。如果改成“in order to achieve the scenario above”，做对答案的人会多一点吗？
所以我用中文转述这个问题的时候有意改变了措辞。你做对了吗？
[caption id="" align="alignleft" width="411" caption="测试中大部分对象给出的答案。粉红线为学生的答案，金色线为实现 IPCC 图景需要的排放量轨迹。来源：J. D. Sterman. Economics: Risk communication on climate: Mental models and mass balance. Science, 322(5901):532–533, 2008. "]
[/caption]不管 MIT 的高材生们因为什么原因被这道题阴了，它确实暴露出将科研成果传达给公众和决策者时的一个问题。IPCC 的报告和其它报道类似问题的学术刊物中，使用的表达手段还是科学家之间讨论这些问题所用的语言。连 MIT 的理工科学生都不能完全理解的，要让决策者和老百姓理解就更困难了。
在无法理解科学家所说的那些“事实”“预测”的情况下，大部分人选择照常营业等待科学家解决问题，或者干脆否认气候问题的存在，也就是完全可以理解的反应了。
于是文章的原作者提出不应该继续让决策过程继续基于错误的思想模式，要做到这一点，科学家和科技通信作者需要更好地了解普通人的心理和认知模式，用心理学和社会学的科学方法进行思想的交流，同时不再用大量专业的科学数据来进行灌输和恐吓。关于气候变化的思想工作，科学证据是充分的，真正的困难在于如何用正确的方式传播，同时保证其对民众的心理起到正确的作用。对于气候变化这样一个复杂的综合性问题，沟通科学家和其他人的想法还真是个难题。
图片来源：J. D. Sterman. Economics: Risk communication on climate: Mental models and mass balance. Science, 322(5901):532–533, 2008.
links for 2008-10-24
Ethanol from corn seems to be a dead end. However there are some exciting developments from the algae-fuel side of research. The problem is now largely a) efficiency and capacity, and b) bringing down the price.
There are electro sports car already, now classy sedans.
2008年10月23日星期四
links for 2008-10-23
环境监测数据公开化的重要一步。如果提供历史数据下载就更好了。
A beautifully prepared, informative illustration of our current food problem and possible solutions
为什么指责 WGA 是打偏了靶
大一军训的时候打靶，5发子弹，有人能打出80多环，有人打0环，原因无它，盖0环的哥们认错了靶子也。
下文本来目的是回复方军的 blog 上关于微软黑屏的评论，也算是我对目前这出闹剧的看法，写了半天，舍不得白白贡献给方军一个人，转贴于此，文中“这个 blog”是指方军的 blog：
首先，针对盗版用户投放信息，引诱或强迫用户安装能够通过 phone home 方式窃取数据的软件，以及事实上控制用户的电脑和数据，这是三种不同的 行为。微软所做的只是第一件事，其余两件目前没有任何个人或者组织能够提出证据，所以仅仅因为微软通过正版验证把盗版用户的桌面变黑就说微软控制了这些机器无异于捕风捉影。
其次，操作系统存在的意义就在于为应用程序提供对硬件的访问和数据的输入输出，从这个意义上说微软的操作系统确实具有接触和发送用户数据的能力，但有行为能力并不意味着微软可以这样做，因为其 EULA 明确规定微软使用任何用户数据必须得到用户同意，改变使用这些数据的方式和目的也必须得到用户同意。我国的信息安全法规也规定了任何组织或个人不得危害计算机信息系统的安全。微软应该还没有糊涂到不仅违反自己的 EULA 和国家法律还大张旗鼓宣传的程度。而如果仅因为升级改变了桌面的外观就大惊小怪，那么 Mac OS 10.5.2 -- 10.5.4 的升级，屏幕上方的菜单栏一会儿透明一会儿不透明，或者以前 Debian 的升级经常导致 X Window 的中文字体和 locale 设置丢失，我们是不是也要惊呼 Apple 和 Linus 控制了我们的电脑？那我们还是继续用算盘好了。
再其次，在操作系统方面鼓励多元化，避免 Windows 的一家独大是好事，但“微软可能控制我们的电脑”并不是一个站得住脚的理由。因为如前所述，无论 Mac OS X 还是 *nix，技术上都有能力访问和传输用户的数据，并不是用了非微软的系统就可以高枕无忧。真正应该提防的，是病毒、木马、恶意软件利用操作系统的处理数据的能力危害用户。所以，盗版用户们与其因为自己的 Windows XP Pro 桌面变黑而莫须有地指责微软，不如放弃一些用不到的功能，花五百块买个正版的 XP Home，这样安装的时候“我同意”的那个 EULA 才算真正生效，日后用户的数据如果真是因为微软的缘故有了闪失，也好名正言顺地找他们要个说法。至于大规模转向 Linux/Unix，以大多数计算机用户的水平，恐怕只会造成多得多的安全漏洞。将应用转到互联网上，对于数据安全是个更不靠谱的想法， 从 air sniffer 到 tcpdump 再到对 php/asp 和服务器本身的攻击，用户的数据在传送和存储的过程中可能遭遇的风险，比放在本地机器上高得多。
最后，闭源的操作系统在敏感应用中确实有风险，这也是微软对政府提供其操作系统和 Office 的源代码 （http://www.microsoft.com/resources/sharedsource/gsp.mspx）的原因。问题在于，现在质疑微软黑墙纸的人当中，有多少是真的担忧自己和国家的信息安全？在骂微软的人当中，有多少是为了能在继续使用盗版的同时求一个心安理得？如果说上亿电脑用户真的那么担心机器被闭源的操作系统“攻破和控制”，为什么 Windows 和 Office 还是从计算机文化基础课到政府办公自动化的唯一代名词，为什么红旗和麒麟成了违反 GPL 的开源界笑柄和抄袭并违反 BSD License 的丑闻，我国还没有一个真正拿得出手的开源操作系统项目？微软的这种做法叫做 nagging，本来是共享软件界作者们让用户付费常用的做法，结果在中国成了个重大 IT 事件，其中媒体和大部分网民的声音只体现了两种心 态：炒作和添油。
至于用户的主动权，一部分是用户自己放弃的，一部分根本是盗版用户不应得的，与自动更新没有什么必然联系。不可否认十多年来微软在中国成功的营销（和可能的对盗版的纵容）导致大部分用户已经到了没有 Windows 就不知道如何使用电脑的地步，但这个主动权不是 Windows 通过自动更新剥夺的，而是一个历史和传统问题：信息生产者和消费者完全是由于当初的选择和一系列的路径依赖把自己放进了连网银都离不 开 Windows 的窘境。在黑壁纸事件当中，因为对 Windows 的过度依赖而被剥夺、同时自我放弃了更换操作系统的主动权的盗版用户，也无权要求微软对盗版用户使用 Windows 和是否安装该更新的主动权负责。如果要对微软的 WGA/OGA 自动更新提出法律上有效的异议，这部分用户唯一的选择是购买和安装正版 Windows。至于正版用户，ta们被这个正版验证工具白白占去几百k硬盘空间，也许还被添了其它麻烦，ta们有权指责微软并要求微软为通过验证的系统提供卸载工具，但同时ta们是否应该想一想是哪些人造成了目前这种局面。
总的说来，我觉得包括这个 blog 在内的媒体对微软控制用户电脑的指责是无的放矢的炒作。微软本身并没有什么违背其商业和社会责任的行为。在这个事件中真正应该讨论的问题是 1. 用着盗版，有没有可能平等地与跨国公司谈自己的权利，基于什么样的可接受的原则；2. 为什么整个国家十几年不动摇地如此依赖于一个公司售价高昂的私有技术操作系统，是什么造成这种局面；3. 在大部分网站用 asp 写，架在 Windows 服务器上，网银离开 IE 就没法用，连大中小学课程都离不开 Windows 的情况下，如何摆脱这种依赖；4. 退而求其次，以 Windows 为主要操作系统的同时，如何才能不对其它操作系统的部署和使用造成障碍，如何保护这些少数派系统用户的权利，如何发展本国自有的软件技术并提高关键部门的信息安全性。
下文本来目的是回复方军的 blog 上关于微软黑屏的评论，也算是我对目前这出闹剧的看法，写了半天，舍不得白白贡献给方军一个人，转贴于此，文中“这个 blog”是指方军的 blog：
首先，针对盗版用户投放信息，引诱或强迫用户安装能够通过 phone home 方式窃取数据的软件，以及事实上控制用户的电脑和数据，这是三种不同的 行为。微软所做的只是第一件事，其余两件目前没有任何个人或者组织能够提出证据，所以仅仅因为微软通过正版验证把盗版用户的桌面变黑就说微软控制了这些机器无异于捕风捉影。
其次，操作系统存在的意义就在于为应用程序提供对硬件的访问和数据的输入输出，从这个意义上说微软的操作系统确实具有接触和发送用户数据的能力，但有行为能力并不意味着微软可以这样做，因为其 EULA 明确规定微软使用任何用户数据必须得到用户同意，改变使用这些数据的方式和目的也必须得到用户同意。我国的信息安全法规也规定了任何组织或个人不得危害计算机信息系统的安全。微软应该还没有糊涂到不仅违反自己的 EULA 和国家法律还大张旗鼓宣传的程度。而如果仅因为升级改变了桌面的外观就大惊小怪，那么 Mac OS 10.5.2 -- 10.5.4 的升级，屏幕上方的菜单栏一会儿透明一会儿不透明，或者以前 Debian 的升级经常导致 X Window 的中文字体和 locale 设置丢失，我们是不是也要惊呼 Apple 和 Linus 控制了我们的电脑？那我们还是继续用算盘好了。
再其次，在操作系统方面鼓励多元化，避免 Windows 的一家独大是好事，但“微软可能控制我们的电脑”并不是一个站得住脚的理由。因为如前所述，无论 Mac OS X 还是 *nix，技术上都有能力访问和传输用户的数据，并不是用了非微软的系统就可以高枕无忧。真正应该提防的，是病毒、木马、恶意软件利用操作系统的处理数据的能力危害用户。所以，盗版用户们与其因为自己的 Windows XP Pro 桌面变黑而莫须有地指责微软，不如放弃一些用不到的功能，花五百块买个正版的 XP Home，这样安装的时候“我同意”的那个 EULA 才算真正生效，日后用户的数据如果真是因为微软的缘故有了闪失，也好名正言顺地找他们要个说法。至于大规模转向 Linux/Unix，以大多数计算机用户的水平，恐怕只会造成多得多的安全漏洞。将应用转到互联网上，对于数据安全是个更不靠谱的想法， 从 air sniffer 到 tcpdump 再到对 php/asp 和服务器本身的攻击，用户的数据在传送和存储的过程中可能遭遇的风险，比放在本地机器上高得多。
最后，闭源的操作系统在敏感应用中确实有风险，这也是微软对政府提供其操作系统和 Office 的源代码 （http://www.microsoft.com/resources/sharedsource/gsp.mspx）的原因。问题在于，现在质疑微软黑墙纸的人当中，有多少是真的担忧自己和国家的信息安全？在骂微软的人当中，有多少是为了能在继续使用盗版的同时求一个心安理得？如果说上亿电脑用户真的那么担心机器被闭源的操作系统“攻破和控制”，为什么 Windows 和 Office 还是从计算机文化基础课到政府办公自动化的唯一代名词，为什么红旗和麒麟成了违反 GPL 的开源界笑柄和抄袭并违反 BSD License 的丑闻，我国还没有一个真正拿得出手的开源操作系统项目？微软的这种做法叫做 nagging，本来是共享软件界作者们让用户付费常用的做法，结果在中国成了个重大 IT 事件，其中媒体和大部分网民的声音只体现了两种心 态：炒作和添油。
至于用户的主动权，一部分是用户自己放弃的，一部分根本是盗版用户不应得的，与自动更新没有什么必然联系。不可否认十多年来微软在中国成功的营销（和可能的对盗版的纵容）导致大部分用户已经到了没有 Windows 就不知道如何使用电脑的地步，但这个主动权不是 Windows 通过自动更新剥夺的，而是一个历史和传统问题：信息生产者和消费者完全是由于当初的选择和一系列的路径依赖把自己放进了连网银都离不 开 Windows 的窘境。在黑壁纸事件当中，因为对 Windows 的过度依赖而被剥夺、同时自我放弃了更换操作系统的主动权的盗版用户，也无权要求微软对盗版用户使用 Windows 和是否安装该更新的主动权负责。如果要对微软的 WGA/OGA 自动更新提出法律上有效的异议，这部分用户唯一的选择是购买和安装正版 Windows。至于正版用户，ta们被这个正版验证工具白白占去几百k硬盘空间，也许还被添了其它麻烦，ta们有权指责微软并要求微软为通过验证的系统提供卸载工具，但同时ta们是否应该想一想是哪些人造成了目前这种局面。
总的说来，我觉得包括这个 blog 在内的媒体对微软控制用户电脑的指责是无的放矢的炒作。微软本身并没有什么违背其商业和社会责任的行为。在这个事件中真正应该讨论的问题是 1. 用着盗版，有没有可能平等地与跨国公司谈自己的权利，基于什么样的可接受的原则；2. 为什么整个国家十几年不动摇地如此依赖于一个公司售价高昂的私有技术操作系统，是什么造成这种局面；3. 在大部分网站用 asp 写，架在 Windows 服务器上，网银离开 IE 就没法用，连大中小学课程都离不开 Windows 的情况下，如何摆脱这种依赖；4. 退而求其次，以 Windows 为主要操作系统的同时，如何才能不对其它操作系统的部署和使用造成障碍，如何保护这些少数派系统用户的权利，如何发展本国自有的软件技术并提高关键部门的信息安全性。
2008年10月22日星期三
Building an integrated geoinfo/intel platform
Today a talk was given by a Dr. Barber from UK MoD, on the Defence Science and Technology Labratory (dstl)'s effort to build an integrated geospatial information/intelligence system for MoD.
