在文學(xué)作品中，大地母親常常被賦予生命力與繁育的象征意義，給予人們安寧和歸屬感。然而，當(dāng)我們從物質(zhì)層面深入探究，土壤究竟如何滋養(yǎng)人類？人類與土壤之間的互動(dòng)機(jī)制是怎樣的？在地質(zhì)變遷的漫長(zhǎng)尺度下，這種機(jī)制又有著怎樣的往昔參照？人類文明興衰與土壤之間究竟存在著哪些微妙而鮮為人知的聯(lián)系？基于土壤的制約力，人類文明的未來(lái)又將何去何從？深入了解這些問(wèn)題的真實(shí)結(jié)構(gòu)、具體細(xì)節(jié)以及背后的參與者，并以史為鑒反思我們的日常生活和土壤的未來(lái)，實(shí)則是每一位地球成員應(yīng)盡的責(zé)任。
《大地5億年：土壤和生命的躍遷史》不僅是一部土壤科學(xué)史，更以土壤為主體重新審視地球生命與人類文明。作者藤井一至以跨越5億年的恢弘時(shí)間尺度，深入探討了土壤與生命的相互作用及演變歷程，淋漓盡致地揭示了土壤對(duì)生物多樣性以及文明發(fā)展的深遠(yuǎn)影響，并深刻剖析了人類農(nóng)業(yè)實(shí)踐如何改變土壤的自然循環(huán)，進(jìn)而導(dǎo)致土壤酸化和生態(tài)失衡。從土壤狀況看生活在它之上的人類文明，這本書(shū)提供了一個(gè)名副其實(shí)“自下而上”的嶄新視角。
《大地5億年》，作者:藤井一至，譯者:廖俊棋，版本:中國(guó)紡織出版社2024-10
對(duì)土壤來(lái)說(shuō)，人類是一種破壞性的存在
自土壤于地球誕生5億年后，歷經(jīng)苔蘚、蕨類植物、蕈菇、恐龍、針葉林等漫長(zhǎng)歲月的陪伴，1萬(wàn)年前，人類悄然降臨，成為土壤的新“伙伴”。然而，這段關(guān)系并非如我們所愿的那般和諧，甚至可以說(shuō)，人類對(duì)土壤而言扮演著“破壞者”的角色。令人揪心的現(xiàn)狀是，人類文明越繁榮昌盛，對(duì)土壤的破壞就越嚴(yán)重，這絕非危言聳聽(tīng)。從科學(xué)的角度客觀審視，人類在文學(xué)藝術(shù)作品中對(duì)土壤——這位 “大地之母” 所表達(dá)的深情厚誼，在實(shí)際行動(dòng)中常常難以兌現(xiàn)。拿農(nóng)業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，其對(duì)土地的破壞性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)酸雨。
回顧人類歷史的長(zhǎng)河，在農(nóng)業(yè)文明尚未誕生之時(shí)，我們的祖先以狩獵、采集為生。那時(shí)，人類群體規(guī)模較小，活動(dòng)范圍也極為有限，他們?nèi)缤笞匀坏暮⒆樱揽看笞匀豢犊峁┑氖澄?，遵循季?jié)的變化，遷徙、采集，與生態(tài)系統(tǒng)和諧共生，對(duì)其影響微乎其微。然而，隨著人類逐漸進(jìn)化，我們擁有了獨(dú)特的能力，學(xué)會(huì)了通過(guò)勤勞的雙手改造自然，追求自身發(fā)展。人類具備了精神、理性和自由意志，形成了社會(huì)性和文化性，但與此同時(shí)，也開(kāi)始打破了“養(yǎng)分循環(huán)”和“炭平衡”這兩大生態(tài)規(guī)則，成為生態(tài)系統(tǒng)中唯一脫節(jié)的存在。
農(nóng)業(yè)文明的興起，成為人類發(fā)展史上的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。人類開(kāi)始大規(guī)模種植作物，蔬菜和谷物從土壤中貪婪地吸收鈣和鉀，隨后成為人們餐桌上的美食。然而，這些作物被食用后，只有一小部分轉(zhuǎn)化為人類的血肉，絕大部分最終以排泄物的形式排出體外。關(guān)鍵問(wèn)題在于，人類的排泄物并未像其他生物那樣自然地回歸土壤。出于衛(wèi)生的考慮，人類當(dāng)然不能像恐龍那樣讓排泄物隨時(shí)隨地歸還土壤。抽水馬桶出現(xiàn)之后，人類排泄物中具有較高價(jià)值的尿液更加難以通過(guò)污水處理回收到土壤中。這不僅面臨經(jīng)濟(jì)效益低下的困境，還可能引發(fā)重金屬污染等棘手問(wèn)題。
《克拉克森的農(nóng)場(chǎng)》劇照。
