动物种群数量调节的失败，引发了动物世界里迄今为止最大的经济问题。年8月1日星期六凌晨1：20，位于俄亥俄州的托莱多市向全体居民发布了一条紧急警报：『禁止饮水』『禁止煮开水』。污水处理中心的化学家在水样中发现了一种浓度已达到危险级别的恶性*素，并且煮沸水的过程不但不能够降解该*素，反而还会使其浓度进一步浓缩。大都会地区超过50万的居民受到影响。餐馆、公共场所甚至动物园都被关闭。人们迅速将商场货架上的瓶装水洗劫一空。俄亥俄州州长当即宣布整个州进入紧急状态。*队也迅速介入，用卡车运送了可饮用水及可便携的水处理器。国内和国际新闻媒体连续报道着这个日需水量30万吨的美国现代都市里所发生的一切。而这种程度的『关心』显然并不是这个已长期处于经济衰退中的岌岌可危的城市所需要的。我为这个城市感到万分忧虑，因为那里的一草一木我都知之甚深。托莱多是我出生和成长的地方，它位于广阔的伊利湖西南岸。我童年的伙伴汤姆·桑迪和我经常到湖岸附近捕蛇。那种捕猎所带来的刺激感很大程度上增进了我成长为一个生物学家的欲望。然而，在整个童年时代，我从未踏进伊利湖一步，更没有吃过湖里生长的任何生物。20世纪60年代至70年代早期，伊利湖被严重污染致使富营养化。苏斯博士在他的年出版的环境寓言书《老雷斯的故事》中有过这样的描写：『你们正把这片池塘弄得越来越脏，以前这塘里的鱼都会唱歌。现在它们再也不能唱了，因为它们的腮都被堵上了。于是我把它们放回塘里。哦，前途黯淡的鱼啊。它们要用鳍走路，哪怕累个半死。就是为了寻找那一点点不那么肮脏的水域。我听说伊利湖里已是这番景象。』
基于伊利湖及其他湖泊的严峻情况，美国国会于年通过了《清洁水法案》，授权环境保护机构监管污染排放，并设置了人类和水生生物所能接受的水质量标准线。年，美国和加拿大共同签署了《大湖水质协议》，促进双边合作以共同减少化学物质向五大湖流域的排放。水藻减少，鱼类增加。伊利湖的情况在年得到明显改善，苏斯博士甚至在《老雷斯的故事》再版时删除了那段伊利湖的故事。但好景不长，伊利湖再次变成了一潭臭水。这次的罪魁祸首是一种体积微小的单细胞蓝绿藻，这种微胞藻属藻类在湖面上绵延数千米，形成了一块厚厚的垫子。年，伊利湖迎来了历史上最大的一次『绿潮』，一块厚约10厘米、长约千米的巨大『绿毯』贯通了托莱多与克利夫兰，横亘在湖水南岸。年，托莱多市污水处理中心的主进水管上形成了一层『厚厚的豌豆汤』。『绿潮』是由天文数字级别的藻类组成的。正常情况下，一升湖水中应该有几百个藻类细胞。当『绿潮』发生时，同样体积湖水中的藻类数量可达到一亿以上。年的『绿潮』，所有湖水中的有害藻量或已达到亿亿～10万亿亿之多。正如癌细胞侵噬人类机体的过程一样，这些藻类在湖里扩散到哪里就把毁灭带到哪里。这团过度生长的巨大藻类，就是生态系统里的恶性肿瘤。当癌症在人体中扩散时，癌细胞会攻击那些维持内稳态的正常体细胞。当骨髓或肺泡细胞受到攻击时，机体就开始缺氧；当消化系统受到攻击时，机体就不能吸收营养；当癌细胞到达肝脏和骨骼时，血流中重要化学物质的微妙平衡将被迅速打破。同样地，藻团的破坏性在于封堵了湖水生态系统的重要功能。藻类产生的*素对鱼类和其他野生动物具有超强的*性，完全破坏了食物链。藻类死亡之后逐渐沉入湖底，被其他细菌分解，而这个分解过程如此庞大以至于用尽了水含氧气，使鱼类及其他生物处于缺氧状态，整个水生态圈的化学成分发生改变，变成一片没有生气的死地。