The first step of building is to understand the requirement of the user. The speaker used some quite humourous photos to illustrate the importance of understanding what one need from the very beginning. To help better define requirements the MoD employed a database called Warfighter Environmental Information Requirement Database (WEIRD). This database
contains the EIRs for a large range of platforms, sensors and systems across defence. It contains information on the products used to provide the EINF, and whether these products meet the requirements. Where possible, the database also holds information on the finer details of the requirements e.g. accuracy, resolution etc.
And it is hoped that this database can help standardise the environmental data collected by MoD and rapidly define information requirements for every kind of platform used by MoD and its servicemen.
The second step is to use a unified data structure to collect, convert and store geospatial data from multiple sensors and platforms, and provide them according to the requirement. The development of such a structure, called GeoInt Integrated Reference Architecture (GI2RA) is conducted by Tenet Technology. The aim is "allow procurement programmes within IPTs to specify a single definitive source of GEOINT, rather than specific stove-pipe sources of specialist information" (Tenet Technology website).
Once the standard geospatial data is obtained, it is to be processed by a common geospatial tool set and then delivered through technology such as Rapid Urban Imagery Demonstrator. The goal is to rapidly provide secure, standard, and precise geospatial information/intelligence to the end users. But not much technical details were given in the talk.
I find this project interesting mainly because as a civilian GIS user, I am often troubled by all those formats and processing software out there. To obtain meaningful results I have to use multiple data sources but the format conversion and processing inevitably brings along data loss and of course consumption of time. Now that MoD starts this project, the data and tool set standards has to be open. It will have a lot of potential if the standards can be applied to civilian GIS products and data repositories, such as the one proposed by European Council and European Space Agency earlier this year. The delivery and application of geospatial information data will also benefit from such a platform.
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The first step of building is to understand the requirement of the user. The speaker used some quite humourous photos to illustrate the importance of understanding what one need from the very beginning. To help better define requirements the MoD employed a database called Warfighter Environmental Information Requirement Database (WEIRD). This database
contains the EIRs for a large range of platforms, sensors and systems across defence. It contains information on the products used to provide the EINF, and whether these products meet the requirements. Where possible, the database also holds information on the finer details of the requirements e.g. accuracy, resolution etc.
And it is hoped that this database can help standardise the environmental data collected by MoD and rapidly define information requirements for every kind of platform used by MoD and its servicemen.
The second step is to use a unified data structure to collect, convert and store geospatial data from multiple sensors and platforms, and provide them according to the requirement. The development of such a structure, called GeoInt Integrated Reference Architecture (GI2RA) is conducted by Tenet Technology. The aim is "allow procurement programmes within IPTs to specify a single definitive source of GEOINT, rather than specific stove-pipe sources of specialist information" (Tenet Technology website).
Once the standard geospatial data is obtained, it is to be processed by a common geospatial tool set and then delivered through technology such as Rapid Urban Imagery Demonstrator. The goal is to rapidly provide secure, standard, and precise geospatial information/intelligence to the end users. But not much technical details were given in the talk.
I find this project interesting mainly because as a civilian GIS user, I am often troubled by all those formats and processing software out there. To obtain meaningful results I have to use multiple data sources but the format conversion and processing inevitably brings along data loss and of course consumption of time. Now that MoD starts this project, the data and tool set standards has to be open. It will have a lot of potential if the standards can be applied to civilian GIS products and data repositories, such as the one proposed by European Council and European Space Agency earlier this year. The delivery and application of geospatial information data will also benefit from such a platform.
2008年9月30日星期二
三聚氰胺和它的表兄弟们
声明：本人大学有机化学几乎不及格，因此文中所述仅代表本人想法，不建议以本文作为任何讨论的论据。本文对食品的选购无指导意义。引用和转载本文必须包括原 blog 链接和本声明。
现在写奶粉事件不知道是不是有点后知后觉。不过没有刻意去搜集信息的我也没有搞清楚为什么三聚氰胺会导致结石，美国 FDA 在2007年进行的风险评估（有兴趣的同学可以到译言翻译此文）表明三聚氰胺的对老鼠的半致死剂量（LD50）是3161毫克/公斤体重，毒理学里这算是个很大的量，所以报告在 executive summary 里说食用含三聚氰胺的饲料喂养的动物制品并不对人体健康产生威胁。但同时，报告也注意到了对狗的喂养实验中被投喂1200毫克/千克体重/天并持续一年的狗出现了结晶尿现象（crystalluria，求正确译名），对食用了含三聚氰胺饲料而死亡的宠物的尸检则显示它们死于急性或亚慢性肾衰竭。这份报告也注意到了结石现象，指出13周的鼠类实验中不产生不良作用的最高限是63毫克/千克体重/天并将其作为对人体风险评估的指导标准。
三鹿奶粉的检测结果是2563毫克/千克，按照英国的标准，婴儿每天每公斤体重摄入的婴儿配方奶粉量应为2.5-2.7盎司，合0.070到0.076千克奶粉，也就是说三鹿奶粉的受害者每天摄入的三聚氰胺至少是179毫克/千克体重。反过来算，800毫克/千克以下含量的三聚氰胺也许还不至于在一两年内造成明显的健康问题，从这个角度看，那个奶粉吵架的段子还真有些道理，也说明三鹿曝光以后对奶粉行业的全面检验是正确的和必要的，不然这个问题可能还会被埋藏很久。
虽然在零容忍的前提下，检出三聚氰胺就已经让乳制品行业被扣分不少，但是我还是想指出仅仅检验三聚氰胺一项并不是最可靠的鉴定方法。今天的 Science Blog 里有一篇文章谈到了中国的乳制品问题，并链接了去年华盛顿邮报对宠物中毒事件发表的一篇科普文章，这篇文章指出，虽然猫狗饲料中的三聚氰胺实际上远未达到致死或产生结石的剂量，但饲料中含有的另一种毒性不及三聚氰胺的化合物氰尿酸（cyanuric acid）成了帮凶。三聚氰胺和氰尿酸两种化合物的分子结构类似（见图，取自 FDA 风险评估报告），而且据报道在猫的尿液中很容易依靠氢键作用形成三个三聚氰胺和三个氰尿酸分子构成的不溶六聚体从而造成结石，即使三聚氰胺本身的含量并不超过猫的排泄能力。据报道，32毫克/千克体重单次剂量的这种聚合物就可以在猫身上造成急性肾衰竭。所幸这种聚合物在酸性环境下很容易分解。但对于胃肠功能不佳或者不完善的人它可能造成大麻烦。牛奶本身的 pH 在6.5-6.7左右，也并不是最适合分解这种聚合物的酸度。
现在写奶粉事件不知道是不是有点后知后觉。不过没有刻意去搜集信息的我也没有搞清楚为什么三聚氰胺会导致结石，美国 FDA 在2007年进行的风险评估（有兴趣的同学可以到译言翻译此文）表明三聚氰胺的对老鼠的半致死剂量（LD50）是3161毫克/公斤体重，毒理学里这算是个很大的量，所以报告在 executive summary 里说食用含三聚氰胺的饲料喂养的动物制品并不对人体健康产生威胁。但同时，报告也注意到了对狗的喂养实验中被投喂1200毫克/千克体重/天并持续一年的狗出现了结晶尿现象（crystalluria，求正确译名），对食用了含三聚氰胺饲料而死亡的宠物的尸检则显示它们死于急性或亚慢性肾衰竭。这份报告也注意到了结石现象，指出13周的鼠类实验中不产生不良作用的最高限是63毫克/千克体重/天并将其作为对人体风险评估的指导标准。
三鹿奶粉的检测结果是2563毫克/千克，按照英国的标准，婴儿每天每公斤体重摄入的婴儿配方奶粉量应为2.5-2.7盎司，合0.070到0.076千克奶粉，也就是说三鹿奶粉的受害者每天摄入的三聚氰胺至少是179毫克/千克体重。反过来算，800毫克/千克以下含量的三聚氰胺也许还不至于在一两年内造成明显的健康问题，从这个角度看，那个奶粉吵架的段子还真有些道理，也说明三鹿曝光以后对奶粉行业的全面检验是正确的和必要的，不然这个问题可能还会被埋藏很久。
虽然在零容忍的前提下，检出三聚氰胺就已经让乳制品行业被扣分不少，但是我还是想指出仅仅检验三聚氰胺一项并不是最可靠的鉴定方法。今天的 Science Blog 里有一篇文章谈到了中国的乳制品问题，并链接了去年华盛顿邮报对宠物中毒事件发表的一篇科普文章，这篇文章指出，虽然猫狗饲料中的三聚氰胺实际上远未达到致死或产生结石的剂量，但饲料中含有的另一种毒性不及三聚氰胺的化合物氰尿酸（cyanuric acid）成了帮凶。三聚氰胺和氰尿酸两种化合物的分子结构类似（见图，取自 FDA 风险评估报告），而且据报道在猫的尿液中很容易依靠氢键作用形成三个三聚氰胺和三个氰尿酸分子构成的不溶六聚体从而造成结石，即使三聚氰胺本身的含量并不超过猫的排泄能力。据报道，32毫克/千克体重单次剂量的这种聚合物就可以在猫身上造成急性肾衰竭。所幸这种聚合物在酸性环境下很容易分解。但对于胃肠功能不佳或者不完善的人它可能造成大麻烦。牛奶本身的 pH 在6.5-6.7左右，也并不是最适合分解这种聚合物的酸度。
三聚氰胺
氰尿酸
大部分简体中文媒体似乎只注意到了三聚氰胺而没有注意到它的类似物，跟去年的华盛顿邮报相比，我们也许都有点后知后觉。氰尿酸作为副产品容易在三聚氰胺加工制备过程中被混入，去年美国在宠物饲料中也有检出，而且其氯代物三氯异氰尿酸在乳制品行业中常用作消毒剂，水解后也可产生氰尿酸。由此推出即使乳制品中没有三聚氰胺，也可能混有氰尿酸。所以，要正确评估食品和饲料中三聚氰胺的危害，还应该把氰尿酸也纳入考虑当中。我不太清楚质检总局对奶粉抽检时采用的分析方法，如果使用的是蛋白质氮含量与总氮含量的差值法，则可能给出的结果已经包括了氰尿酸，但我们也关心这二者的比例。总之我们对于三聚氰胺以外的其它有机物杂质的危害应该有一定认识。反过来说，如果能通过色谱等手段证明某些乳制品里检验出的少量“三聚氰胺”只是氰尿酸的话，则不必太过担心，因为可能只是在生产过程中从器具和生产线上无意混入，而且它的（毒理学意义上而非通俗意义上的）毒性较三聚氰胺要低得多。
Progress
Recently I have managed to derive a dynamic model for my research area, imitating a model proposed by Ludwig et al. (2002) [3. D. Ludwig, B. H. Walker, and C. S. Holling. Resilience and the Behavior of Large-Scale Systems, chapter 2 Models and metaphors of sustainability, stability, and resilience. Island Press, Washington, D.C., 2002] for a rangeland. Now I find that it is producing a range of interesting results. More importantly, I think I can defy accusation that the model is manipulated to produce domains of attractions. The hysteric behaviour and the appearance of domains of attraction/resilience are emerging from classic dynamic model functions, this is what I call fascinating.
The next step would be setting a range of scenarios, with different sets of parameters, see the behaviour and resilience of the system in these settings.
Furthermore, combining it with what I derived from remote sensing images collected for the last few decades, the model can go spatial to some extent. Use the remote sensing image to determine the initial state for each pixel, run the model on them, with a specified parameter set for each type of pixels, the result may be very interesting. Of course the computation would also be intense. I need also to think about a) how do I verify the model and b) how do I parametrise the different situations for different pixels.
The next step would be setting a range of scenarios, with different sets of parameters, see the behaviour and resilience of the system in these settings.
Furthermore, combining it with what I derived from remote sensing images collected for the last few decades, the model can go spatial to some extent. Use the remote sensing image to determine the initial state for each pixel, run the model on them, with a specified parameter set for each type of pixels, the result may be very interesting. Of course the computation would also be intense. I need also to think about a) how do I verify the model and b) how do I parametrise the different situations for different pixels.