在日本的江戶時(shí)代，人們就已經(jīng)敏銳地意識(shí)到糞尿?qū)ν寥赖姆市?，并有著?dú)特而有趣的收集利用方式。糞尿商人將其精心地分為五個(gè)等級(jí)，貴族府邸的糞尿因主人飲食豐富，肥料含量高，價(jià)格自然不菲，而監(jiān)獄的糞尿則價(jià)格低廉。大戶人家甚至可以通過(guò)售賣糞便尿液獲取一筆可觀的收益，《東海道徒步旅行記》中就有相關(guān)記載。當(dāng)時(shí)，人們會(huì)用蘿卜換取尿液作為肥料，尿液為蔬菜生長(zhǎng)提供了充足的養(yǎng)分，蘿卜也因此茁壯成長(zhǎng)。但令人惋惜的是，近代之后，糞尿運(yùn)輸業(yè)逐漸走向衰落。在這方面，全球范圍內(nèi)還存在諸多結(jié)構(gòu)性問(wèn)題。雖然動(dòng)物糞尿回田有利于土地健康，但日本的奶牛飼養(yǎng)業(yè)卻面臨氮泛濫的問(wèn)題。日本從國(guó)外進(jìn)口牛羊飼料，從生態(tài)和物質(zhì)循環(huán)角度來(lái)看，相當(dāng)于進(jìn)口了氮，然而這些氮進(jìn)入牛羊糞尿后，卻無(wú)法返還給進(jìn)口國(guó)，過(guò)量的氮滲入地下水，會(huì)對(duì)飲用水安全造成隱患。
“綠色荒漠”這個(gè)概念乍一聽(tīng)或許有些自相矛盾，但它卻是現(xiàn)實(shí)中一個(gè)不容忽視的嚴(yán)峻問(wèn)題。人類所采用的種植方式和作物種類，在極大程度上導(dǎo)致了這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。人類對(duì)野生物種的栽培馴化，往往使其變得較為脆弱。小麥、大麥和豆類等作物，與堅(jiān)韌的樹(shù)木相比，對(duì)環(huán)境條件要求苛刻，需要充足的水分和中性土壤等適宜條件。而且，隨著品種改良，它們對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力愈發(fā)變?nèi)?。一旦灌溉出現(xiàn)問(wèn)題，這些作物所在的區(qū)域便極易形成鹽堿地。資本主義興起后，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)方式，如東南亞的刀耕火種，盡管在生態(tài)學(xué)上具有合理性，但因其產(chǎn)量較低（與水稻產(chǎn)量相比差距巨大），而被現(xiàn)代的集約生產(chǎn)所摒棄，甚至被嘲笑為 “散養(yǎng)” 式農(nóng)業(yè)。在人口增長(zhǎng)和資本逐利的雙重壓力下，傳統(tǒng)的 “休耕” 和 “混耕輪作” 被視為低效方式而不被采用。大面積單一作物的連續(xù)耕作，使土壤無(wú)法恢復(fù)肥力，而人們又大量施用酸性氮肥，從而陷入惡性循環(huán)。
與恐龍相比，人類除了基本生存需求外，還有著更高的追求，以及更多的欲望。例如，建造豪華宮殿、府邸需要大量木材，燒制磚瓦也需要大量燃料，這就導(dǎo)致森林被大面積砍伐。森林保水能力下降，引發(fā)洪水，洪水無(wú)情地沖走土壤，大量沉積物掩埋灌溉渠道，土壤狀況由此惡化。再者，人類對(duì)食物口味的追求也對(duì)土壤產(chǎn)生了影響。當(dāng)人們追求口味甘甜的米飯時(shí)，曾經(jīng)與“難吃但營(yíng)養(yǎng)豐富”的大米一起生長(zhǎng)在水田里的泥鰍便逐漸消失。人們喜愛(ài)的具有天然回甘的綠茶，其甘甜口感源自氨基酸，為此大量施用氮肥，致使土壤的pH值可能降至3.6的高酸度，嚴(yán)重影響了土壤的健康。
人類的繁衍需求，推動(dòng)人口呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，而糧食產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度卻相對(duì)非常緩慢。為了填補(bǔ)這一差距，人類憑借智慧發(fā)明了諸多科學(xué)技術(shù)，其中哈伯—博施法具有重要意義。在該方法出現(xiàn)之前，全球農(nóng)業(yè)面臨氮肥匱乏的困境。大氣中雖含有約 78%的氮?dú)?，但因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，植物難以直接吸收。當(dāng)時(shí)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依賴自然固氮，如豆科植物與根瘤菌的共生，以及閃電偶爾將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為硝酸并隨雨水滋潤(rùn)土壤，然而這些自然過(guò)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。