伊利湖并不是面临如此威胁的唯一大型水体。处于类似情况的还有加拿大的温尼伯湖及荷兰的纽威米尔湖等。而这些生态系统仅仅是被某些生物过量生长困扰的个例而已。癌症在生物圈有着多种表现形式。究竟是哪些规则被打破从而导致了湖水、田地、海湾和草原的病态呢？如果你从空中掠过，或者曾经去过亚洲赤道附近的16个国家，你就会知道那里的人们都吃些什么。从印度到印度尼西亚，水稻遍布于山谷和山坡上的梯田。在柬埔寨，仅大米生产这一项就占其农业生产总面积的90%以上。谷物已经成为全球一半人的主食。在亚洲，米饭的贡献占总卡路里量的比重超过30%。某些国家，如孟加拉国、越南和柬埔寨，谷物占了每日摄取食物总量的60%还多。在亚洲，水稻的种植历史已经超过了年，然而其产量大幅提高也仅仅是发生在20世纪60年代『绿色革命』之后的事情。什么是『绿色革命』呢？干旱、病虫害和人口暴增都可能导致大规模饥荒，在各种现实问题的压力之下，基因改良的水稻品种开始出现，先进的农耕技术开始被采纳，包括施肥和除病虫害。仅仅用了10年，超过1/4的农场就开始种植新的水稻品种。在亚洲，很多农民欣喜地发现水稻亩产量较之前几乎翻倍。然而进入20世纪70年代中期，在菲律宾、印度、斯里兰卡以及其他亚洲的热带国家，翠绿的稻田突然开始变成橘*色，然后变成褐色。年，灾难袭击了印度尼西亚。超过40万公顷的稻田遭到了破坏。在以农业收入为家庭支柱性收入的区域，这种情形无疑让人非常绝望。这次的始作俑者是一种名为褐飞虱的小型昆虫。绝对不要因为它们只有几毫米的身长就轻视它们，每只附着在植物上的母虫可以产下几百个卵，之后孵化成虫蛹，这些虫蛹赖以为生的食物正是水稻植株本身。幼虫吸食水稻的汁液，致其叶子变*、干枯，甚至死亡。
人们把这种褐色干枯的病态形象地称为『叶蝉烧』。在湿热的热带地区，一季水稻成熟的时间可以产生3代褐飞虱。害虫数目爆炸式的增长，使稻田很快就被害虫覆盖，平均每株水稻上的害虫数目，从正常时期的不足1只迅速增加到～0只。农民们看到褐飞虱的第一反应自然是使用杀虫剂。除了地面撒药，印度尼西亚甚至派出了飞机实施空中撒药，但是都没能阻挡住病害的来势汹汹。当年水稻的最终损失量超过35万吨，是万人一年的口粮。许多农民变得一无所有。印度尼西亚被迫成为世界上最大的大米进口国。20世纪70年代以前，褐飞虱对水稻的危害比较轻微，究竟是什么原因使它一跃成为水稻的最大威胁呢？而它们又是怎样在成吨的杀虫剂中存活下来的呢？仔细研究了农田和试验田里的褐飞虱之后，一个令人瞠目结舌的答案浮出水面：被喷洒过杀虫剂的水稻植株上带有更多的虫卵、虫蛹以及成体褐飞虱！也就是说，正是杀虫剂将害虫的密度提高了倍。事实上，杀虫剂并不能阻止褐飞虱，相反，它成了害虫横行的元凶。这到底是怎么一回事儿呢？原因并不是单一的。首先，害虫本身进化出了抵抗常用杀虫剂的能力，如二嗪磷。但是使杀虫剂失效仅仅是第一步，病害的大范围传播显然还需要其他因素的配合。另外一个令人非常意外的发现，是杀虫剂使产卵率提高了2.5倍。在讲述第三个因素之前，我要列举几个与褐飞虱类似的例子。在西非的一些田间地头，人们面临着规模更大的病虫害。位于加纳西北部的大草原上，有一个名叫拉拉班加的村庄，那里的人们过着日出而作，日落而不息的生活。这个只有3人口的村落距离莫尔国家公园仅有数公里之遥，那里生活着种类繁多的哺乳动物，包括河马、大象、水牛，大量的羚羊和灵长类动物，以及各种各样的猫科动物，如薮猫、花豹和狮子。村民们经常与野生动物不期而遇，但是让人们夜不能寐的并不是狮子这样的猛兽。
这里的人们在共有的土地上种植玉米、山药、木薯和饲养一些小型家禽，这是他们维持生计的主要手段。但是近年来，一些强壮的四足不速之客经常在夜幕掩护下溜进田地里偷吃庄稼。它们就是东非狒狒。它们啃光作物，再大肆践踏一番，之后不是神不知*不觉地悄悄溜掉，就是在愤怒的村民的追赶下仓皇逃窜。狒狒们变本加厉，居然在白天也展开侦查行动，妄想在众目睽睽之下作案。为了时刻保持警醒，村民们决定让本该去上学的孩子们看守庄稼地。结果，这种四处作乱的灵长类动物带来了经济上和社会上的双重冲击，最终导致了严重的危机。在非洲大陆上，人类和狒狒一直以来就是近邻，究竟是什么时候、什么原因使得加纳的狒狒成为一个问题的呢？人们从那些被弃置的自然保护区里得到了一些答案。为了了解境内的野生动物数量，加纳野生动物部门于年开始对境内的41种哺乳动物进行普查。每个月，分布在6个自然保护区内的63个定点地区的护林员会沿着同样的路线跋涉10～15千米，并记录沿途目测到的野生动物的数量，或者是它们生活过的痕迹。从最小的晒山自然保护区〔58平方千米〕到最大的莫尔国家公园〔平方千米〕，这场持续了数十年的普查工作为动物种群数量做了最详尽的记录。普查报告表明，从年到4年的36年间，在被观测的41个种群中有40个数量都发生了减少，特别是那些小的保护区内，有些物种已经区域性灭绝了。唯一的例外就是东非狒狒，它们的数量增长了个百分点。更甚者，狒狒们把领地扩张了5倍。在揭示狒狒数量增长的原因之前，我将援引另外一个生态学意义上的『癌症』案例，这起事故直接导致了美国本土大西洋沿岸一个优良渔场的关门。北美文化中一直有在海湾里养殖贝类的传统。