2008年9月22日星期一
配额系统与优化结果
上周五出版的《科学》杂志报道了一些科学家经过对全球一百多个渔场的调查分析，得出结论认为如果将目前渔业中使用的全行业配额制度改换为个人可交易的配额（Individual Transferrable Quota, ITQ），将有利于渔业的可持续发展，并指出如果基于个体权利的管理制度从上世纪70年代开始实施的话，2003年产生崩溃（年生产量小于历史最高值的10%）的渔场将只占9%而不是实际上的27%。由于市场规律的作用，经济上最优的产量并不是鱼类种群所能支持的最大可持续捕捞量（Holling 的 resilience 理论和一些研究认为这个量实际上并不是可持续的，考虑的因素太少），而是小于这个量。真正的问题在于个体捕捞者实际上并没有受到全行业捕捞限额的限制，并且有动机尽可能增大自己的捕捞量，结果造成整体的捕捞量仍然超标。ITQ 的作用是把限额落实到个体捕捞者身上，并引入交易机制使捕捞者在某些情况下不会最大化捕捞量，而是将多余的捕捞量转让给其它人。ITQ 的另一个作用是避免了行业整体配额导致的捕鱼季节抢捕和大量渔业产品冲击市场压低价格的现象，避免了渔业的恶性竞争。
ITQ 的想法很聪明，同时也很简单，就是把个体的权责进一步明确，赋予个体经济动机同时达到改善整体水平的目的。环境管理当中采用配额系统的例子不少，但是对于稀缺资源，有时候管理者容易忽视配额是否能起到限制的作用。施加于集体的配额比较容易分配和管理，但是在个体的权利不明确时，对于个体的约束作用可能并不很大。比如黄河沿岸的用水，就我所知配额是下发到省市一级，但对于单位和个体农户而言，只要上面开闸放水，合理的行为必然是尽量把水朝自家水罐、田地里多放一点。如果能实施更为具体的配额制度，黄河沿岸的用水量也许还能进一步减小，而干流上的水库水闸也不必靠行政命令限制供水了。
这当然是一个美好的设想，真正实施起来还有不少问题。对于渔业来说，捕捞量的审计相对是容易做到的，而且渔户好像也没有什么理由要在捕捞量上作弊；而现有的河流灌溉体系要实现到户的流量精确测量似乎还有难度。另外就是权利如何转让的问题，对于河流而言，上游节省的流量只能由下游进行经济补偿，而按照现有的 ITQ 体系，下游如果也用不完自己的配额，上游就算是白省水了，除非下游因为多余的径流获得的生态和社会效益可以被合理定价纳入到体系当中来；另外个体节省的配额，如何与数百甚至上千公里以外的另一个个体进行有效和经济最优的交易，也是一个问题，需要先进的测量、审计手段和透明、广泛的水期权市场的建立。
ITQ 体系还有一个可能的应用是对车辆上路的限制。在 Google Scholar 上大概搜索了一下，大多数国家还是使用牌照税和燃油税手段限制车辆增长和使用，只有像新加坡这样严刑峻法的国家使用了硬性限制每年新增车辆数的办法，同时带来了车主不愿（不能）换新车导致车况下降的问题。那么有没有可能变车辆限额为里程限额呢？车主每年按照车型和自己使用车辆的模式交纳一定费用并获得一定的配额，并可以交易这些配额？当然这样做还是有开10公里上班的人是否应该比开8公里上班的人多花钱的问题，而且可能对城市的布局产生（积极的？）影响，不过似乎比简单的单双号上路好，还是变集体权责为个人权责。
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ITQ 的想法很聪明，同时也很简单，就是把个体的权责进一步明确，赋予个体经济动机同时达到改善整体水平的目的。环境管理当中采用配额系统的例子不少，但是对于稀缺资源，有时候管理者容易忽视配额是否能起到限制的作用。施加于集体的配额比较容易分配和管理，但是在个体的权利不明确时，对于个体的约束作用可能并不很大。比如黄河沿岸的用水，就我所知配额是下发到省市一级，但对于单位和个体农户而言，只要上面开闸放水，合理的行为必然是尽量把水朝自家水罐、田地里多放一点。如果能实施更为具体的配额制度，黄河沿岸的用水量也许还能进一步减小，而干流上的水库水闸也不必靠行政命令限制供水了。
这当然是一个美好的设想，真正实施起来还有不少问题。对于渔业来说，捕捞量的审计相对是容易做到的，而且渔户好像也没有什么理由要在捕捞量上作弊；而现有的河流灌溉体系要实现到户的流量精确测量似乎还有难度。另外就是权利如何转让的问题，对于河流而言，上游节省的流量只能由下游进行经济补偿，而按照现有的 ITQ 体系，下游如果也用不完自己的配额，上游就算是白省水了，除非下游因为多余的径流获得的生态和社会效益可以被合理定价纳入到体系当中来；另外个体节省的配额，如何与数百甚至上千公里以外的另一个个体进行有效和经济最优的交易，也是一个问题，需要先进的测量、审计手段和透明、广泛的水期权市场的建立。
ITQ 体系还有一个可能的应用是对车辆上路的限制。在 Google Scholar 上大概搜索了一下，大多数国家还是使用牌照税和燃油税手段限制车辆增长和使用，只有像新加坡这样严刑峻法的国家使用了硬性限制每年新增车辆数的办法，同时带来了车主不愿（不能）换新车导致车况下降的问题。那么有没有可能变车辆限额为里程限额呢？车主每年按照车型和自己使用车辆的模式交纳一定费用并获得一定的配额，并可以交易这些配额？当然这样做还是有开10公里上班的人是否应该比开8公里上班的人多花钱的问题，而且可能对城市的布局产生（积极的？）影响，不过似乎比简单的单双号上路好，还是变集体权责为个人权责。
2008年9月18日星期四
深搜索引擎
ReadWriteWeb 介绍了一个名叫 Infovell 的深度搜索引擎，据称作用是索引那些没有被主流搜索引擎如 Google 抓过的网页，包括各大学术出版商如 Oxford University Press, SAGE, Taylor & Francis, Annual Reviews 等等。Infovell 自己的定义也是 "Research engine"。我这里由于网络质量不佳只能看到 ReadWriteWeb 上的截图，看起来 Infovell 主要的特色是结合了 Web of Knowledge 将搜索结果按学科分类的功能并提供了方便的关键词修改系统，还有些提高可用性的改进例如高亮含有搜索词的句子和显示有同一关键词的不同主题文档之间的关系。
虽然 Google Scholar 现在并不是一个好用的搜索引擎，这个 Infovell 貌似也不是特别让人激动。它在描述自己使用的技术时提到了关键词搜索的一些固有缺点，例如关键词越多，得到的结果越少而且很可能相关程度反而不高。Infovell 宣称它索引了每一段话中各种可能的词语和短语的组合，而且没有网页语言的限制，这似乎说明它使用的不是语义的方法。现在像 Google Scholar 这样的搜索引擎的问题在于它不能搞懂关键词之间的语义关系，而且只会用文章被引用次数等等指标来排序搜索结果，用户可能很难找到含有特定信息的文档。比如我想找一篇关于澳大利亚北部降水对沙漠影响的文章，Google Scholar 给出的第一页结果中可能就有澳大利亚的学者研究纳米比亚沙漠的文章，而 "precipitation" 这个词只是在其参考文献中出现了一次。对于非语义的搜索引擎能把这个问题解决到什么程度，我持相当的怀疑态度。
Infovell 将在9月22日正式上线，按收费方式提供服务，并提供了30天的免费试用。目前的数据库似乎以生物科学期刊和文献为主。这个搜索引擎是否比 Scholar + Web of Knowledge 更有价值要到下周才知道了。
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虽然 Google Scholar 现在并不是一个好用的搜索引擎，这个 Infovell 貌似也不是特别让人激动。它在描述自己使用的技术时提到了关键词搜索的一些固有缺点，例如关键词越多，得到的结果越少而且很可能相关程度反而不高。Infovell 宣称它索引了每一段话中各种可能的词语和短语的组合，而且没有网页语言的限制，这似乎说明它使用的不是语义的方法。现在像 Google Scholar 这样的搜索引擎的问题在于它不能搞懂关键词之间的语义关系，而且只会用文章被引用次数等等指标来排序搜索结果，用户可能很难找到含有特定信息的文档。比如我想找一篇关于澳大利亚北部降水对沙漠影响的文章，Google Scholar 给出的第一页结果中可能就有澳大利亚的学者研究纳米比亚沙漠的文章，而 "precipitation" 这个词只是在其参考文献中出现了一次。对于非语义的搜索引擎能把这个问题解决到什么程度，我持相当的怀疑态度。
Infovell 将在9月22日正式上线，按收费方式提供服务，并提供了30天的免费试用。目前的数据库似乎以生物科学期刊和文献为主。这个搜索引擎是否比 Scholar + Web of Knowledge 更有价值要到下周才知道了。
2008年9月15日星期一
小棺材升级版和空间统计
ScienceDaily 今天的一篇文章报道了美国俄勒冈州立大学利用来自多个部门的统计数据辨识该州境内的非法药物“热点”地区。其采集的数据包括服食药物致死的案例，被发现的非法药物实验室的位置和药物制造过程中排放的烟气和其它化学物质等等。目前这个成果只是在会议上发表，还没有写成论文，所以不好评论其方法和结论。不过这种方法倒是让人想起了传染病学研究早期在地图上画小棺材寻找病源的方法。
当然那种方法并没有涉及严格的统计分析。OSU 的研究者们使用的是名为 SaTScan 的空间统计软件。这个软件已经被医学界的研究人员使用了较长的时间，比较成熟。在它的主页上粗略看了一下，似乎它主要是用于在空间和时间上离散的事件的统计分析。但从2006年的7.0版本开始，正态分布模型的加入使其可以处理样本的连续属性或者大的样本中的定序数据。虽然软件本身不支持可视化，但是似乎在很多空间应用中可以提供有效的统计手段，在相对贫乏的空间统计实现中似乎还是一个很有竞争力的选择。
当然那种方法并没有涉及严格的统计分析。OSU 的研究者们使用的是名为 SaTScan 的空间统计软件。这个软件已经被医学界的研究人员使用了较长的时间，比较成熟。在它的主页上粗略看了一下，似乎它主要是用于在空间和时间上离散的事件的统计分析。但从2006年的7.0版本开始，正态分布模型的加入使其可以处理样本的连续属性或者大的样本中的定序数据。虽然软件本身不支持可视化，但是似乎在很多空间应用中可以提供有效的统计手段，在相对贫乏的空间统计实现中似乎还是一个很有竞争力的选择。
2008年9月8日星期一
Ideology at first, now a supply chain problem
There is an article on Guardian's environmental website that states that the rise of organic farming and anti-GM food attitude is causing hunger in Africa. It claims that African farmers are converting to low-intensity organic farming thus cannot produce enough food for Africa's own people. It also advocates that African countries should learn from China and India who have managed to provide enough food for large populations through adopting modern agriculture technology.
I remember when I first came to UK I discussed with my tutor the argument around GM crops. I said there was no perceivable attitude against GM food in China, and he was a bit surprised. It is understandable as he was concerned about potential harm of GM crops to native species. The assessment of risk and research on GM crops has progressed a lot since then. GM food nowadays is accepted inside the EU after being strictly assessed. Yet it is sad that GM food -- even after proved not harmful to local gene pool -- is still considered inferior to organic farming products and suitable only for the hungry people.
The fact that prople are "modifying" the gene of crops by selection since there is civilisation and why scientists tried to develop GM crops in the first place connote that GM crops has some desirable traits that worth promoting. The idea is just being demonised for too long that people forgot what was the purpose of GM food to begin with. In fact GM crops can deliver products that one cannot tell from "organic" food at larger quantities and reasonable fertiliser/pesticide use level. The image of "Frankenstein crops" hampered the popularity and adopting of GM crops. In this Risk Society, the disbelief and self-contradiction of plural sciences has costed people the chance to reduce famine, although they may also stopped ecological disasters.
It may help if the public relationship of GM crops can be improved. Yet the really interesting and annoying question is now that Europe with surplus food is turning to organic farming, why Africa with a large population in hunger follows suit? And people argue that what we really have is not a production problem, but rural development problem.
This pattern perhaps illustrates the direction of flow in globalisation: the worry about GM food is expanding from Europe to Africa, whose agricultural products is being imported into Europe. With the European's favour of organic food, it would not be fair to ask Africans to plant GM food to feed themselves, as doing so will weaken African products' competition with European agricultural products at an already twisted price level. The hunger problem, if has to be solved by GM food, also needs people in developed world make a choice in favour of those neglected food and their producers.
I remember when I first came to UK I discussed with my tutor the argument around GM crops. I said there was no perceivable attitude against GM food in China, and he was a bit surprised. It is understandable as he was concerned about potential harm of GM crops to native species. The assessment of risk and research on GM crops has progressed a lot since then. GM food nowadays is accepted inside the EU after being strictly assessed. Yet it is sad that GM food -- even after proved not harmful to local gene pool -- is still considered inferior to organic farming products and suitable only for the hungry people.
The fact that prople are "modifying" the gene of crops by selection since there is civilisation and why scientists tried to develop GM crops in the first place connote that GM crops has some desirable traits that worth promoting. The idea is just being demonised for too long that people forgot what was the purpose of GM food to begin with. In fact GM crops can deliver products that one cannot tell from "organic" food at larger quantities and reasonable fertiliser/pesticide use level. The image of "Frankenstein crops" hampered the popularity and adopting of GM crops. In this Risk Society, the disbelief and self-contradiction of plural sciences has costed people the chance to reduce famine, although they may also stopped ecological disasters.
It may help if the public relationship of GM crops can be improved. Yet the really interesting and annoying question is now that Europe with surplus food is turning to organic farming, why Africa with a large population in hunger follows suit? And people argue that what we really have is not a production problem, but rural development problem.
This pattern perhaps illustrates the direction of flow in globalisation: the worry about GM food is expanding from Europe to Africa, whose agricultural products is being imported into Europe. With the European's favour of organic food, it would not be fair to ask Africans to plant GM food to feed themselves, as doing so will weaken African products' competition with European agricultural products at an already twisted price level. The hunger problem, if has to be solved by GM food, also needs people in developed world make a choice in favour of those neglected food and their producers.