直至20世紀(jì)初，哈伯— 博施法橫空出世。它利用高溫高壓及催化劑，促使氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨，開(kāi)啟了氮肥大規(guī)模生產(chǎn)的時(shí)代，各類氮肥產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于全球農(nóng)作物，保障了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，有力支撐了人口增長(zhǎng)。然而，長(zhǎng)期過(guò)量施用氮肥，土壤中的銨離子被植物吸收后，硫酸根離子等酸性殘留物會(huì)導(dǎo)致土壤酸化加劇。
資本的逐利性加劇了這些問(wèn)題。以泰國(guó)北部為例，咖啡產(chǎn)業(yè)興起，資本大量涌入，咖啡種植園迅速擴(kuò)張，土地紛紛改種咖啡；因城市農(nóng)產(chǎn)品需求的增加，當(dāng)?shù)馗姆N經(jīng)濟(jì)作物，農(nóng)民為追求利益，持續(xù)耕作且大量施用氮肥，導(dǎo)致土壤酸化，質(zhì)量下降。從全球產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，資本主義對(duì)土地的索取日益嚴(yán)重?？鐕?guó)農(nóng)業(yè)企業(yè)在拉丁美洲圈地種植大豆、甘蔗，巴西的大豆種植方式粗放，雖短期內(nèi)獲得經(jīng)濟(jì)效益，但土壤肥力下降、酸化板結(jié)、森林減少、水土流失、生物多樣性受損等問(wèn)題隨之而來(lái)。在工業(yè)領(lǐng)域，城市化進(jìn)程占用沿海農(nóng)田濕地建廠建園，改變了土壤的自然屬性，損害了微生物和生物多樣性，工業(yè)廢渣廢水污染土壤，威脅農(nóng)業(yè)根基和居民健康。
科技與資本的不合理應(yīng)用，導(dǎo)致土壤酸化問(wèn)題日益嚴(yán)重，生態(tài)根基面臨巨大威脅。盡管土壤退化表面上看是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的耕作方式所致，但深層次的原因涉及我們?nèi)粘⑴c的政治、經(jīng)濟(jì)和歷史因素。
土壤編纂的人類文明史
藤井一至在書(shū)中深情地講述：“古埃及文明是尼羅河溶解有機(jī)物的饋贈(zèng)?！?尼羅河三角洲本身干旱少雨，年降雨量極低，但尼羅河周期性泛濫為這片土地帶來(lái)了珍貴的水分和營(yíng)養(yǎng)，使得土壤肥沃，避免了酸性化和鹽堿化。這些養(yǎng)分從何而來(lái)？主要源自尼羅河的兩大發(fā)源地：青尼羅河在雨季從埃塞俄比亞高原侵蝕富含蒙脫石黏土、長(zhǎng)石和云母的砂土，白尼羅河從熱帶泥炭地溶解有機(jī)物。埃及人民巧妙地利用了這份恩賜，創(chuàng)造了輝煌燦爛的文明，延續(xù)了7000年之久。這片肥沃的土地不僅滿足了國(guó)內(nèi)龐大人口的糧食需求，還支撐起了宏偉的金字塔、壯麗的神廟等偉大建筑的建造，以及燦爛輝煌的文化藝術(shù)的繁榮發(fā)展。然而，古埃及王朝也曾經(jīng)歷過(guò)一段動(dòng)蕩的內(nèi)亂時(shí)期。對(duì)尼羅河三角洲沉積泥漿來(lái)源的研究表明，4000年前的干旱化，使尼羅河泛濫的規(guī)模有所減少。土壤得不到水分和養(yǎng)分的補(bǔ)充，農(nóng)作物歉收，進(jìn)而引發(fā)糧食掠奪，社會(huì)動(dòng)蕩不安。
如今，水稻已成為全球近半數(shù)人口的主食，盡管其種植面積不到全球耕作面積的10%。水稻的高產(chǎn)依賴于季節(jié)性青色土壤的支撐。水下缺氧的環(huán)境促使土壤中的氧化鐵發(fā)生還原反應(yīng)，這一過(guò)程消耗了三個(gè)氫離子，起到了將酸性土壤變成中性的作用，同時(shí)也使更多的磷被輸送到水稻的根部。在莫臥兒帝國(guó)時(shí)期被稱為“金色孟加拉”的孟加拉國(guó)，以及被稱為“谷物之島”的印度尼西亞爪哇島，人口密度高達(dá)每10平方千米1萬(wàn)人。正是肥沃的土壤養(yǎng)活了這世界上人口最稠密的區(qū)域，支持了文明的發(fā)展。相反，在非洲的一些干旱地區(qū)，土壤貧瘠，人們發(fā)展了游牧文化，逐水草而居，以適應(yīng)有限的資源條件。