在欧洲人登陆美洲大陆之前，东海岸的原住民印第安人已经开始捕食这些软体动物，它们白色的内转肌长度可达到2.5厘米，是优良的蛋白质来源。从19世纪70年代中期至80年代中期，在马萨诸塞州、纽约州以及北卡罗来纳州相继开发了以生产贝类为主的大型商业渔场。年，北卡罗来纳州以吨贝肉的产量雄踞全国第一。对于许多州的渔民来说，早冬季节的收获是下一个渔季到来之前重要的经济来源。但是在4年，贝类的总产量居然降到了68千克以下。随之而来的是这项百年渔业被宣布『资源告罄』，产业基本消失。不管是渔民、州*府还是科学家，所有人心中的疑虑都是相同的：到底发生了什么？渔民们最早发现了一条线索，他们从捕鱼网里捞起了大量的牛鼻鲼。每年秋天这种身长约1米的鱼类会沿着东海岸自上而下地迁徙，巡游途中它们经常一头扎进渔民支起的捕捞网，并大肆破坏。牛鼻鲼的倒钩有*，所以不具有任何市场价值，它们是渔民的『眼中钉肉中刺』。北卡罗来纳大学的海洋生物学家查尔斯·彼得森一直致力于研究卡罗来纳沿海地区牛鼻鲼捕食贝类的影响。听到渔民们向他抱怨牛鼻鲼数量激增的情况，他就与北卡罗来纳大学和达尔豪斯大学的同行们合作研究，试图解开这个谜题。他们发现在过去的16～35年间，大西洋沿岸的牛鼻鲼数量增加了至少10倍，约万只。彼得森曾经见过牛鼻鲼将一片固定海域的贝类一扫而空。牛鼻鲼数量的暴增似乎能够解释卡罗来纳水域贝类消失的原因，但是什么原因使得牛鼻鲼的数量突然增加呢？现在，我们就来揭开这些『癌症』的奥秘。微胞藻、褐飞虱、狒狒以及牛鼻鲼，究竟是什么机制的打破导致了这些生物数量暴增的呢？
要回答这个问题，我们首先要仔细思考的是：有哪些是可以调节这些种群数量的因素？埃尔顿强调的观点是，如果你想要了解一个生态圈的运作方式，你首先需要考察它的食物链。是否有可能是食物的增加导致种群数量变大呢？对微胞藻来说，这个解释还算合理。磷元素是海藻生长的限制性营养成分。磷元素〔无机磷〕激增正是『绿潮』出现的催化剂。每逢春夏，这些磷元素从附近的农场流入伊利湖。在湖水生态圈的食物链结构里，磷元素的出现对『绿潮』爆发起到了『自下而上』的作用。但是对于其他几类『癌症』来说，充沛的食物并不能解释它们发生的原因。在一般情况下，褐飞虱可以感染的水稻植株数量远远高于实际被感染的植株数量，并不会大爆发。何况充裕的食物并不能解释为何杀虫剂导致了害虫数量激增。同样，食物既不能解释其他哺乳动物数量减少的同时狒狒却变多了，也不能说明牛鼻鲼数量变化的原因。那么，如果食物不是原因，到底是什么在调节着物种的数量呢？也许，我们应该顺着食物链向上追溯，而不是向下求索。这正是彼得森及他的同事们所选择的道路。科学家们将目光投向了鲨鱼，这些牛鼻鲼的天然捕食者们，他们找到了东部海岸鲨鱼种群数量的数据，发现自年以来已经有5个亚种的数量出现了明显的减少：铅灰真鲨减少了87%，黑鳍鲨减少了93%，双髻鲨、公牛鲨以及灰色真鲨减少了97%～99%。鲨鱼也捕食其他生物。如果鲨鱼数量减少是牛鼻鲼数量增加的原因，同样地也应该能够观察到其他被捕食对象数量的增加。果然，研究人员们发现，包括小的鲼类、鳐鱼以及小型鲨鱼在内的另外13类物种的数量出现了明显的增加。类似的理由也能够解释加纳境内的狒狒瘟疫。加纳境内的狮子和花豹数量直线下降。