2008年9月4日星期四
在 River Trent 边上转了一圈
因为要到曾经的一流球队 Nottingham Forest Football Club 的主场去开一个有关学生参与社区活动的会，所以坐车到市中心后步行前往，发现球场周围风景还不错。
River Trent 目前的功能似乎就是航运和休闲旅游。Trent Bridge 附近的河岸是经过加固和硬化的，但河底似乎没有。作为一条流经多个城市的河，水质看起来相当不错。
River Trent 目前的功能似乎就是航运和休闲旅游。Trent Bridge 附近的河岸是经过加固和硬化的，但河底似乎没有。作为一条流经多个城市的河，水质看起来相当不错。
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2008年8月23日星期六
生态/环境研究的新挑战
Holling (1973)[1. Holling, C. S. Resilience and stability of ecological systems. Annual Review of Ecology and Systematics, 4:1–23, 1973.] 这样定义生态系统的 resilience：系统在发生重构和功能变化之前能够接受的最大扰动。而 Pimm (1984)[2. Pimm, S. L. The complexity and stability of ecosystems. Nature, 307:321–326, 1984. ] 在十年之后才提出 resilience 的另一个定义：系统受到扰动后回到初始状态所需的时间。虽然 Pimm 的定义提出较晚，但却得到了广泛得多的应用。而对于 Holling 的定义，虽然研究者往往会提及，却很少有人将其应用到实际研究中，以致到现在这个概念的研究者和实践者似乎已经成了一个不为人注意的学派。为什么 Holling 的想法应者如此寥寥？
Resilience and the Behavior of Large-Scale Systems（以下 RBLSS）这本书可以看作是这个久被忽视的学派争取学界注意的又一次努力，书中文章的主要作者包括 L. H. Gunderson，C. S. Holling，G. D. Peterson，B. H. Walker，S. R. Carpenter 和 D. Ludwig 等人，事实上他们就是仅有的几位我们通过一般的期刊搜索能比较容易地找到的，主张利用 Holling 的 resilience 定义研究社会-生态复合系统的学者。在书中他们重申了自己的想法，即 Pimm 的 resilience 的前提是不成立的，复杂系统并没有一个唯一、恒定、稳固的均衡（equilibrium）状态，相反系统可能有多个均衡状态，外力可以导致系统在这些状态间转换。在一个均衡状态附近（称为均衡域或吸引域），系统的变化是连续而接近线性的，可以用方程描述，但一旦变化超过了一定范围，系统的转变就是突然、非线性的。定义或者评价一个系统的 resilience，就是要找出均衡域的范围和其它可能的均衡状态。
这样的说法比较抽象，所以 Holling 的追随者们使用盆中的小球这个概念来说明：小球相当于系统，放在一个盆（均衡域）当中，盆的宽度就是 resilience 的强弱程度，而小球一旦越出盆沿，就会落入另一个盆，即一个性质、结构、功能都可能完全不同的系统状态。在数学上，他们则利用二分点这个概念来说明系统是如何离开均衡域的：类似我们熟悉的量变引起质变的思想，系统某些变量的取值会使类似下面方程的性质在这个取值附近发生巨大的改变：
这类变量称为系统中的“慢变量”，变化往往较慢，却对系统的性质和功能有根本性的影响。到这里我们已经可以看到 Holling 的定义固然比 Pimm 的定义更能把握生态系统的非均衡本质，同时也避免了过度的还原论思想，但其实践比起 Pimm 的仅仅通过经验性的观察就可以测量的方法要困难许多，要求研究者对于系统的全面性质和各种内外影响因素都有较全面的了解，这在大的生态和社会经济系统中是难以做到的，难怪许多人望而却步。
也许正是因为这一点，RBLSS 这本脱胎于 workshop 的书将重点放在对大型系统的具体案例研究上。其研究的系统包括了主要的陆地生态系统如森林、湿地和草原，以及水生生态系统如湖泊和珊瑚礁群，研究方法也是多种多样，包括情境分析，数学建模，实地观测和地理信息科学等等。这些案例确实体现了 resilience 这个概念的普适性，但也暴露了它的一个重大不足，就是对于不同的生态系统缺乏一个一致的方法体系。即使在同类的生态系统中，由于物种和扰动因素的不同，研究者也往往不能套用书中给出的分析结果，而要自己从概念模型开始分析。在整个体系中缺乏“可重用”的部分，无疑也限制了这一概念像环境影响评价那样成为工业和学界中通行的做法。
当然，仅从框架来说，这本书也提供了一个可供套用的模式，包括概念模型的建立，跨比例过程和慢变量的识别等等，可供有意利用这个概念进行研究的人参考。但我认为这本书更大的意义在于指出了一条有可能让生态学研究从目前的还原主义研究方法飞跃到真正综合性的，把“人”这一因素纳入研究范围的研究的途径，向传统的研究方法提出了挑战。同时，相对于基于 Pimm 概念的，以某一特定状态为目标、要求保持和固守的环境管理，Holling 的 resilience 概念使得他能够提出新的生态/环境管理思想，即适应性的管理，承认生态和社会系统的变化和非均衡性，这比 resilience 这个概念本身有更大的实践意义，已经在一些具体的环境管理方案中得到应用。在 resilience 的评估当中，又要求研究者对现有的生态模型进行检验，并研究和归纳具体生态系统当中的各种主体和相互作用，这在一定程度上也促进了传统生态学理论和方法论的发展。从这个意义上说，这本书和 resilience 概念本身，对于生态和环境科学的研究者来说具有超越直接价值的意义。
Resilience and the Behavior of Large-Scale Systems（以下 RBLSS）这本书可以看作是这个久被忽视的学派争取学界注意的又一次努力，书中文章的主要作者包括 L. H. Gunderson，C. S. Holling，G. D. Peterson，B. H. Walker，S. R. Carpenter 和 D. Ludwig 等人，事实上他们就是仅有的几位我们通过一般的期刊搜索能比较容易地找到的，主张利用 Holling 的 resilience 定义研究社会-生态复合系统的学者。在书中他们重申了自己的想法，即 Pimm 的 resilience 的前提是不成立的，复杂系统并没有一个唯一、恒定、稳固的均衡（equilibrium）状态，相反系统可能有多个均衡状态，外力可以导致系统在这些状态间转换。在一个均衡状态附近（称为均衡域或吸引域），系统的变化是连续而接近线性的，可以用方程描述，但一旦变化超过了一定范围，系统的转变就是突然、非线性的。定义或者评价一个系统的 resilience，就是要找出均衡域的范围和其它可能的均衡状态。
这样的说法比较抽象，所以 Holling 的追随者们使用盆中的小球这个概念来说明：小球相当于系统，放在一个盆（均衡域）当中，盆的宽度就是 resilience 的强弱程度，而小球一旦越出盆沿，就会落入另一个盆，即一个性质、结构、功能都可能完全不同的系统状态。在数学上，他们则利用二分点这个概念来说明系统是如何离开均衡域的：类似我们熟悉的量变引起质变的思想，系统某些变量的取值会使类似下面方程的性质在这个取值附近发生巨大的改变：
$$\frac{dx}{dt} = -x(x^{2} - \alpha)$$
这类变量称为系统中的“慢变量”，变化往往较慢，却对系统的性质和功能有根本性的影响。到这里我们已经可以看到 Holling 的定义固然比 Pimm 的定义更能把握生态系统的非均衡本质，同时也避免了过度的还原论思想，但其实践比起 Pimm 的仅仅通过经验性的观察就可以测量的方法要困难许多，要求研究者对于系统的全面性质和各种内外影响因素都有较全面的了解，这在大的生态和社会经济系统中是难以做到的，难怪许多人望而却步。
也许正是因为这一点，RBLSS 这本脱胎于 workshop 的书将重点放在对大型系统的具体案例研究上。其研究的系统包括了主要的陆地生态系统如森林、湿地和草原，以及水生生态系统如湖泊和珊瑚礁群，研究方法也是多种多样，包括情境分析，数学建模，实地观测和地理信息科学等等。这些案例确实体现了 resilience 这个概念的普适性，但也暴露了它的一个重大不足，就是对于不同的生态系统缺乏一个一致的方法体系。即使在同类的生态系统中，由于物种和扰动因素的不同，研究者也往往不能套用书中给出的分析结果，而要自己从概念模型开始分析。在整个体系中缺乏“可重用”的部分，无疑也限制了这一概念像环境影响评价那样成为工业和学界中通行的做法。
当然，仅从框架来说，这本书也提供了一个可供套用的模式，包括概念模型的建立，跨比例过程和慢变量的识别等等，可供有意利用这个概念进行研究的人参考。但我认为这本书更大的意义在于指出了一条有可能让生态学研究从目前的还原主义研究方法飞跃到真正综合性的，把“人”这一因素纳入研究范围的研究的途径，向传统的研究方法提出了挑战。同时，相对于基于 Pimm 概念的，以某一特定状态为目标、要求保持和固守的环境管理，Holling 的 resilience 概念使得他能够提出新的生态/环境管理思想，即适应性的管理，承认生态和社会系统的变化和非均衡性，这比 resilience 这个概念本身有更大的实践意义，已经在一些具体的环境管理方案中得到应用。在 resilience 的评估当中，又要求研究者对现有的生态模型进行检验，并研究和归纳具体生态系统当中的各种主体和相互作用，这在一定程度上也促进了传统生态学理论和方法论的发展。从这个意义上说，这本书和 resilience 概念本身，对于生态和环境科学的研究者来说具有超越直接价值的意义。
2008年8月19日星期二
How will statistics go spatial
摘要：讨论空间统计的元素和面临的困难以及可能的发展方向。
When I consider the organisation of my thesis I want to boast that my study has used free software GIS -- Grass GIS as well as free statistics software package/language R to achieve spatial statistics capacity where even many commercial software packages are handicapped, as the two champions in the free software world can cooperate almost seamlessly, processing map and data back and forth and providing convicing statistics on a map. However after a second thought I realised that "statistics on a map" is not the equivalent of "spatial statistics".
Although Geographic Information Systems were designed and built with statistics in mind, geographical data in its early days only were included as a context for other data such as census or measurement. From an early GIS-generated map we can obtain information such as the total number of cars in UK and their distribution in various cities whose population is larger than x. This is of course useful information but is insufficient now that people have more demands on geographical data itself, partly thanks to Google Maps/Earth and all those mash-up applications. Therefore the statistics ability of GIS needs to be enhanced, allowing it to be able to process geographical data both as an explanatory variable and a dependent variable, instead of just as a context.
By geographical data I mean the following attributes:
This is, of course, just a non-exhaustive list. At present most GIS can only process a few of these attributes at a not very satistying level. To enhance the ability of GIS, there are some hurdles that have to be overcome first. The biggest one may be the problem of describing. The nature of GIS and its supporting technology determine that GIS use mathematic-based, reductionist approaches to store and express data in a discrete way, however geography is continuous, with some concepts that are difficult to quantify. How do we state "the habitat is located around the intersection of a footpath and a main highway bridge near Baxton, with a thinner canopy in the northern part providing more favourable conditions for lower storey plants" to a computer? A promising direction of development seems lies in semantics and cognition science.
Another problem is the model used. In geography everything is linked, then how does one represent such link with mathematical models? Besides, statistics in its traditional sense is the aggregation of measurements, which can bring unexpected results in geographical studies. This is especially a prominent problem if social processes are involved. At least, the simple aggregation based on descriptive statistics will have a more limited role. New techniques such as fractal mathematics and trend analysis may have more contribution to the solution to the problem in the future.
The more developed spatial statistics perhaps also will put a demand on more sophisticated spatial data, although the improvement of methodology can alleviate such demand. When statisticians and geographers look at more subtle aspects of natural and social interactions going on on the ground, they will need more data such as the heteogeneity within a "patch" and individual behaviour. In return GIS fed on these data may provide some insights in design of public spaces, priority of conservation, and so on.
I decide to wait and try to contribute to the (r)evolution of new spatial statistics. Before that takes place my thesis will be "using GIS technology and simple statistics with a spatial concern".
Many of the ideas in this entry comes from or are inspired by this slide by Michael F.Goodchild in University of California, Santa Barbara.
When I consider the organisation of my thesis I want to boast that my study has used free software GIS -- Grass GIS as well as free statistics software package/language R to achieve spatial statistics capacity where even many commercial software packages are handicapped, as the two champions in the free software world can cooperate almost seamlessly, processing map and data back and forth and providing convicing statistics on a map. However after a second thought I realised that "statistics on a map" is not the equivalent of "spatial statistics".
Although Geographic Information Systems were designed and built with statistics in mind, geographical data in its early days only were included as a context for other data such as census or measurement. From an early GIS-generated map we can obtain information such as the total number of cars in UK and their distribution in various cities whose population is larger than x. This is of course useful information but is insufficient now that people have more demands on geographical data itself, partly thanks to Google Maps/Earth and all those mash-up applications. Therefore the statistics ability of GIS needs to be enhanced, allowing it to be able to process geographical data both as an explanatory variable and a dependent variable, instead of just as a context.
