第八章 土壤的王国
无法完整覆盖全部大陆的那层薄薄的土壤控制着我们的生存以及陆地上其他所有动物的生存。如我们所知道的那样，没有土壤，陆生植物就无法生长，而没有植物，动物就无法存活。
但如果说我们以农业为基础的生活依赖土壤，土壤也同样依赖于生物，土壤的根源及其所保有的天然特性都与动植物的生命紧密相连。因为在某种程度上，土壤是一种生命的产物，它源自于数亿年前生物与非生物之间不可思议的相互作用。当炽热的岩浆从迸发的火山中喷涌而出，当流水碾过赤裸的岩石，将最坚硬的花岗岩也冲刷殆尽，当冰霜的利剑劈开岩石并将其粉碎，形成土壤的初始物质就得以积聚。生物随后就开始施展其极富创造力的魔法，这些无生命的物质就逐渐变成了土壤。地衣植物是岩石的第一种覆盖物，它们用自己的酸性分泌物加速了分解的过程，为其他生物打下头阵。苔藓类则占据了原始土壤的微小罅隙——地衣剥落的碎块，微小昆虫的茧衣，海洋类动物的残骸形成了这种原始的土壤。
生物不仅缔造了土壤，现在在土壤中也存在着其他生物，其数量之巨，种类之丰，令人惊叹；如果没有这些生物，土壤就会成为僵化而贫瘠的存在。正因为这无数种生物体的存在与活动，土壤才可以供养地球的绿色植被。
土壤处于不断变化的过程中，参与那无休止的循环。随着岩石的风化，有机质的腐烂，氮和其他气体随着雨水自天空降落，不断有新的物质添加进来。与此同时，有其他物质被拿走，被生物体暂时借用。微妙却极为重要的化学变化在不断进行着，其将从空气和水中获取的元素转化成适宜植物生长的形式。在这种种变化中，生物体都是活跃的介质。
和对于黑暗的土壤王国中浩渺种群的研究相比，很少有其他研究比它们更迷人，同时也几乎没有什么比它们更被人所忽视。是什么将一众土壤生物串联起来，将它们与土壤中的世界，与地上的世界串联起来的，我们所知甚少。
土壤中最根本的有机体或许是最微小的那些——肉眼看不见的细菌和丝状真菌。它们的数量可谓是天文数字。一茶匙表层土中可能包含数亿细菌。尽管它们体型微小，但在最上面一英亩大一英尺深的肥沃土壤中细菌的总重量大约有一千磅之多。放线菌，形状为细长丝状，比细菌的数量稍少一些，但由于其形状更大，在一定数量的土壤中，放线菌的总重量和细菌大致相当。加上人们称为藻类的小型绿细胞，这些就组成了土壤中的微观植物世界。
细菌、真菌和藻类是将动植物尸体分解成矿物质的主要介质。没有这些微观植物，碳和氮等化学物质就无法经由土壤、空气以及生物组织进行广阔的循环运动。例如，如果没有固氮菌，哪怕被含有氮的空气所包围，植物也会因为缺氮而饿死；其他一些生物体可以形成二氧化碳，它能以碳酸的形式加速岩石的溶解；还有其他一些土壤微生物起着氧化与还原的作用，正是经由这些作用，如铁、锰及硫等矿物质才得以转化成植物需要的形式。
数量同样巨大的是微小的蠕虫以及被称为弹跳虫的一种原始无翼昆虫。尽管体型微小，但它们在分解植物尸体，促进森林植被缓慢转化成土壤的过程中举足轻重。这些微小生物因为其任务而进行的细分几乎让人难以置信。比如说，有几种螨虫，仅会在一种云杉掉落的针叶中出生。它们寄居其中，消化掉针叶的内部组织。这些螨虫完成其生长时，针叶就只剩下外壳了。而每年处理落叶中数量惊人的植物组织这一极为艰巨的任务则落在了土壤与森林地被物中某些小昆虫的身上。它们将叶子浸软消化，并帮忙将已分解的物质和地表土混合在一起。
除了这些体型微小却不停辛勤劳作的生物，当然有许多比较大的生物，因为土壤生物覆盖了从细菌到哺乳动物的整个图谱。一些是黑暗的压土表层王国的永住居民；一些会在地下冬眠或度过一段时间；一些则在它们的地下洞穴和地面上自由穿梭。总而言之，土壤中的这些居所使得空气得以进入土壤，促进了水在层层植被中的排出与渗透。