到年，花豹在6个公园中的其中3个已经完全绝迹了，而它们正是狒狒的天然捕食者。随着狮子和花豹的消失，狒狒的数量迅速膨胀。回到褐飞虱的故事，为什么杀虫剂反而使它们的数量增加了呢？褐飞虱的天敌是蜘蛛。以狼蛛及其幼蛛为例，它们可以吃掉大量的褐飞虱及虫蛹。杀虫剂在选择具有抗药性的褐飞虱的同时也大量地消灭了蜘蛛，褐飞虱的种群数量因此失去控制。在喷洒了杀虫剂的农田里，捕食者数量减少，导致经过杀虫剂选择的褐飞虱种群不受遏制地膨胀了。以上3种完全不同的『癌症』，揭示的是同一个简单而普遍的道理：如果捕食者被杀死，被捕食对象的数量就会疯狂增长。这种生态学上癌症的逻辑听起来似曾相识。捕食者负向调节种群增长，正如抑癌基因限制细胞增殖过程一样。一旦这种关键的调节方式从食物链中被移除，被捕食物种将不受限制地增长，并对下游营养结构造成影响。例如，上文中，各种移除营养上层级的捕食者都使原有营养层级数量由三变为二，从而产生营养级联效应，并最终导致『癌症』发生。也就是鲨鱼、蜘蛛或者是大型猫科动物等捕食者数量减少引起的营养级联效应。捕食者的数量变化导致牛鼻鲼、褐飞虱以及狒狒的数量不受控制地增加，进而使贝类、水稻以及其他经济作物减产。站在渔民、稻农或是加纳境内的家庭的角度，亦是从双重负向调节的逻辑出发，鲨鱼、蜘蛛以及狮子应该被视为『同盟*』，而非捕杀对象。正如一句老话说的：『敌人的敌人就是朋友。』伊利湖的情况恐怕也与营养层级的消失有关。在生态环境健康的湖泊中，藻类的数量受到浮游生物的严格控制，例如以藻类为食物来源的小型甲壳纲动物。在『绿潮』发生的过程中，藻类产生的*素导致浮游生物的死亡，完全移除了对藻类生长繁殖的限制。
所以，藻类过量生长是两个因素相互结合的结果：一个是过量的自下而上的输入〔卡住的油门〕；另一个是过少的自上而下的控制〔不起作用的刹车装置〕。格雷姆·考佛雷与托尼·辛克莱共同撰写了一本关于野生生态系统及其管理的前沿教材。在该书中，他们将所有的野生生物种群的问题简单归纳为三类：太多、太少，以及太过分。前文所述的例子中，数量『太少』的蜘蛛、狮子和鲨鱼分别正是褐飞虱、狒狒和牛鼻鲼数量『太多』的原因。追根溯源，消失的捕食者并不是这些生态『癌症』发生的终极原因，而是人类『太过分』的破坏行为导致了这一切：农场土壤里过量的磷元素，农田里过量的杀虫剂，以及对狮子、花豹和鲨鱼的偷猎和过量捕杀，最终导致了既有生态系统平衡的破坏。由此产生的各种，或是间接发生的、或是不经意造成的、或是没有预料到的副作用都在越来越清晰地表明，现阶段人类粗暴野蛮的行为，其结果有悖于人类的长远利益。过去的数十年，我们可以把一切归咎于对自然规律的无知。但是现在，情况已经大不相同了。既然已经了解了这么多，是否能够以我们现有的知识去纠正那些曾经的错误呢？一些非常大胆的尝试已经大规模地启动了。引用坎农向波士顿医生推广生理平衡理论时的一句话：『我们有理由相信，病魔是能够被战胜的。』年一个早春的晚上，我第一次来到位于威斯康星州的麦迪逊市参加一个工作面试。事先听说了一些传言，我得知自己将会与威斯康星大学的这个教职失之交臂。然而，我根本没打算留在这儿，我的目标是另外一所大学的职位。彼时，我对这个地方一无所知。
本着短期内不会再回来的想法，我决定四处溜达着看看。第二天清晨，当门多塔湖第一次映入我的眼帘时，我便深深为其倾倒：湖面长宽各达数千米，威斯康星大学的校园坐拥湖水南岸大概三千米的长度，岸上郁郁葱葱。更令人惊奇的是，这里居然还有被湖水冲击出的滩涂！我根本不知道这所大学甚至整个城市离湖水如此之近。我更不知道的是，诗人亨利·沃兹沃思·朗费罗曾在年向麦迪逊市所有的湖泊〔门多塔湖是其中最大的〕表示敬意，此举使得这些湖泊闻名于世。我依然不知道的是，我目及之所乃是一片世界上被研究得最彻底的湖泊。这片湖泊及这所大学是北美湖沼学的催生之地，其前沿研究工作早在年就已经展开。那时该大学仅有25年的历史、名的学生。惊羡于门多塔湖静谧的蓝色和漂亮的湖景，我没有疑虑过眼前美景之下的伤痕累累。与我家乡托莱多市的伊利湖一样，门多塔湖也饱受着藻类繁殖的煎熬，湖里的鱼群数量越来越少。那天，我的确没有想到的还有，在接下来28年的时间里我会安家在麦迪逊市。