By geographical data I mean the following attributes:
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This is, of course, just a non-exhaustive list. At present most GIS can only process a few of these attributes at a not very satistying level. To enhance the ability of GIS, there are some hurdles that have to be overcome first. The biggest one may be the problem of describing. The nature of GIS and its supporting technology determine that GIS use mathematic-based, reductionist approaches to store and express data in a discrete way, however geography is continuous, with some concepts that are difficult to quantify. How do we state "the habitat is located around the intersection of a footpath and a main highway bridge near Baxton, with a thinner canopy in the northern part providing more favourable conditions for lower storey plants" to a computer? A promising direction of development seems lies in semantics and cognition science.
Another problem is the model used. In geography everything is linked, then how does one represent such link with mathematical models? Besides, statistics in its traditional sense is the aggregation of measurements, which can bring unexpected results in geographical studies. This is especially a prominent problem if social processes are involved. At least, the simple aggregation based on descriptive statistics will have a more limited role. New techniques such as fractal mathematics and trend analysis may have more contribution to the solution to the problem in the future.
The more developed spatial statistics perhaps also will put a demand on more sophisticated spatial data, although the improvement of methodology can alleviate such demand. When statisticians and geographers look at more subtle aspects of natural and social interactions going on on the ground, they will need more data such as the heteogeneity within a "patch" and individual behaviour. In return GIS fed on these data may provide some insights in design of public spaces, priority of conservation, and so on.
I decide to wait and try to contribute to the (r)evolution of new spatial statistics. Before that takes place my thesis will be "using GIS technology and simple statistics with a spatial concern".
Many of the ideas in this entry comes from or are inspired by this slide by Michael F.Goodchild in University of California, Santa Barbara.
2008年8月11日星期一
Emergence, or merely a mistake?
When I conduct DFA on my NDVI data, I found some interesting behaviour of the result. Apparently the system behaves differently in different spatial scales, which is reflected in the fluctuation-temporal scale correlation and the slope of $$\text{log}F(L)/\text{log}L$$ (i.e. $$\alpha$$).
The DFA result for the whole map is like the picture below, $$\alpha$$ is between 0.5 and 1, indicating a correlation between fluctuation and time. But the pixel results are seemingly random (this is expected), and all have $$\alpha << 0.5$$ (this is quite unexpected), indicating anti-correlations.
The DFA result for the whole map is like the picture below, $$\alpha$$ is between 0.5 and 1, indicating a correlation between fluctuation and time. But the pixel results are seemingly random (this is expected), and all have $$\alpha << 0.5$$ (this is quite unexpected), indicating anti-correlations.
After examined the scripts and data in question I believe the design of the experiment has no fault that I could find. I have also considered the possibility that nonstationarity and trend may have effects on the result, but the NDVI data I used have already had seasonal trend eliminated, while nonstationarity is not likely to cause such dramatic change in $$\alpha$$. The result, if not a technical failure, will suggest that the system's behaviour at 8km (single pixel) and regional scales are different. At the fine-grained scale, the fluctuation reduces as temporal scale increases, i.e. a fluctuation is likely to cause smaller and smaller fluctuations in the distant future. But at coarser scale the behaviour is inversed, a fluctuation may cause larger and larger fluctuations at long intervals.
It is possible that the system's behaviour at coarser scales is the result of relatively simpler interactions at finer scales, creating a phenomenon known as emergence. But the question is, if it is really emergence, what is the critical scale that such behaviour shift takes place. Besides, what I have now is at best correlation, are there any intrinsic mechanism that determine such emergence? In ecology, has there been similar emergence taking place in the shift from community to biome scale?
The system I'm studying is a pastoral socio-ecosystem. If there is really emergence like this, does it suggest that the system at the farm scale is resilient but as a whole is not [1. There are some resilience researchers noted the problem of emergence, such as
Allen, C.R., Gunderson, L. & Johnson, A.R., 2005. The Use of Discontinuities and Functional Groups to Assess Relative Resilience in Complex Systems. Ecosystems, 8(8), 958-966. and
Folke, C., 2006. Resilience: The emergence of a perspective for social-ecological systems analyses. Global Environmental Change, 16(3), 253-267.]? This is a really intriguing question. I just hope it is not raised from a false observation.
2008年8月1日星期五
Find underlying fluctuation using DFA
We often have to deal with NDVI time series like this. What does it tell on earth? Very little information can be identified from this figure and its subsets. However, techniques like DFA allow us to dig some information on the fluctuation and its cause.
Detrended Fluctuation Analysis (DFA) was first used in DNA analysis to identify whether the purine and pyrimidine base's distubution is scalable, or fractal. Later it has been used by many to examine whether a bounded time series has fractal characteristics and is self-similar. First of all the time series has to be converted to a random walk series using equation:
$$X_{t} = \sum_{i=1}^{t}(x_{i}-\langle x_{i} \rangle)$$
Where $$\langle x_{i} \rangle$$ is a value within the range of the time series, or a variable that changes with the element in the time series according to certain rule. This is the "detrending" step. Once the series has been converted, one can split the whole series into a number of non-overlapping "windows", each with a equal number of samples or length $$n$$.
Least Square fit is done to each of the windows to get the local trend. The root-mean-squared deviation from the trend is called fluctuation:
$$F(L) = \[\frac{1}{L}\sum_{i=1}^{L}(X_{i} - ai -b)^{2}\]^{\frac{1}{2}}$$
For different window size $$L$$ we can obtain different $$F(L)$$. On a log$$F(L)$$ vs. log$$L$$ plot, we have a straight line whose slope is $$\alpha$$ if the random walk has self-affinity. The values of $$\alpha$$ have different meanings. $$\frac{1}{2} < \alpha < 1$$ indicates that the fluctuation is correlated with time; while $$\alpha$$ close to 0.5 indicates white noise [1. Detrended fluctuation analysis. (2007, October 31). In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 13:15, August 1, 2008, from http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Detrended_fluctuation_analysis&oldid=168313780].
This technique is further used to identify whether there is identifiable trend in the variation of NDVI throughout years. Telesca et al. (2005)[2. Luciano Telesca, Rosa Lasaponara, Antonio Lanorte, 1/f* fluctuations in the time dynamics of Mediterranean forest ecosystems by using normalized difference vegetation index satellite data, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, Volume 361, Issue 2, 1 March 2006, Pages 699-706.] has utilised the technique and identified positive feedbacks and reduced adaptability in Italian forest ecosystem. Note that NDVI has natural periodic fluctuation due to seasonality, before DFA is applied, one should first reduce this fluctuation from the data.
This technique may also be applied in my study as I am also looking at NDVI trends. Some spatial analysis may be added by using the technique on single pixels and/or "windows".
2008年7月30日星期三
语录和北京的空气
"我们不只是为了奥运而去改善空气质量，而且是为了提高整个中国民众的生活质量去做。"
──复旦大学国际问题研究院常务副院长沈丁立
这句话我非常赞同。历届现代奥运会的主办城市，都会将奥运会作为促进城市发展的一个契机。大多数情况下，奥运会也确实促成了城市在某方面的发展。但如果奥运会带来的只是城市的扩张，像1908年的伦敦奥运和1968年的墨西哥城奥运那样，一是对北京这样一个已经十分巨大的城市并无必要，二是这样的单纯扩张也被在后来证明并不利于城市的协调发展。奥运会离开北京以后，如果能留下什么，除了心态更加国际化的市民，更加发达的基础设施，最好还能带来北京市乃至全国百姓生活品质的真正提高。环境质量的改善，是生活品质提高的一个必要环节。
最近许多境外媒体表达了对北京空气质量的忧虑。我自己前些日子也在北京，个人感觉是跑步都不想跑。我缺乏在闷热潮湿的地方生活的经验，近几年也没有比较北京夏季和其它时候天气的机会，所以不好断定这些天北京灰蒙蒙的空气到底有几分是因为颗粒物，有几分是因为天气的影响。但是即使是天气的缘故，我们也应当正视这样的空气不论是观感还是体感都并不理想的现实，而且应当认识到污染还需要有力的控制。所以，像沈丁立所说，我们的目光不仅仅要看到奥运会和残奥会这两个月，还要争取今后空气质量的持续改善。
2007年8月单双号限行测试时我也在北京过暑假，当时觉得效果是明显的，今年似乎就没有那么明显（据联合早报，2008年7月24-26日的空气污染指数分别是113，110，115）。北京市环保局的解释是“没有明显的对流天气和强降雨，不利于污染物的扩散”。这也从一个侧面说明单双号也好，关闭首钢的炉子也好，并不能作为在长期中解决空气污染问题的手段。作为一个被燕山和太行山脉环抱的大城市，北京的地形与智利的圣地亚哥相似，都要在很大程度上依赖强对流天气实现污染物的扩散。而北京目前的发展趋势，可能会使这种依赖进一步加强，同时减弱对流天气形成的驱动力。
在实行单双号限行的同时，北京却缺少对汽车数量的严格控制。从07年5月到08年3月，汽车的增加量约为20万辆，平均每天增加700多辆。数量众多的汽车除了带来大量的排放，还造成了道路和停车场资源的紧缺。为了满足车辆的需要，大量修建新道路和停车场，又使得绿化覆盖率，特别是树木的覆盖率严重降低，这一方面在白天带来了显著的热岛效应使得空气湿度增大，污染物难以扩散，另一方面在晚间大热容的地面又容易加热空气使其上升成为逆温层，继续阻碍污染物的扩散。所以，单双号的作用有限，固然与天气有关，这天气的形成，却不能说与人为因素没有一点关系。
