在文學(xué)作品中，大地常象征著生命與繁育，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)變遷的漫長尺度下，這種機(jī)制又有著怎樣的實(shí)踐證據(jù)？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？面對(duì)土壤的制約，人類文明的未來又將何去何從？
日本學(xué)者藤井一至在《大地 5 億年：土壤和生命的躍遷史》一書中對(duì)上述問題進(jìn)行了深入探討，它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。譯者廖俊棋是中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所博士，他將這本書看作“觀法于地”的入門。
《大地5億年》，作者:藤井一至，譯者:廖俊棋，版本:中國紡織出版社2024-10
破壞性的存在
土壤在地球誕生5億年后，歷經(jīng)苔蘚、蕨類植物、蕈菇、恐龍、針葉林等的漫長陪伴，1萬年前，人類出現(xiàn)，成為土壤的新“伙伴”。但人類對(duì)土壤來說，更多地是“破壞者”的角色。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。
在農(nóng)業(yè)文明誕生前，人類以狩獵、采集為生，群體規(guī)模小，活動(dòng)范圍有限，與生態(tài)系統(tǒng)和諧共生，對(duì)其影響極小。隨著人類進(jìn)化，學(xué)會(huì)改造自然，卻打破了“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)文明的興起是人類發(fā)展的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。人類開始大規(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。人類的排泄物并不能自然地回歸土壤。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。人們用蘿卜換取尿液作為肥料，尿液為蔬菜生長提供了充足的養(yǎng)分。但令人惋惜的是，近代之后，糞尿運(yùn)輸業(yè)逐漸走向衰落。諸多結(jié)構(gòu)性問題繼踵而來。比如，日本的奶牛飼養(yǎng)業(yè)面臨著氮泛濫的問題。日本從國外進(jìn)口牛羊飼料，從生態(tài)和物質(zhì)循環(huán)角度來看，相當(dāng)于進(jìn)口了氮，然而這些氮進(jìn)入牛羊糞尿后，卻無法返還給進(jìn)口國，過量的氮滲入地下水，反而對(duì)飲用水安全造成隱患。
人類還有更高的追求，以及更多的欲望，也給未來帶來了危機(jī)。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，洪水無情地沖走土壤，大量沉積物掩埋灌溉渠道。人們追求口味甘甜的米飯，曾經(jīng)與大米一起生長在水田里的泥鰍便逐漸消失。人們喜愛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，而糧食產(chǎn)量的增長速度卻相對(duì)非常緩慢。為了填補(bǔ)這一差距，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)。然而，長期過量施用氮肥，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。
資本的逐利性使問題進(jìn)一步惡化。跨國農(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題隨之而來。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。
這些潛在的問題不容忽視。
土壤編纂的人類文明史
作者在書中深情地講述：“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了珍貴的水分和營養(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？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，以及燦爛輝煌的文化藝術(shù)。
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。在莫臥兒帝國時(shí)期被稱為“金色孟加拉”的孟加拉國，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。
《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，到了后期卻由于過度的灌溉導(dǎo)致地下水位上升，土壤鹽堿化問題逐漸嚴(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。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。土壤以它獨(dú)特的方式記錄著人類文明的興衰，見證著人類社會(huì)的發(fā)展變遷。
至今無法理解的尖端科學(xué)
在過去的一百年間，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，其腸道工廠與人類開發(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)谕寥乐心牛ㄟ^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，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。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，才是未來人與土壤友好相處的有效途徑。
土壤不僅僅是一堆無生命的顆粒，更是承載著億萬年來生物進(jìn)化記憶的寶庫?！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，作者以同理心體會(huì)那些種植高利潤作物的農(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。或許如今，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