同年，门多塔湖作为一个试图以塞伦盖蒂法则拯救环境的案例，成了史上最大的生态学实验的研究对象。我从威斯康星州伙伴们身上学到的第一个真理，就是威斯康星人有两个热爱：他们的橄榄球队绿湾包装工队，以及钓鱼。有数据显示，全州人口不超过万，却能每年消耗州内水域里大约万条鱼。耐寒能力极强的威斯康星人如此喜欢钓鱼，他们甚至每年都期盼冰钓：等到冬季温度降到冰点以下，他们就在冻住的湖面上搭起简陋的小棚，在棚里将厚厚的冰面打穿，然后在那儿静候猎物——包括玻璃梭鲈、白斑狗鱼，以及一些体型较小的餐盘鱼〔太阳鱼、翻车鱼以及*鲈鱼〕。
然而在20世纪80年代早期，门多塔湖中玻璃梭鲈的数量下降得非常厉害，以至于全年都捕不到几条。更糟糕的是，藻类和水草过量增长，使得夏天的湖面淤积堵塞、死气沉沉。这种情况下，渔民和公众纷纷要求州*府采取措施。威斯康星州自然资源部介入了治理过程，他们采用了很多手段来改善水质和增加鱼量。湖泊附近的当地*府也资助了一些项目，期望减少农业废水中磷元素的排放，他们甚至试图用机械装置去除水草。自然资源部也资助了当地的钓鱼俱乐部向湖水中投放玻璃梭鲈鱼苗。然而门多塔湖毕竟不是一个水塘，投放的鱼苗比起整个湖域来说实在是九牛一毛，而这些努力最终并没有让鱼群数量稳定回升。詹姆斯·阿迪斯是自然资源部渔业部门的主管，他读过的一篇学术文章，让他有了一些很大胆的想法。在威斯康星州的北部，靠近与密歇根州的交界地区，科学家们在一系列小型湖泊里开展了一些前所未有的实验。整个研究小组由圣母大学的斯蒂芬·卡彭特以及威斯康星大学的詹姆斯·基切尔来领导。作为营养级联理论最早的拥趸，卡彭特和基切尔提出湖中生态环境的营养层级数量可达到四级，包括顶层的捕食者，如鲈鱼、狗鱼或鲑鱼这类以小型鱼类为生的鱼类；接着是以浮游生物为食物的小型鱼类；然后是以湖底植物为食的浮游生物；最底层则是浮游植物，如藻类。为了验证该假说的正确性，他们着重研究了3个湖泊，分别是『皮特』湖、『保罗』湖和『星期二』湖，这些湖泊面积在0.8～2公顷之间，食物网很清晰。在『皮特』湖和『保罗』湖中，大嘴鲈鱼〔1号捕食者〕吃掉小一些的米诺鱼〔2号捕食者〕，米诺鱼以甲壳类〔浮游动物〕为食物来源，而藻类〔浮游植物〕则是浮游动物的食物来源。一个有趣的反例出现在不远处的『星期二』湖里，那里没有鲈鱼，然而米诺鱼数量丰富，浮游动物稀少，藻类繁多。
通过一系列的观察，科学家们预测，如果将鲈鱼加入『星期二』湖的生态系统，其营养层级将会变成与『皮特』湖和『保罗』湖类似的情况，而数量稀少的物种将会发生变化，终将向更为丰沛的方向发展。于是，科学家们从『皮特』湖里转移了条鲈鱼进入『星期二』湖。鲈鱼很难被捕到，更别说一次性转移条了。科学家们首先在湖里使用电击，鱼类休克之后浮上水面，他们选择鲈鱼捞起。于是，『皮特』湖里90%的成年鲈鱼被转移至『星期二』湖，而『星期二』湖里90%的成年米诺鱼〔约4.5万条〕被转移至『皮特』湖。『保罗』湖则被当作对照实验组。鲈鱼的加入及米诺鱼的减少，迅速地改变了『星期二』湖的环境，所有的事实都指向了与预期一致的方向。由于鲈鱼的加入，剩下的米诺鱼基本被消耗一空，浮游动物的总量增加了约70%的同时，藻类减少了约70%。鲈鱼的加入和米诺鱼的移除完全改变了『星期二』湖的营养层级。当阿迪斯得知这个结果后，他马上意识到可以通过类似的方法，增加门多塔湖中捕食者的数量，达到减少水藻改善水质的目的。阿迪斯致电基切尔，他们讨论了这个方案的可行性。基切尔感到非常的兴奋。『大干一场吧！』他这样答复阿迪斯。那么，问题来了。门多塔湖面积相当于0个『皮特』湖，湖水也深得多。另外，门多塔湖与这座人口众多的城市的州*府仅仅一墙之隔，一些*治因素也在考虑范围之内。当然，钱是永远的问题。阿迪斯这次很幸运，钱对他来说倒不是问题。