在奥运之后，怎样实现长期的空气质量提高呢？公共交通的发展能解决部分问题。可以预见的是公共交通将会因为奥运变得更加便利，但从我几天前的体验看，公共交通还有很多不方便的地方。以从清华大学到王府井外文书店为例，首先要坐校园公交到主楼门口，然后需要步行约1.5公里才能到轻轨车站，再转两次地铁到王府井车站，此后又要在宽敞无比却没有一丝荫凉没有一条长椅的步行街上走约0.8公里才能到外文书店，原路返回之后人基本哪儿也不想去了。如果挤公共汽车，在夏天更是难熬。所以为什么在道路已经拥挤不堪的同时，北京许多没有车的人还在想法买车，就不难理解了。如果这个便利性的问题不解决，公共交通的发展不会很大，何况还有地铁公交本身容量的问题。而公共交通不方便根本的原因，还在于北京的道路和建筑本身对公共交通很不友好。道路上公交站台的设计是大部分线路很长（由于城市本身规模和道路长度的原因），站台相距很远，而一站上许多线路都挤在一块儿，典型的就是清华西门和中关村海龙大厦，结果造成这些路段无论公交还是私车都拥堵在一起行驶非常缓慢；建筑方面，北京的二环外的大量建筑都追求外表的宏大壮丽，结果本来不应该太大的街区被这些建筑和附属于它们的停车场、广场撑得过于庞大，更要命的是这些建筑往往又是功能重复的挤在一起扎堆，比如若干个写字楼、若干个购物中心整整齐齐横在马路一边，这也使得公交之间的换乘极为不便。私家车虽然还有找车位的问题，但比起要走以公里计的道路才能找到一个车站还是省力多了。
所以北京的空气质量问题在一定程度上是一个城市规划问题。解决的方法，除了单双号这种治标的手段，我想更重要的是引导公众少买私家车，同时通过增设支线公交/轻轨线路，分散站台等手段使公共交通更加便利，用天台花园、城市公园、行道树等手段增加绿地面积，同时在新的规划和建设中减少大型建筑、广场的数量，改为小型建筑组成的功能多元化的社区。这样也许有望减少大量机动车带来的一部分空气污染问题。
2008年6月7日星期六
终于还是认了
水木上转载的环境保护部消息：
污染物排放量下降本来是好事，不过使用“拐点”这个概念有点叫人犯嘀咕。我记得进入新世纪以来我国环境保护的宣传口径一向是不走发达国家先污染后治理的路子，但是将下降称为拐点无疑是向世界承认，我国的二氧化硫和 COD 排放在过去一直是随着经济的高速发展而增长的，直到去年才随着经济水平的提高和技术的进步实现了污染排放的降低。这也就等于向世界承认，尽管我们不明说，经济和环境的发展还是按着 Kuznets 曲线走的。
Kuznets 曲线最早被用来描述随着经济的发展，收入分配的不平等会首先加剧，然后在某一个点开始减少，如图所示。后来有人提出了环境 Kuznets 曲线，用来解释发达国家最初以环境为代价换取发展，然后以新技术为契机，雄厚的经济实力为资本，开始在发展经济的同时减少环境破坏这一现象。英国可能是个最明显的例子。工业革命时期的泰晤士河臭不可闻，现在的泰晤士河偶尔还会有鲸不明就里地闯进河道；伦敦也早已摘去了煤烟尘带来的“雾都”帽子。由于这个说法只是对经验的不完全归纳，很多人并不赞同把它作为对环境史的可靠描述。他们指出如果考虑某些环境资本的不可替代性，实际上环境破坏始终是增加的。现在看来即使今后的环境指标继续好转，中国还是在按着这个先污染后治理的模式发展。
考虑到经济发展所需的基础设施往往要消耗不可再生或很难再生的自然资源，是不是可以说 Kuznets 曲线至少前半段是不可避免的呢？这个问题也许取决于我们如何定义研究的范围和计算自然资本。如果假设对土地等自然资源的占用和消耗可以用其他产品的价值弥补，同时选定一个新开发的地区作为研究对象，其所需技术和物资的成本大部分都“外部化”，那么环境资本的减少可以实现为0或负值，但是条件稍微改变，这个说法就不再成立了。至少以人类目前的技术水平，这个曲线的前半段还是一个全局有效的对经济发展和环境质量关系的描述。
至于中国能否实现 Kuznets 曲线的后半段，即使放下环境资本的不同计算方法不谈，也并不是一幅乐观的图景。首先，如果中国要在达到英美的经济水平的同时才实现同等的环境质量，地球现有的资源可能是不够用的。而在气候变化将要或者已经通过一个临界点的现在，无疑是又增加了一个限制因素，而中国在碳汇市场上很可能还要长期处于买方的地位。而且英美的环境成本也有相当一部分是外部化的。中国外部化环境成本的努力，由于其规模往往很大和不可持续，也容易遭到别国的指责。
而像一些水体几乎不可逆的污染还有物种的灭绝这样的损失，是否可以通过经济和其他环境指标的改善来弥补，也是环境科学家和经济学家永远争吵不休的问题。
“不走西方国家先污染后治理的路子”这个提法可能是容易让人误解的。宏观上，随着经济发展环境资本的减少不可避免，环境保护的目的还是在于让“拐点”来得早一些，低一些，并允许我们以可持续的方式从这个点上走下来。
……一是主要污染物排放量首次出现“拐点”。积极推进工程减排和结构减排，认真落实管理减排措施，全国装备脱硫设施的燃煤机组占全部火电机组的比例由2005年的12%提高到48%，城镇污水处理率由52%提高到60%，全年全国化学需氧量排放量1383.3万吨，比2006年下降3.14%；二氧化硫排放量2468.1万吨，比2006年下降4.66%，主要污染物排放量实现双下降，首次出现了“拐点”。
污染物排放量下降本来是好事，不过使用“拐点”这个概念有点叫人犯嘀咕。我记得进入新世纪以来我国环境保护的宣传口径一向是不走发达国家先污染后治理的路子，但是将下降称为拐点无疑是向世界承认，我国的二氧化硫和 COD 排放在过去一直是随着经济的高速发展而增长的，直到去年才随着经济水平的提高和技术的进步实现了污染排放的降低。这也就等于向世界承认，尽管我们不明说，经济和环境的发展还是按着 Kuznets 曲线走的。
Kuznets 曲线最早被用来描述随着经济的发展，收入分配的不平等会首先加剧，然后在某一个点开始减少，如图所示。后来有人提出了环境 Kuznets 曲线，用来解释发达国家最初以环境为代价换取发展，然后以新技术为契机，雄厚的经济实力为资本，开始在发展经济的同时减少环境破坏这一现象。英国可能是个最明显的例子。工业革命时期的泰晤士河臭不可闻，现在的泰晤士河偶尔还会有鲸不明就里地闯进河道；伦敦也早已摘去了煤烟尘带来的“雾都”帽子。由于这个说法只是对经验的不完全归纳，很多人并不赞同把它作为对环境史的可靠描述。他们指出如果考虑某些环境资本的不可替代性，实际上环境破坏始终是增加的。现在看来即使今后的环境指标继续好转，中国还是在按着这个先污染后治理的模式发展。
考虑到经济发展所需的基础设施往往要消耗不可再生或很难再生的自然资源，是不是可以说 Kuznets 曲线至少前半段是不可避免的呢？这个问题也许取决于我们如何定义研究的范围和计算自然资本。如果假设对土地等自然资源的占用和消耗可以用其他产品的价值弥补，同时选定一个新开发的地区作为研究对象，其所需技术和物资的成本大部分都“外部化”，那么环境资本的减少可以实现为0或负值，但是条件稍微改变，这个说法就不再成立了。至少以人类目前的技术水平，这个曲线的前半段还是一个全局有效的对经济发展和环境质量关系的描述。
至于中国能否实现 Kuznets 曲线的后半段，即使放下环境资本的不同计算方法不谈，也并不是一幅乐观的图景。首先，如果中国要在达到英美的经济水平的同时才实现同等的环境质量，地球现有的资源可能是不够用的。而在气候变化将要或者已经通过一个临界点的现在，无疑是又增加了一个限制因素，而中国在碳汇市场上很可能还要长期处于买方的地位。而且英美的环境成本也有相当一部分是外部化的。中国外部化环境成本的努力，由于其规模往往很大和不可持续，也容易遭到别国的指责。
而像一些水体几乎不可逆的污染还有物种的灭绝这样的损失，是否可以通过经济和其他环境指标的改善来弥补，也是环境科学家和经济学家永远争吵不休的问题。
“不走西方国家先污染后治理的路子”这个提法可能是容易让人误解的。宏观上，随着经济发展环境资本的减少不可避免，环境保护的目的还是在于让“拐点”来得早一些，低一些，并允许我们以可持续的方式从这个点上走下来。
2008年6月4日星期三
The (Flame) War on Democracy
租了几个片子来看，《暴力史》估计很好看，碟片已经划花放不出来，所以改看了记录片 The War on Democracy。片子讨论的是美国在过去近60年中对其“后院”拉丁美洲的持续不断的干涉，以及中情局等部门为扶植符合美国利益的代言人采用的种种手段，并展示了美国扶植下的政府给当地人，特别是本地民族造成的深重灾难。影片中反复被提到的词是 empire 和 imperialism，比较符合美国一贯的国际形象。Britannica Online 对 Imperialism 的定义是
从定义上看，如果片子里的记叙属实，这个词的使用在这里还是比较准确的。影片似乎暗示美国的拉美政策是在二战后美苏争霸的格局中定型的，其根本要求是拉美国家的政策必须符合美国的利益，至于是否民主并不重要。于是美国暗地里支持政变、暗杀、搞臭不顺眼的民选领导人也就顺理成章了。这一点逻辑关系是可以理解的，不过将拉美国家的贫富分化和土著民族的地位低下归因于民选政府被颠覆或者富人偏向美国，这条因果链似乎并不特别明显和有说服力。虽然委内瑞拉将石油企业收归国有可能比私有更有利于石油利益的公平分配，但这个模式并非能复制到拉美其他国家，拉美国家的经济问题也并非全然起因于私有化和非民主的制度。当然美国在拉美的“非和平”演变策略仍然是可以引以为戒的。
片子的导演是名记者出身，所以影片在背景资料研究和访谈方面明显强于 Loose Change 这样的阴谋论纪录片，不过他也犯了与那一类片子同样的错误，即用力过猛同时又完全对自己的立场不加掩饰。从讲解时明显的揶揄腔调，到对“反派”被采访者的特写和变形处理，再到引导式的提问，都让人感觉编导非常的有选择性。这样一来，虽然影片的资料本身很有说服力，也让观众不得不怀疑导演究竟是为了揭露真相还是就为了炮轰美国政府。还有一个缺点，豆瓣上的评论也提到了，就是影片似乎把 Chavez 塑造成了一个高大全的主角。虽然查总统很有个人魅力不假，为贫民窟里的穷人做了一些好事不假，但是对于他暂时扩大总统权力的做法抱着完全信任的态度而没有一点批评，实在是太像粉丝的行为了。
虽然这个纪录片很容易看得人心潮澎湃，也很有教育意义，但过度的表达显然损害了影片表达观点的完整。事实和真正的洞见上，揭去了帝国主义的遮掩，却又蒙上了非理性的迷雾。
state policy, practice, or advocacy of extending power and dominion, especially by direct territorial acquisition or by gaining political and economic control of other areas. Because it always involves the use of power, whether military force or some subtler form, imperialism has often been considered morally reprehensible and the term is frequently employed in international propaganda to denounce and discredit an opponent's foreign policy.
从定义上看，如果片子里的记叙属实，这个词的使用在这里还是比较准确的。影片似乎暗示美国的拉美政策是在二战后美苏争霸的格局中定型的，其根本要求是拉美国家的政策必须符合美国的利益，至于是否民主并不重要。于是美国暗地里支持政变、暗杀、搞臭不顺眼的民选领导人也就顺理成章了。这一点逻辑关系是可以理解的，不过将拉美国家的贫富分化和土著民族的地位低下归因于民选政府被颠覆或者富人偏向美国，这条因果链似乎并不特别明显和有说服力。虽然委内瑞拉将石油企业收归国有可能比私有更有利于石油利益的公平分配，但这个模式并非能复制到拉美其他国家，拉美国家的经济问题也并非全然起因于私有化和非民主的制度。当然美国在拉美的“非和平”演变策略仍然是可以引以为戒的。
片子的导演是名记者出身，所以影片在背景资料研究和访谈方面明显强于 Loose Change 这样的阴谋论纪录片，不过他也犯了与那一类片子同样的错误，即用力过猛同时又完全对自己的立场不加掩饰。从讲解时明显的揶揄腔调，到对“反派”被采访者的特写和变形处理，再到引导式的提问，都让人感觉编导非常的有选择性。这样一来，虽然影片的资料本身很有说服力，也让观众不得不怀疑导演究竟是为了揭露真相还是就为了炮轰美国政府。还有一个缺点，豆瓣上的评论也提到了，就是影片似乎把 Chavez 塑造成了一个高大全的主角。虽然查总统很有个人魅力不假，为贫民窟里的穷人做了一些好事不假，但是对于他暂时扩大总统权力的做法抱着完全信任的态度而没有一点批评，实在是太像粉丝的行为了。
虽然这个纪录片很容易看得人心潮澎湃，也很有教育意义，但过度的表达显然损害了影片表达观点的完整。事实和真正的洞见上，揭去了帝国主义的遮掩，却又蒙上了非理性的迷雾。
2008年5月29日星期四
Feasible biofuel?
As the fuel price soars, it seems difficult to achieve the transition to more sustainable and renewable energy supplies without using biofuel for at least a portion of our fuel consumption. While we have a range of technically possible biofuel solutions, they are all more or less unsustainable, some are even wasteful and/or dangerous. In my opinion, the biofuel alternative that is practical should at least have a few characteristics:
First and most importantly, the energy invested in the whole life cycle of such biofuel should not exceed what human can extract from it. This seems natural yet many alternatives reported in the past year failed to meet this criterion. Some appear to have higher output than their fossil counterparts but the actual result is opposite if one count the energy cost of collection, extraction and transportation in.
The second and equally important characteristic is that the raw material had better be a byproduct, or at least the growth of the raw material does not reduce land availability for food production. The rapid adoption of biofuel crops in some countries may have contributed to rapidly increasing food prices worldwide.
The effort to increase unit productivity of biofuel crops should be responsible and do not cause ecological problems. It is worried that some biofuel species may be invasive, rendering the food production problem more serious. Biofuel based on algae without effective control may be a problem for the marine ecosystems. It is also possible that economic incentives urge people to transform previous landuses to new ones that are not so sustainable, or destroy key habitats.
And pollution, though an old problem already, should not be enhanced by biofuel production. Many kinds of biofuel boast less pollution in combustion compared to fossil fuels, but pollution in production and exhausts still need attention and auditing.
At present there is few biofuel that meets all these criteria, and that's why I am against mass adoption of them. For transitional energy alternatives, nuclear may be a better choice.
First and most importantly, the energy invested in the whole life cycle of such biofuel should not exceed what human can extract from it. This seems natural yet many alternatives reported in the past year failed to meet this criterion. Some appear to have higher output than their fossil counterparts but the actual result is opposite if one count the energy cost of collection, extraction and transportation in.
The second and equally important characteristic is that the raw material had better be a byproduct, or at least the growth of the raw material does not reduce land availability for food production. The rapid adoption of biofuel crops in some countries may have contributed to rapidly increasing food prices worldwide.
The effort to increase unit productivity of biofuel crops should be responsible and do not cause ecological problems. It is worried that some biofuel species may be invasive, rendering the food production problem more serious. Biofuel based on algae without effective control may be a problem for the marine ecosystems. It is also possible that economic incentives urge people to transform previous landuses to new ones that are not so sustainable, or destroy key habitats.
And pollution, though an old problem already, should not be enhanced by biofuel production. Many kinds of biofuel boast less pollution in combustion compared to fossil fuels, but pollution in production and exhausts still need attention and auditing.
At present there is few biofuel that meets all these criteria, and that's why I am against mass adoption of them. For transitional energy alternatives, nuclear may be a better choice.