土壤里的大型居民中，恐怕没有比蚯蚓更重要的了。四分之三个世纪之前，查尔斯·达尔文出版了一本名为【蠕虫活动对作物肥土的形成以及蠕虫习性观察】的书。在书中，他首次向世人揭示了蚯蚓地质营力的角色对于土壤的运输有着至关重要的意义——表层岩石逐渐被蚯蚓运送上来的肥沃土壤所覆盖，在形势良好的地区，每年的数量可高达每英亩很多吨重。与此同时，树叶与草叶中包含的大量有机物质被运输至地下洞穴，进入土壤中。据达尔文计算，蚯蚓每辛勤工作十年，就可以增添1到1.5英寸厚的土壤层。它们的作用绝不仅限于此：它们的洞穴使土壤松动，使其排水良好，有利于植物根系的穿透。蚯蚓的存在提高了土壤细菌的硝化作用，减少了土壤的腐败作用。有机物质穿过蠕虫的消化道时会被分解，而它们的排泄物则使得土壤更加肥沃。
这一土壤社区，包含由各种生物以某种方式相互作用共同编织构造成的一张网——生物依赖土壤，而反过来，又只有当土壤中的生物社区繁荣发展时，土壤才能成为地球的一种重要构成。
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很少有人关注过我们这里关心的这一问题：当有毒的化学物质进入土壤中——无论是作为「杀菌剂」直接施加到土壤里，还是随着雨水滤过森林和果园的树冠，从庄稼地里渗下来而夹带了致命的污染物——土壤世界里这些数量庞大又至关重要的居住者们会怎么样呢？比如说，我们怎么能觉得用广谱杀虫剂能杀死那些破坏庄稼的害虫会打洞的幼虫，却不会杀死那些对于分解有机物质至关重要的「益」虫呢？或者说我们怎么能觉得那种非特定用途的杀真菌剂不会杀死栖息于许多树的根部并帮助树木从土壤中吸收养分的有益真菌呢？
一个简单的事实是，土壤中的生态环境这一重要的话题在很大程度上被科学家所忽视，几乎被管理人员完全无视。对昆虫进行化学控制似乎是基于这种假设进行的：土壤可以承受毒药进入所带来的任何数量的损害，并且会就这样忍受而不进行反击。而土壤世界的真正本质则几乎都被无视了。
通过仅有的少数研究，一幅关于杀虫剂对于土壤影响的画面正慢慢展开。这些研究有时有所不同这并不奇怪，因为土壤类型迥异，会破坏某种土壤的物质对于另外一种土壤则可能无害。轻砂土壤比腐殖质土壤受到的破坏要严重。几种化学物质的结合似乎比单独使用一种物质危害更大。尽管结果不尽相同，但有足够多的确凿证据表明此类物质的危害，并在逐渐累积，引起了许多科学家的担忧。
在某些情况下，生物世界最根本的化学转变会受到影响。其中一个例子就是硝化作用，经由这种作用，大气层中的氮可以为植物所用。除莠剂2，4-D会对硝化作用造成短暂的干扰作用。最近在佛罗里达进行的实验表明，林丹、七氯、BHC在土壤中仅仅存在两周后就会减弱硝化作用；BHC和DDT在施用一年后仍有严重的有害作用。在其他一些试验中，BHC、艾氏剂、林丹、七氯和DDD都会阻碍固氮菌在豆科植物上形成根瘤。真菌对于高等植物的根系有着神秘却又有益的作用，而现在这种作用遭到了严重破坏。有时这个问题会影响到种群间的微妙平衡，而借助于这种平衡，自然界才能完成其长远目标。土壤中某些有机物会因为杀虫剂而减少，还有一些种类则会因此出现爆炸性的增长。这种变化会很容易改变土壤的代谢活动，影响其生产能力。这也可能意味着那些之前受到控制的有可能有害的生物，会逃离自然的控制，上升到害虫的位置。
关于土壤中的杀虫剂，需要记得的最重要的事情之一是它们的持久性，不是以月而是以年为单位来计算。在四年后仍可以找到艾氏剂，一些是残留痕迹，更多的则转化成了狄氏剂。为消灭白蚁而在沙土中使用毒杀芬十年后，仍有足量的残留物。苯六氯化合物则至少可存留十一年；对于七氯或者其他毒性更强的衍生物来说至少是九年。在使用十二年后，氯丹的留存物仍为原用量的15%。
在几年内以中等用量施加杀虫剂似乎会在土壤中累积至不可思议的量。由于氯化烃稳定性强，持续时间长，每一次的使用都会被叠加在前一次残留物的基础上。如果重复喷洒的话，「每英亩施加一磅的DDT是无害的」这一古老的传说毫无意义。每英亩种植土豆的土壤被发现含有高达15磅的DDT，种植棉花的土壤则高达19磅。用于研究的种植蔓越莓的沼泽地每英亩含有34.5磅。苹果园的土壤中DDT的含量似乎达到污染的峰值，DDT累积的速度几乎和每年施用的速度一致。即使在一季里，由于果园药物喷洒达四次以上，DDT的残留值可能会达到30到50磅的最高量。长年的重复喷洒使得不同树木中DDT的含量高达每公顷26磅到60磅，而树下土壤中的含量则为113磅。