《克拉克森的農(nóng)場(chǎng)》劇照。
文明的發(fā)展也受到土壤狀況的制約，曾經(jīng)燦爛的美索不達(dá)米亞文明，到了后期卻由于過(guò)度的灌溉導(dǎo)致地下水位上升，土壤鹽堿化問(wèn)題逐漸嚴(yán)重，最終致使土地生產(chǎn)力下降，文明走向衰落。土壤的肥沃程度還深刻影響著人類社會(huì)的結(jié)構(gòu)與發(fā)展。在人類歷史的長(zhǎng)河中，人們根據(jù)不同地區(qū)的土壤條件，選擇適宜的作物進(jìn)行種植，逐漸形成了各具特色的農(nóng)業(yè)文明。例如，肥沃的黑土富含腐殖質(zhì)，透氣性和保水性良好，非常適合種植小麥、玉米等農(nóng)作物；而酸性較強(qiáng)的紅壤則適合種植茶樹(shù)、柑橘等耐酸性植物。
土壤以它獨(dú)特的方式記錄著人類文明的興衰，見(jiàn)證著人類社會(huì)的發(fā)展變遷。
土壤中有人類至今無(wú)法理解的尖端科學(xué)
在過(guò)去的一百年間，盡管化學(xué)肥料取得了顯著成就，但我們?nèi)晕凑业侥艹侥崃_河礦物質(zhì)和溶解有機(jī)物的替代品。地球上生存了數(shù)億年的白蟻和甲蟲(chóng)，其腸道工廠與人類開(kāi)發(fā)的尖端能源生產(chǎn)系統(tǒng)之間有著驚人的相似性。這表明，土壤中的某些機(jī)制仍然是我們難以企及的領(lǐng)域，同時(shí)也是我們應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的利器。
《克拉克森的農(nóng)場(chǎng)》劇照。
當(dāng)我們談?wù)撏寥罆r(shí)，往往忽略了其中隱藏的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。一湯匙（約10克）的土壤中竟有超過(guò)100億個(gè)細(xì)菌，比全球人口還要多！這些微小生物構(gòu)成了一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)，它們?cè)谕寥乐心?，通過(guò)分解有機(jī)物質(zhì)、固定大氣中的氮?dú)獾确绞骄S持著地球生態(tài)系統(tǒng)的健康運(yùn)轉(zhuǎn)?？茖W(xué)家們逐漸意識(shí)到，土壤微生物不僅僅是“消化系統(tǒng)”，更是整個(gè)陸地生態(tài)循環(huán)的重要參與者。它們就像一群無(wú)聲的英雄，在黑暗的土壤世界里為生命的延續(xù)貢獻(xiàn)著自己的力量。
某些特定類型的真菌可以與植物根部形成共生關(guān)系——菌根。這種關(guān)系如同親密的伙伴關(guān)系，幫助植物更有效地吸收水分和養(yǎng)分，同時(shí)增強(qiáng)了其抵御病害的能力。有趣的是，最新研究表明，一些生活在人體腸道內(nèi)的微生物也能夠促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)并提高免疫力。
盡管科技已經(jīng)觸及月球甚至火星表面，但對(duì)于腳下這片土地的認(rèn)識(shí)仍然停留在表層。放線菌屬產(chǎn)生的土臭素，就是一種典型例子。這種化合物賦予了潮濕泥土特有的氣味，并且具有在濕潤(rùn)環(huán)境中釋放氣體的特性，駱駝可以通過(guò)聞到這種氣味找到遠(yuǎn)處80公里外的綠洲。這些現(xiàn)象讓我們不禁感嘆土壤的神奇之處，也隱約地體會(huì)到，破解其中的奧秘為科技所用，才是未來(lái)人與土壤友好相處的有效途徑。
土壤不僅僅是一堆無(wú)生命的顆粒，更是承載著億萬(wàn)年來(lái)生物進(jìn)化記憶的寶庫(kù)?！洞蟮?億年：土壤和生命的躍遷史》并不悲觀，也并非一味著眼于批判，作者也以同理心體會(huì)那些種植高利潤(rùn)作物的農(nóng)民們的生存困境，介紹免耕栽培等環(huán)保農(nóng)業(yè)新模式，但人類與土壤關(guān)系的調(diào)整，現(xiàn)狀仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是“充滿希望”的樣子?；蛟S如今，致力于讓環(huán)保遠(yuǎn)離“理想主義”，才是真正有意義的做法。
撰文/李凱 李偉楠
編輯/張婷
校對(duì)/楊利