2008年5月21日星期三
CAP 政策、粮食市场和环境
日前，欧盟委员会（European Commission）提出方案，要对其 Common Agriculture Policy （CAP）进行修订，目的在于使农业生产更贴近市场需求，同时缓解食品供应的紧张状况。修订方案的主要内容包括如下几条：
CAP 可能是欧盟内最大和最富争议的财政项目，用于 CAP 项目的资金每年超过400亿欧元。CAP 最初是欧洲为了解决战后粮食短缺的问题，用补贴鼓励粮食生产而设立，而且卓有成效：欧洲出现了粮食富余，欧洲人可以用较低的价格购买食品。在2004年为了解决粮食过剩的问题，CAP 开始引入休耕补贴等制度。2005年我在英国的 Peak District 就见过一位幸福的农民，他只要管理好自己土地上的野生石楠就可以拿到足以养活一家人的补贴，根本不需要他把自己的羊卖掉。但是无论在2004年改革前后，高额的津贴实际上都扭曲了市场，使欧洲的农产品可以按低于实际成本的价格在世界市场上出售，这大大伤害了世界其他地方的，特别是发展中国家的农民。而2004年后的政策也没有鼓励欧盟内部的粮食生产。最近由于美国等国家对生物燃料的补贴更加剧了粮食市场的供不应求状况，才使问题暴露出来。
对上涨的粮食价格表示了深切忧虑的《经济学人》杂志在本月1日就提出现在是减少 CAP 补贴的好机会。在现在的市场条件下，减少的补贴反而给欧盟的农民提供了利益的刺激，同时世界其他地方也更有动力生产和出口农产品。即使像有些人认为的那样价格只是市场被扭曲的结果而不是纯粹的供应问题，改革后的 CAP 政策也更能反应市场实际的供需状况。但在美国等国家继续补贴生物燃料的情况下，CAP 补贴率降低对于欧盟外的农民提供了多少增加粮食生产的动力呢？在《经济学人》网站上有人评论说
如果他的观察足够有代表性的话，也许还是有更多的人会转向生物燃料而不是粮食生产。当然也有这种可能性：他能卖出的橙子价格受到了欧洲便宜替代品的冲击，而商店里的橙汁价格是橙汁生产商对较高的需求的反应，或者这样说，一方面橙汁生产商不愿意提高价格从欧洲以外的供应者那里收购橙子，一方面橙子生产商转向其他生产继续导致供给不足
，还是应该 blame CAP。不论是哪种情况，欧盟对于 CAP 的新提案应该是朝降低食品价格的方向走了正确的一步，但其广泛的效果可能还要经过一番国际贸易博弈才能看到。
新 CAP 相比2004年至今的政策可能有一个副作用，就是农民保护生物多样性和某些生态系统的积极性会降低。像我上文提到的农民，他的羊群规模在取消补贴后可能不足以给他与原来相当的收入，因此他可能会搬迁到别处或者索性放弃农业生产，从而放弃对 Peak District 一部分石楠草地的管理。还有一些濒危的鸟类一直是依赖农业生态系统而存在的，但增加粮食生产必然要求农业的集中化和高强度，包括休耕制度的取消，这都是对它们的生存不利的。不知道 ecocentricists 们这次面对关系人类性命的粮食问题会不会继续抱着生态系统和生物多样性至上的立场。也希望新 CAP （能通过的话）关于乡村发展和环境保护的提案能在这方面发挥作用。
- 减少对大农场主的补贴；
- 停止对农民休耕（set-aside）的补偿制度；
- 逐步增加奶制品生产配额直至2015年完全放开；
- 将节省下来的资金用于乡村建设和与环境有关的项目；
CAP 可能是欧盟内最大和最富争议的财政项目，用于 CAP 项目的资金每年超过400亿欧元。CAP 最初是欧洲为了解决战后粮食短缺的问题，用补贴鼓励粮食生产而设立，而且卓有成效：欧洲出现了粮食富余，欧洲人可以用较低的价格购买食品。在2004年为了解决粮食过剩的问题，CAP 开始引入休耕补贴等制度。2005年我在英国的 Peak District 就见过一位幸福的农民，他只要管理好自己土地上的野生石楠就可以拿到足以养活一家人的补贴，根本不需要他把自己的羊卖掉。但是无论在2004年改革前后，高额的津贴实际上都扭曲了市场，使欧洲的农产品可以按低于实际成本的价格在世界市场上出售，这大大伤害了世界其他地方的，特别是发展中国家的农民。而2004年后的政策也没有鼓励欧盟内部的粮食生产。最近由于美国等国家对生物燃料的补贴更加剧了粮食市场的供不应求状况，才使问题暴露出来。
对上涨的粮食价格表示了深切忧虑的《经济学人》杂志在本月1日就提出现在是减少 CAP 补贴的好机会。在现在的市场条件下，减少的补贴反而给欧盟的农民提供了利益的刺激，同时世界其他地方也更有动力生产和出口农产品。即使像有些人认为的那样价格只是市场被扭曲的结果而不是纯粹的供应问题，改革后的 CAP 政策也更能反应市场实际的供需状况。但在美国等国家继续补贴生物燃料的情况下，CAP 补贴率降低对于欧盟外的农民提供了多少增加粮食生产的动力呢？在《经济学人》网站上有人评论说
Only yesterday we complained about mountains of butter, cereals and lakes of wine in the EU that went to waste. As an orange producer, I can assure you that I still receive cents for a kilo and have not seen any benefit of the rally in OJ futures. The price in the stores is many times what I receive. There is a disconnect between what the producer gets and what the consumer pays. This can not be explained by transportation costs or the retailer's mark up.
如果他的观察足够有代表性的话，也许还是有更多的人会转向生物燃料而不是粮食生产。当然也有这种可能性：他能卖出的橙子价格受到了欧洲便宜替代品的冲击，而商店里的橙汁价格是橙汁生产商对较高的需求的反应，或者这样说，一方面橙汁生产商不愿意提高价格从欧洲以外的供应者那里收购橙子，一方面橙子生产商转向其他生产继续导致供给不足
，还是应该 blame CAP。不论是哪种情况，欧盟对于 CAP 的新提案应该是朝降低食品价格的方向走了正确的一步，但其广泛的效果可能还要经过一番国际贸易博弈才能看到。
新 CAP 相比2004年至今的政策可能有一个副作用，就是农民保护生物多样性和某些生态系统的积极性会降低。像我上文提到的农民，他的羊群规模在取消补贴后可能不足以给他与原来相当的收入，因此他可能会搬迁到别处或者索性放弃农业生产，从而放弃对 Peak District 一部分石楠草地的管理。还有一些濒危的鸟类一直是依赖农业生态系统而存在的，但增加粮食生产必然要求农业的集中化和高强度，包括休耕制度的取消，这都是对它们的生存不利的。不知道 ecocentricists 们这次面对关系人类性命的粮食问题会不会继续抱着生态系统和生物多样性至上的立场。也希望新 CAP （能通过的话）关于乡村发展和环境保护的提案能在这方面发挥作用。
2008年5月19日星期一
Evil Genius, Mad Scientist 和 Iron Man 的科学解释
唔，我不是要讨论为什么钢铁侠可以做6个G的战术机动而没有把腰椎折断或者完全无视动量定律从数千米高空硬着陆还没有把眼珠子摔出来这种无解的问题，而是：为什么 Tony Stark 在被绑架，被囚禁，坠“机”若干次以后仍然是个天才没有变傻。对这个问题的解释相信也会对理解为什么电影里充满了邪恶天才和疯狂科学家这两种典型人物有所帮助。
根据 Wired 杂志和 Smith et al. (2008) [1. Smith, P.K., Jostmann, N.B., Galinsky, A.D., van Dijk, W.W. (2008). Lacking Power Impairs Executive Functions. Psychological Science, 19(5), 441-447. DOI:10.1111/j.1467-9280.2008.02107.x] 的理论，原因有二：其一，TS 很少体验害怕和压力；其二，他没有什么人好怕。
这个月 Wired 杂志的封面故事是“Get Smarter”，其中提到人的杏仁体（Amygdala）作为情绪中枢在压力和恐惧状态下不仅影响我们的行动，控制肾上腺素等激素的分泌，而且作为恐惧反应的一部分在紧急情况下其作用强于主管记忆和认知功能的前额皮质（prefrontal cortex），导致有关的功能——IQ，创造力和记忆力都有所下降，而且这种状况在抑郁或其他原因引起的压力状态下也会发生。作为逃生本能，杏仁体的这种作用是有用的，但是对于生活中充满压力的现代人，杏仁体的这种行为也可能起到了不时把我们的智商拉回到穴居人水平的作用。
另一方面，有 blog 引用 Smith et al. 的研究，指出在群体中权力（Power）和权威的分布影响了群体成员的思维能力，感到缺乏权力的成员的认知功能遭到抑制，相反，拥有较多权力的成员这样的能力得到加强。同时，缺乏决定行动方向的权力的成员倾向于将更多的精力用于观察决策者的行动和猜测其目的并按决策者的指示行动，从而造成了思维能力的浪费（blog 作者还提了一句 Monkeys show similar behaviour.）。这构成一个正反馈的循环，使得群体中的权力结构趋向稳定。这也许可以解释为什么许多没有明显层级关系的群体里——不管是紧密结合的像业主委员会或者松散结合的像群体 blog 这样的——总有主导性的声音提出很有见地的意见。喂你们也别太得意，说不定你们只是抑制了别人的天才而已啦！
这两个导致认知和思维能力下降的原因结合起来看，在我这个门外汉看来还是很有心理学和社会学意义的。我们早已知道 focus group 这样的团体中如果控制不当会出现个别人主宰整个发言的情形，现在看来这并不只是他们能说会道占据了其他人的发言时间而已，可能只是某种先发优势（不一定是智力上的，可能只是对话题或者对其他成员的熟悉程度这样的原因）被他们掌握。这种情况下讨论组的协调员为了获得其他人的见解，光是提“XX，你对这个问题怎么看？”这样的问题是不够的，或者说仅仅给人发言的时间是不够的，还要通过适当的引导把类似的优势暂时赋予被压制的成员才行。这个理论如果被政策制定者接受，对于社会层级和教育公平的政策应该也会有影响。
开始说疯话的分割线~
而对于我个人的心理，这两个发现也很有意义（所以你们才能在我 blog 上看到这篇 entry，哈哈哈哈）。作为一个杏仁体可能有点过度发达的人，在一到两个月之前我曾经被某个在我的群体里很有威慑力的猪头（不是贬义，大家就是这么叫ta的）莫名其妙发火骂傻过，而且一直傻到几天前（认知能力开始恢复正常以对阅读和写 blog 的兴趣开始恢复为标志）。我现在明白了为什么守序善良的 paladin 往往都是废柴，性格中有些 chaotic 的成分比较能促进思考。而 Sith 之所以单挑时往往强过 Jedi 也是因为他们不用考虑政治正确（Dark Side 的诱惑很强大啊，桀桀桀），不过 Jedi 的训诫也有可取的地方：
There is no emotion; there is peace. There is no ignorance; there is knowledge. There is no passion; there is serenity. There is no death; there is the Force.
适当抑制我们的杏仁体可以促进认知能力（当然适当的紧张也是有好处的）。作为一个先天这方面不足（过剩？）的人，我决心向所有的疯狂科学家学习，不再为了诸如我尊敬的某猪头的评价或者女朋友的反应而担心害怕生气忧伤饮食难安彻夜不眠，以 mind 之强大弥补 heart 之不足，并在适当的时候向 evil genius 的方向迈进。当然，如果不小心成了个邪恶的蠢货，还是被一箭射死算了。
根据 Wired 杂志和 Smith et al. (2008) [1. Smith, P.K., Jostmann, N.B., Galinsky, A.D., van Dijk, W.W. (2008). Lacking Power Impairs Executive Functions. Psychological Science, 19(5), 441-447. DOI:10.1111/j.1467-9280.2008.02107.x] 的理论，原因有二：其一，TS 很少体验害怕和压力；其二，他没有什么人好怕。
这个月 Wired 杂志的封面故事是“Get Smarter”，其中提到人的杏仁体（Amygdala）作为情绪中枢在压力和恐惧状态下不仅影响我们的行动，控制肾上腺素等激素的分泌，而且作为恐惧反应的一部分在紧急情况下其作用强于主管记忆和认知功能的前额皮质（prefrontal cortex），导致有关的功能——IQ，创造力和记忆力都有所下降，而且这种状况在抑郁或其他原因引起的压力状态下也会发生。作为逃生本能，杏仁体的这种作用是有用的，但是对于生活中充满压力的现代人，杏仁体的这种行为也可能起到了不时把我们的智商拉回到穴居人水平的作用。
另一方面，有 blog 引用 Smith et al. 的研究，指出在群体中权力（Power）和权威的分布影响了群体成员的思维能力，感到缺乏权力的成员的认知功能遭到抑制，相反，拥有较多权力的成员这样的能力得到加强。同时，缺乏决定行动方向的权力的成员倾向于将更多的精力用于观察决策者的行动和猜测其目的并按决策者的指示行动，从而造成了思维能力的浪费（blog 作者还提了一句 Monkeys show similar behaviour.）。这构成一个正反馈的循环，使得群体中的权力结构趋向稳定。这也许可以解释为什么许多没有明显层级关系的群体里——不管是紧密结合的像业主委员会或者松散结合的像群体 blog 这样的——总有主导性的声音提出很有见地的意见。喂你们也别太得意，说不定你们只是抑制了别人的天才而已啦！
这两个导致认知和思维能力下降的原因结合起来看，在我这个门外汉看来还是很有心理学和社会学意义的。我们早已知道 focus group 这样的团体中如果控制不当会出现个别人主宰整个发言的情形，现在看来这并不只是他们能说会道占据了其他人的发言时间而已，可能只是某种先发优势（不一定是智力上的，可能只是对话题或者对其他成员的熟悉程度这样的原因）被他们掌握。这种情况下讨论组的协调员为了获得其他人的见解，光是提“XX，你对这个问题怎么看？”这样的问题是不够的，或者说仅仅给人发言的时间是不够的，还要通过适当的引导把类似的优势暂时赋予被压制的成员才行。这个理论如果被政策制定者接受，对于社会层级和教育公平的政策应该也会有影响。
开始说疯话的分割线~
而对于我个人的心理，这两个发现也很有意义（所以你们才能在我 blog 上看到这篇 entry，哈哈哈哈）。作为一个杏仁体可能有点过度发达的人，在一到两个月之前我曾经被某个在我的群体里很有威慑力的猪头（不是贬义，大家就是这么叫ta的）莫名其妙发火骂傻过，而且一直傻到几天前（认知能力开始恢复正常以对阅读和写 blog 的兴趣开始恢复为标志）。我现在明白了为什么守序善良的 paladin 往往都是废柴，性格中有些 chaotic 的成分比较能促进思考。而 Sith 之所以单挑时往往强过 Jedi 也是因为他们不用考虑政治正确（Dark Side 的诱惑很强大啊，桀桀桀），不过 Jedi 的训诫也有可取的地方：
适当抑制我们的杏仁体可以促进认知能力（当然适当的紧张也是有好处的）。作为一个先天这方面不足（过剩？）的人，我决心向所有的疯狂科学家学习，不再为了诸如我尊敬的某猪头的评价或者女朋友的反应而担心害怕生气忧伤饮食难安彻夜不眠，以 mind 之强大弥补 heart 之不足，并在适当的时候向 evil genius 的方向迈进。当然，如果不小心成了个邪恶的蠢货，还是被一箭射死算了。
2008年5月18日星期日
Effects directly attributed to climate change
Attributing physical and biological impacts to anthropogenic climate change
This is the first time observed changes in physical and biological characters of natural systems are explicitly linked to anthropogenic climate change. The method used seems to be data mining and statistics.