砷是会对土壤造成永久性毒害的典型。虽然从20世纪40年代以来，烟草作物已经不再喷洒砷，改用合成有机杀虫剂代替，但从1932年到1952年，由美国种植的烟草制造出的香烟中砷含量的增长超过了300%。之后有研究表明增长率高达600%。亨利·S·赛特利博士是砷毒理学方面的权威，他指出，虽然合成有机杀虫剂已经大范围替代了砷，但是烟草作物仍会持续摄入之前的毒素，因为种植烟草的土壤现在已经完全为砷酸铅的残留物所浸透，这种物质含量大且相对不易溶解，会持续释放出可溶解的砷。赛特利博士说，种植烟草的土壤中的大部分都已遭受「累计的且几乎永久性的毒化」。而东地中海地区种植的烟草因为未曾使用过砷类杀虫剂，则未曾出现过砷含量的增长。
于是我们就面临着第二个问题。我们不能仅仅关注土壤发生了什么；我们必须要知道有多少杀虫剂从遭到污染的土壤中被吸收继而进入到植物组织中。这一数值很大程度上取决于土壤的类型、作物本身以及杀虫剂的性质同浓度。富含有机物的土壤释放的毒素的量要小于其他类型。胡萝卜比其他研究过的农作物吸收的杀虫剂含量都要高；而如果是林丹这种物质，胡萝卜内部积聚的浓度比土壤中的含量还要高。以后再种植某种粮食作物前，可能会有必要对土壤中的杀虫剂进行分析。否则，哪怕未喷洒过药物的作物也会仅因为从土壤中摄入过多杀虫剂，而不适合在市场上售卖。
这种问题至少已经给一家制造婴儿食物的领头企业带来了无穷无尽的麻烦，他们不愿意购买任何在曾使用过有毒杀虫剂的土壤上种出的果蔬。给他们带来最多麻烦的是BHC，它们被植物的根茎吸收后，会表现出霉腐的口感与气味。加利福尼亚两年前曾使用过BHC的农田里种植的番薯会因包含其残留物而被拒收。该公司某年曾与南卡莱罗那州签订合同，以满足其对于番薯的全部需求，结果发现极大面积的土地都遭到了污染，该公司被迫在公开市场上进行购买，结果遭受了很大的经济损失。数年来，许多州种植的不同种类的水果与蔬菜都曾不得不被拒收。最棘手的问题是花生。在南部的几个州，花生通常和棉花轮流种植，而棉花地会大量使用BHC。之后在同一片土地上种植的花生就会摄入大量的杀虫剂。事实上，只需一点点残留就能显现出霉味。这种化学物质渗入到果仁中，无法移除。加工过程不仅远不能除去霉臭，有时还会突出这种味道。工厂要想坚决排除BHC残留，唯一方法就是拒收所有使用过这种物质或是种植在受其污染的土壤中的果实。
有时作物本身也面临威胁——只要土壤中存有杀虫剂污染物，这种威胁就存在。有时杀虫剂会影响到敏感的植物，如豆类、小麦、大麦、黑麦等，会减缓其根系生长或压制其籽苗的生长。华盛顿和爱达荷州啤酒花种植者的经验就是一个例子。1955年春天，这些种植者中有许多人都因为草莓根象鼻虫的幼虫大量依附在啤酒花的根部，而进行了大规模的治理工作。根据农业专家以及杀虫剂制造商的建议，他们选择了七氯。使用七氯一年后，农场上的藤蔓开始枯萎死亡，而未曾使用过七氯的农场则没有这种问题；这种破坏作用在两种农场的交界处戛然而止。人们花了大价钱重新栽种，但第二年新种植物的根系又枯萎了。四年后土壤中仍然含有七氯，科学家也无法预测其毒性会维持多久，也无法提供任何措施去改善这一情况。直到1959年3月，联邦农业部发现自己称七氯可以用于处理种植啤酒花的土壤是错误的，才撤销了相关注册号，却为时已晚。同时，那些啤酒花种植者则在法庭上寻求可能的赔偿。
由于杀虫剂仍在继续使用，而它们几乎无法分解的残留也在土壤中持续累积，几乎可以确定我们即将面临困扰。1960年，一群专家在雪城大学开会讨论土壤的生态问题，一致地得出了上述结论。他们总结了使用化学物质及放射物「这种强力却所知甚少的工具」所带来的危害：「人类走错几步，可能会摧毁土壤的生产能力，而害虫却仍然猖獗。」
寂静的春天
[美]蕾切尔·卡森
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