国会最近刚刚通过了一项旨在帮助恢复垂钓鱼类的修正案，新成立了一个水生资源信托基金。其资金来源于船舶销售、船舶用油以及渔具销售等。年，其用于支持恢复垂钓鱼类的资金数目为3万美元，这个数字到年增长了两倍，达到1.22亿美元。根据新的法律，威斯康星州每年可以多拿到几百万美元的资金。由于门多塔湖的主要问题是捕食类垂钓鱼数目的下降，如玻璃梭鲈和白斑狗鱼，因而信托的资金可以用来恢复湖里的种群数量。事情当然没有这么简单。首先，究竟谁能获得足够的鱼苗投放。玻璃梭鲈是钓鱼爱好者们津津乐道的鱼类品种，它们被如此推崇的原因，正如基切尔所了解到的一样，是肉质鲜美。威斯康星州北部的湖泊是外来旅游者垂钓的乐园，因而需要经常投放鱼苗育种。自然资源部的玻璃梭鲈最大产量为万尾，但这个数字已然不能满足需求。为了实现定量供给，自然资源部将每年每个湖泊的鱼苗投放量限制在万，而这个数字并不能有效影响门多塔湖中的玻璃梭鲈数量。基切尔和阿迪斯认为，门多塔湖需要全州玻璃梭鲈每年投放量的1/4，而且需要经过数年的尝试。显然，这一点遭到了州内其他地方渔业经理人的反对。除此之外，还有其他一些*治因素也不得不考虑。门多塔湖是位于州*府周边的大型湖泊，是成千上万人的生活用水来源。同时，这个项目每年会用掉万美元的公众基金，所以一定会受到严苛的审查。实验还有可能面临失败的局面，那就正好印证了那些认为这是『浪费金钱』的质疑声音。也有一些来自学术界的质疑声音，其原因在于，营养级联的概念在当时还没有被广泛接受。
数十年来的主流观点一直认为生态环境适应营养条件，是自下而上进行调节的。并且与卡彭特和基切尔拿来做实验的那些小型湖泊不同的是，门多塔湖之所以被称为富养湖泊，是因为它从农业和城市排水中获得了大量外来营养，而这些养分造成了微生物的疯狂生长。因而有人质疑，通过改变或操纵微生物级别以上的食物链是否能够抵消掉外来养分的作用。随之而来的其他问题包括，需要投放多少鱼苗才能稳定捕食鱼类的数量水平，而该水平又应该被圈定在什么范围当中，这些问题都是没有答案的。甚至，连科学家们也无法预测，玻璃梭鲈和白斑狗鱼的数量增长会怎样影响其他种类。也有一部分人对这个项目抱有极大的热情，他们来自当地的垂钓爱好者和钓鱼俱乐部。他们甚至愿意自己出资为项目购买鱼苗。但是，科学家们都知道，正当湖里鱼群数量开始增长，而这些支持者们捕捞过量的话，会挫败整个实验。最后，这些钓鱼俱乐部同意签署了限制力度很大的门多塔湖新垂钓法规，其严苛程度在全国也十分有名。由于公众大力支持，加上阿迪斯对自然资源部及州*府的影响力和说服力，该项目最终通过了审核，有关部门都亮起了绿灯。为了确认该实验是否对门多塔湖的生态环境起作用，关键的一点是在投放鱼苗之前弄清楚湖里的种群基础有多少。科学家们做了粗略的估计，在这个面积有公顷的湖泊中，大概生活着不到尾玻璃梭鲈及1尾白斑狗鱼。而以浮游生物为食物来源的加拿大白鲑鱼的数量是顶级捕食者数量的多倍。
年，恢复门多塔湖捕食鱼类数量的项目正式启动了。到底应该投入多少鱼苗呢？几千条？让我们仔细想想。鱼类的生存方式与达尔文进化论的描述十分一致。一尾雌性玻璃梭鲈可以在一夜中生产5万枚鱼卵，然而在稳定的种群中，这么多的鱼卵最后只有两枚能够顺利成年，而剩下的将全部死于被捕食、饥饿以及其他危险。因此，自然资源部必须提供大量的刚出生的幼鱼以及稍微成长一些的鱼苗。幼鱼指刚刚从鱼卵中孵化出来的鱼，体型只有蚊子大小，它们甚至还不具备娴熟的游泳能力。鱼苗则要大一些，玻璃梭鲈的鱼苗体长约5厘米，白斑狗鱼的约有25厘米。—年间，自然资源部每年向门多塔湖投放0万尾玻璃梭鲈幼鱼及50万尾玻璃梭鲈鱼苗，投放的玻璃梭鲈总量达到了万尾。白斑狗鱼的投放量每年也有0万尾幼鱼及最多2.3万尾鱼苗。参与门多塔湖实验的研究人员们密切地观察着湖里发生的一切变化，包括鱼及其他水栖生物，以及水质的清澈程度。第一年所投放的玻璃梭鲈鱼苗，其幼鱼几乎全部死亡，鱼苗的存活率仅有3%。而在这之后，鱼苗的死亡率有持续升高的趋势。令人欣喜的是，尽管损耗这么大，到了第三年，湖里的成年玻璃梭鲈数量仍然翻倍了。体型较大的白斑狗鱼由于其攫取食物的能力更强，其数量增长更为明显。—年间，身长超过30厘米的白斑狗鱼数量增长了10倍。在此，我们不得不提到一些『意外之喜』。年的夏天，天气的炎热程度远超往年，加拿大白鲑鱼是对水温有严格要求的鱼种，水温升高及水里化学成分的变化均给这种鱼类带来了生存威胁，其结果就是95%的加拿大白鲑鱼死亡，而这一纯自然事件也引发了营养级联效应。