2008年5月12日星期一
以德报怨，何以报德
题目取自孔夫子《论语·宪问篇第十四》：
不过在这里，我想要断章取义一下。豆瓣上的一位网友写了一篇日记《美国FP关于中国地震的讨论。》（谢谢 NullPointer 的推荐），其提及的讨论串在这里。虽然在后面的讨论中确实有人提到了政治上的问题，但大多数评论都是关于对地震损失的估计，期望美国政府提供援助和表示关切的。值得一提的是这是一个保守派的，并不那么亲中国的站点。无独有偶的是 Yahoo! 日本的新闻后面也跟了一串讨论。FR（上文的 FP）和 Yahoo! 日本的部分讨论串在这里有翻译（更新，由于发布板块不当已被删除，不过在老罗的 blog 上有转载）。我也看了 Yahoo! 日本有关地震的其他消息，大部分的评论也是站在一个饱受地震之苦的国家之国民的立场上，表示同情和关心，期望中国政府尽快派出救援队，日本也应当提供人力财力支持等等。不那么顺眼的评论中，有一条评论得分不高（更新，得分已经排第一了），却说明了一些问题：
这篇评论的原文在这里，我是用自己少得可怜的日语知识在机器翻译的基础上翻译的，不过大概意思应该不错。网友对 FR 和 Yahoo! 的翻译中也提到了中国网友对美国龙卷风灾害的反应，我搜了一下，大概引用的是这些评论。至于2004年日本新潟地震后我国网友的反应其实自不待言，FYI，例如新浪网友们的意见。美国和日本固然和我国有些矛盾，这也在民间的声音中体现出来（例如美国媒体网站上有关中国的新闻及评论和 2ch 上某些版里日本用户的言论），但是对于别国的不幸事件，美国日本的公民没需要政府号召，就向中国表现出了友好和建设性的姿态，请问网易和新浪网友，有你们对于美国和日本自然灾害的评论在先，这算不算以德报怨？
我当然记得日本的侵华历史和半个世纪以来中国美国不断的明争暗斗，也记得我国做出的放弃赔款和对南海事件善后处理这样的可称得上是以德报怨的举动，而且自认比一般的愤怒青年们更了解美国和日本民众对中国的态度背后的原因，所以我当然不是太哈日或者健忘才这样高度评价日本人。我国网友们当然遵照孔子的教导没有以德报怨，但是也没有做到以直报怨，而过去以国家为主体的以德报怨，我以为并不能成为当今中国网民以损报怨甚至以损报德，肆意践踏对生命的尊重这一人类普世价值的理由。就我个人而言，从俄克拉何马爆炸到9/11，从印尼海啸到日本地震，再到伦敦地铁爆炸和卡特里那飓风，国内网友的言论一路看来，再看到现在美国和日本网民的态度，实在不能不让我在看他们的文字时面有愧色。我们一向称为小日本的邻邦国民，对于这类问题倒是比自诩五千年礼仪之邦的我们更有大国风范。在日本人看来，我们是充满了仇恨不知原谅为何物的强邻；而卡佛蒂的话也只是美国人对中国的 stereotype 的极端体现；这些都是外国人对我们的态度，而态度靠枪杆子和语言暴力嘲讽谩骂都是无法改变的，某些网友的话只能起到让外国人更抱持这种态度的作用。相反，对普世价值的尊重才能赢得本民族以外的其他人的尊重，才能改变负面的态度，在谈判桌上争取应得的利益才会成为可能。不要以为我们用中文发表的言论对外国人没有作用，我在英国，现在和将来的室友都有人在学中文，一个业余爱好一个专业，我想这至少说明我们在网上口吐莲花或者狗牙都有外国人看得懂。不能免俗地提一句，奥运之后，我们想别人不把我们看作一个大国都难，而我们要通过互联网，输出怎样的价值观？是视别人的人命为草芥，还是自信自强心怀天下？
日本人在 Yahoo! 上就中国地震说的那些话，我想当可视为以德报怨，要知道他们完全了解中国人在坂神新潟等几次地震中对他们的遭遇是什么态度，那么我们何以报德？我想，将来万一外国，特别是与我国有（过）龊龌的发生了什么天灾人祸，大家不是幸灾乐祸，而是看在大家都是人的份上，提供信息，表示同情和哀悼，如果跟自己的朋友亲人母校故居有关的，再到人家网站上表示一下慰问，也就很好了吧。
或曰：“以德报怨，何如？”子曰：“何以报德？以直报怨，以德报德。”
（或人问道：“以德报怨，如何呀？”先生说：“那么又如何报德呢？不如有怨以直报，有德以德报。”直者直道，公平无私。）[1. 钱穆, 2002.论语新解.北京:生活·读书·新知三联书店.]
不过在这里，我想要断章取义一下。豆瓣上的一位网友写了一篇日记《美国FP关于中国地震的讨论。》（谢谢 NullPointer 的推荐），其提及的讨论串在这里。虽然在后面的讨论中确实有人提到了政治上的问题，但大多数评论都是关于对地震损失的估计，期望美国政府提供援助和表示关切的。值得一提的是这是一个保守派的，并不那么亲中国的站点。无独有偶的是 Yahoo! 日本的新闻后面也跟了一串讨论。FR（上文的 FP）和 Yahoo! 日本的部分讨论串在这里有翻译（更新，由于发布板块不当已被删除，不过在老罗的 blog 上有转载）。我也看了 Yahoo! 日本有关地震的其他消息，大部分的评论也是站在一个饱受地震之苦的国家之国民的立场上，表示同情和关心，期望中国政府尽快派出救援队，日本也应当提供人力财力支持等等。不那么顺眼的评论中，有一条评论得分不高（更新，得分已经排第一了），却说明了一些问题：
日本の新潟地震の時、中国人はネットで日本人への罵倒コメントばかりだった。
「ざまあみろ」とか「ばちが当たったんだ」とか。
日本新潟地震的时候，中国人在网上都是给日本人痛骂式的评语。
像“瞧他们那样”或者“当头一棒”那样的。
今回、同じことが自国で起きてどう？
これも自業自得なのか？
这次，在本国发生了同样的事怎么样？
是自作自受吧？
常識ある日本人はそんな非道で無礼なことは考えもしない。
中国の被災者にお悔やみ申し上げます。
日本人从一般的伦常出发，也不会说那样不人道和无礼的话。
中国的受灾者（应该）后悔说过那样的话。
でも中国の人もこれを機会に、今までの態度を改めてもらいたい。
「奢れる者久しからず」だということを。
但是请中国人把这作为一个机会，改变到目前为止的态度。
要认识到豪强之道不能持久（盛极必衰？）这个道理。
这篇评论的原文在这里，我是用自己少得可怜的日语知识在机器翻译的基础上翻译的，不过大概意思应该不错。网友对 FR 和 Yahoo! 的翻译中也提到了中国网友对美国龙卷风灾害的反应，我搜了一下，大概引用的是这些评论。至于2004年日本新潟地震后我国网友的反应其实自不待言，FYI，例如新浪网友们的意见。美国和日本固然和我国有些矛盾，这也在民间的声音中体现出来（例如美国媒体网站上有关中国的新闻及评论和 2ch 上某些版里日本用户的言论），但是对于别国的不幸事件，美国日本的公民没需要政府号召，就向中国表现出了友好和建设性的姿态，请问网易和新浪网友，有你们对于美国和日本自然灾害的评论在先，这算不算以德报怨？
我当然记得日本的侵华历史和半个世纪以来中国美国不断的明争暗斗，也记得我国做出的放弃赔款和对南海事件善后处理这样的可称得上是以德报怨的举动，而且自认比一般的愤怒青年们更了解美国和日本民众对中国的态度背后的原因，所以我当然不是太哈日或者健忘才这样高度评价日本人。我国网友们当然遵照孔子的教导没有以德报怨，但是也没有做到以直报怨，而过去以国家为主体的以德报怨，我以为并不能成为当今中国网民以损报怨甚至以损报德，肆意践踏对生命的尊重这一人类普世价值的理由。就我个人而言，从俄克拉何马爆炸到9/11，从印尼海啸到日本地震，再到伦敦地铁爆炸和卡特里那飓风，国内网友的言论一路看来，再看到现在美国和日本网民的态度，实在不能不让我在看他们的文字时面有愧色。我们一向称为小日本的邻邦国民，对于这类问题倒是比自诩五千年礼仪之邦的我们更有大国风范。在日本人看来，我们是充满了仇恨不知原谅为何物的强邻；而卡佛蒂的话也只是美国人对中国的 stereotype 的极端体现；这些都是外国人对我们的态度，而态度靠枪杆子和语言暴力嘲讽谩骂都是无法改变的，某些网友的话只能起到让外国人更抱持这种态度的作用。相反，对普世价值的尊重才能赢得本民族以外的其他人的尊重，才能改变负面的态度，在谈判桌上争取应得的利益才会成为可能。不要以为我们用中文发表的言论对外国人没有作用，我在英国，现在和将来的室友都有人在学中文，一个业余爱好一个专业，我想这至少说明我们在网上口吐莲花或者狗牙都有外国人看得懂。不能免俗地提一句，奥运之后，我们想别人不把我们看作一个大国都难，而我们要通过互联网，输出怎样的价值观？是视别人的人命为草芥，还是自信自强心怀天下？
日本人在 Yahoo! 上就中国地震说的那些话，我想当可视为以德报怨，要知道他们完全了解中国人在坂神新潟等几次地震中对他们的遭遇是什么态度，那么我们何以报德？我想，将来万一外国，特别是与我国有（过）龊龌的发生了什么天灾人祸，大家不是幸灾乐祸，而是看在大家都是人的份上，提供信息，表示同情和哀悼，如果跟自己的朋友亲人母校故居有关的，再到人家网站上表示一下慰问，也就很好了吧。
2008年5月6日星期二
Nerd Test 2.0
感觉如果几年前做这个测试分数会更高。现在看书趋向专业化，很多 nerdy 的东西已经不看了。至于看 Battlestar Galatica 实在是需要金钱和时间投入的东西，我现在只有伪非地看 the Big Bang Theory 而已。
2008年5月4日星期日
Geeks are better adventurers?
Well, if going to a movie alone is pathetic, what is going to two movies in one day alone like?
The second movie I saw today is Nim's Island. I am glad to see some appealing aspects of science and scientists in this movie. Finally scientists are not busy making killing technology and being killed. And this movie manages to convey the information that "if we take care of the island, the island will take care of us" to the younger audience, although it is a bit too explicit for older Asian guys like me.
I have to say although this movie can be seen as Home Alone on an Island, and has some Indy Jones flavour and even Robinson Crusoe, these are not the tags I want to see. The ingredients are enough to make two separate movies: Nim the Island Defender and The Self-Improvement of Adventure Novel Writer. I am not sure which one the director would like to do better. From the perspective of a fan of Jodie Foster's performance (comical in this movie but still great), I am not satisfied to see that she went all the way to Nim just to be a companion instead of a protector.
The real hero in the movie of course is Nim's father. Well, now you guys can see that scientists are not necessarily weak nerds waiting to be killed by Afghanistan warlords or firearm tycoons (yes I saw Iron Man just now), at least ecologists can be confident, competent and always get things done. Kids need such movies to encourage them to become a scientist (turned adventurer?).
The second movie I saw today is Nim's Island. I am glad to see some appealing aspects of science and scientists in this movie. Finally scientists are not busy making killing technology and being killed. And this movie manages to convey the information that "if we take care of the island, the island will take care of us" to the younger audience, although it is a bit too explicit for older Asian guys like me.
I have to say although this movie can be seen as Home Alone on an Island, and has some Indy Jones flavour and even Robinson Crusoe, these are not the tags I want to see. The ingredients are enough to make two separate movies: Nim the Island Defender and The Self-Improvement of Adventure Novel Writer. I am not sure which one the director would like to do better. From the perspective of a fan of Jodie Foster's performance (comical in this movie but still great), I am not satisfied to see that she went all the way to Nim just to be a companion instead of a protector.
The real hero in the movie of course is Nim's father. Well, now you guys can see that scientists are not necessarily weak nerds waiting to be killed by Afghanistan warlords or firearm tycoons (yes I saw Iron Man just now), at least ecologists can be confident, competent and always get things done. Kids need such movies to encourage them to become a scientist (turned adventurer?).
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