白鲑鱼以浮游生物为食物来源，例如，一种被叫作盔型溞的小型甲壳类生物。水蚤本身是以藻类为食的。白鲑鱼大量死亡之后，一种体型较大而又十分罕见的蚤类溞取代了体型较小的盔形溞。正如人们推想的一样，体型较大的蚤类溞更能有效地吞食藻类及其他微生物〔浮游植物〕，也由此在蚤类世界中脱颖而出。白鲑鱼的意外死亡，导致了蚤类溞的繁盛，浮游动物进而被抑制，于是湖水变得清澈了。很显然，在门多塔湖项目开展的第一年，大自然慷慨地给予了帮助，但是也并没有对实验本身造成破坏。3年过后，每隔一年就会减少鱼苗的投放量，这个循环过程一直持续了10年。在这10年间，玻璃梭鲈和白斑狗鱼的丰度稳定在实验开始之前其数量的4～6倍。更不能忽略的前提是，由于广泛的宣传曝光，自从实验启动以后，玻璃梭鲈与白斑狗鱼的捕捞次数增长的幅度超过了6倍。白鲑鱼的数量仍然很低，主要的食草生物变成了之前数量稀少的蚤类溞。即使进入湖泊的外源因素磷元素仍然很高，但水质与实验开展之前相比，还是实现了稳定的提升。由于白鲑鱼死亡事件的不可抗拒性，很难推断增加捕食鱼类对改变湖泊生态环境的作用究竟有多大。也许，玻璃梭鲈和白斑狗鱼的数量增加抑制了白鲑鱼的恢复过程，使湖泊处于稳定的新环境中。当捕食鱼类增加时，以浮游生物为食的生物就会减少，这样就会导致浮游生物增加，浮游植物就会减少，水质也就会变得清澈了。不可否认，门多塔湖的实验是成功的，无论是在当时还是现在。在有类似问题的区域，人们纷纷效仿，许多湖泊在移除以浮游生物为食的鱼类及增加捕食鱼类之后，都成功地解决了富营养化的问题。增加捕食鱼类解决了湖泊的环境问题，但湖泊并不是这种方法唯一的受益者。
年1月12日中午，位于美国*石国家公园的拉马尔山谷里，有5个人将一只银灰色的钢铁做的大箱子从骡子拉的雪橇上卸下。他们抬着箱子走过雪地，最终到达克里斯特河上的一处临时围场。这5个人当中包括美国内*部长布鲁斯·巴比特，以及美国渔业和野生动物服务机构长官莫莉·贝蒂。巴比特透过箱子上的小孔向里望去，他看到了一对金色的眼眸迎着他的目光在眨眼，那对眼睛属于一只45千克重的雌性灰狼。夜幕刚刚降临，箱子上的栏板被打开，这只灰狼与它的5个同伴会合，进入了围场。两个月后，这些外来者习惯了新环境，围场的门才再次打开。对于这些灰狼而言，它们从家乡阿尔伯塔出发，搭乘过直升机、飞机和马车，这段奇幻旅程终结的标志是它们进入了全新的栖息环境。对于这个种群而言，该事件标识了它们历经70年重返*石的漫长历程。早在年，*石地区的灰狼就已经被人为灭绝了。而对*石公园，美国第一个也是最负盛名的国家公园而言，该事件见证了新的生态秩序的建立。对牵涉其中的人类个体而言，狼群的回归本身是一个非常漫长，有时甚至是相当痛苦的体验过程。门多塔湖改造项目从建立、注资到启动，整个过程只用了两年，其间数以亿计的鱼苗被投放，公众一直保持着理智，既不过分质疑，也不胡乱吹捧。相比之下，*石公园的野狼回归项目历时20多年，其间需要国会通过相关法案，需要应付官司和法律传唤，催生了厚厚的环境影响测评报告，并引发了18万条公众留言的全民大讨论，最终仅仅放归了31只灰狼。引入濒危物种，重建生态秩序，其学术上的合理性其实非常简单。*石公园是美国的塞伦盖蒂。在美国本土48个州当中，*石地区具有最丰富的哺乳动物资源；同时对于曾经遍布美国西部的美洲野牛与灰熊而言，这里是它们最后的避难所。60多种生物的种群在这个生态系统里得到了保护和复苏，然而狼群却是个例外。
狼群在*石灭绝之后，麋鹿种群数量出现了暴增，庞大的兽群大量地消耗着树木和植物，给生态系统带来了很大的负担。没有了狼，这里的生态系统并不完整。这在法律上的合理性并不复杂。年，国会通过了濒危动物保护法案，要求尽可能地恢复濒危种群。年，灰狼被列入被保护的濒危动物名单。然而，来自文化或经济上的阻力反而非常复杂。狼群的消失是伴随着美国建国历史的事件，其原因是狼对家养牲畜，如牛、羊等，是巨大的威胁。年之前，曾经遍布北美各地的灰狼，经历了力度非常之大的灭狼运动之后，在大多数地方已经基本绝迹了。如今，人们认为，如果在美国西部的某些限制区域里恢复该物种，是真正的引狼入室。除此之外，麋鹿种群是当地的捕猎及旅游经济的支柱。狼群的引入必然导致麋鹿减少，随之而来的就是经济下行的压力。与之不同的是，野生动物宣传及环境保护组织认为，狼群濒危的窘困现状正是无知的人类野蛮地改变自然的糟糕结果，而该种群的复苏将迈出令人欣喜的一大步。诚然，这种心态究竟是出于理性的分析，抑或是出于感性的愤怒，我们并没有甄别的能力。也有人质疑道，狼群肯定不会止步于*石区域，既然如此，冒这么大的风险将狼群带回*石的意义又在哪里呢？在给出正确答案之前，一个关键前提是需要预测和评价分析狼群引入的成本与利益对比，其比较对象包括狼群本身、其他野生动物、猎手、家畜以及*石地区的经济环境。于是，环境影响报告应运而生，其预测结果是基于在实验中引入头灰狼，并将其分为10个狼群的假设。
假设狼群的主要捕食对象是麋鹿，根据同一份报告，78～头狼可以将*石北部的麋鹿数量减少5～30个百分点，骡鹿减少3～19个百分点，驼鹿减少7～13个百分点，美洲野牛减少不到15个百分点，而大角羊、叉角羚和雪羊不会受到影响。至于家畜，EIS认为头5年的影响将微乎其微，之后平均每年的损失大概是19头牛和68只羊。31只灰狼放归*石10年之后，该地区的灰狼总数达到头，然而这个数字并没有威胁到野鹿和野牛的生存，它们的种群仍然在壮大。同样，大角羊、叉角羚和雪羊也没有受到影响。由灰狼造成的家畜损失也被证实在之前预测的合理范围之内，其占每年总损耗的比重也微乎其微〔羊约为1%，牛约为0.01%〕。与这一切相反的是，麋鹿却受到较大的影响：—4年间，冬季麋鹿的种群减少了一半，由最初的减少为头，相当于每头狼每年消灭10～20只麋鹿。在真正实施放归计划之前，有一个问题是生态学家们需要仔细考虑的，即狼群恢复之后，会对除了其主要捕食对象以外的其他生物有什么影响。很久之前，博物学界的先驱奥尔多·利奥波德就注意到狼群消失发生在野鹿与麋鹿种群过量繁殖之前，而后者将导致植物种群被过量消耗。同样，随着*石地区的麋鹿种群在狼群引入之后逐渐减少，生态学家们发现了一些变化。白杨树是北美地区分布最广泛的树种，但是在美国西部，其数量在不断减少。年，来自俄勒冈州立大学的生物学家威廉·里普尔发现*石地区的白杨树数量呈下降趋势。可能的原因有很多，例如气候变化、火灾、病虫害，以及过度啃食等。
为了进一步了解情况，里普尔与他的学生埃里克·拉森对*石公园北部各种规格的白杨树进行取样，并对其年轮进行了计数。他们的发现非常惊人。几乎所有的树木都至少有70年树龄。85%的树木是在—年间成材的，而只有5%的树木是年后开始生长的。白杨树是从根系长出新的树苗，而非种子繁殖。显然，年后，某些事情的发生导致树苗无法正常生长发育。里普尔与拉森认为线索就藏在这些树木的年龄分布当中。这其中有三件事需要我们知道。第一，白杨树为麋鹿提供了高质量的食物来源。每年冬天，白杨树占据了麋鹿进食总量的60%。第二，麋鹿是狼的口粮。第三，20世纪20年代，狼群开始被大量猎杀。里普尔和拉森将这三件事联系到一起：狼吃掉麋鹿，麋鹿吃掉白杨树，因此狼群数量的变化会影响到白杨树。这个营养层级像极了太平洋里的『海獭—海胆—海藻』的结构。作为基本物种，狼群的消失使麋鹿的数量不再受到限制，进而过度地消耗了白杨树，导致其繁殖能力受到影响。随着狼群放归计划进入筹备阶段，里普尔和拉森建议道：『狼群在公园北部地区的重塑可能会给白杨树种群带来益处，然而这种益处并不是短期可见的。』同时，他们也提出了一个设想：假如狼群可能使白杨树种群获益，那是否还存在其他可能被影响到的物种呢？麋鹿的其他食物来源还包括生长在溪岸的三角叶杨和柳树。
里普尔的同事罗伯特·贝什塔开始
