第八章 土壤的王國
無法完整覆蓋全部大陸的那層薄薄的土壤控制著我們的生存以及陸地上其他所有動物的生存。如我們所知道的那樣，沒有土壤，陸生植物就無法生長，而沒有植物，動物就無法存活。
但如果說我們以農業為基礎的生活依賴土壤，土壤也同樣依賴於生物，土壤的根源及其所保有的天然特性都與動植物的生命緊密相連。因為在某種程度上，土壤是一種生命的產物，它源自於數億年前生物與非生物之間不可思議的相互作用。當熾熱的巖漿從迸發的火山中噴湧而出，當流水碾過赤裸的巖石，將最堅硬的花崗巖也沖刷殆盡，當冰霜的利劍劈開巖石並將其粉碎，形成土壤的初始物質就得以積聚。生物隨後就開始施展其極富創造力的魔法，這些無生命的物質就逐漸變成了土壤。地衣植物是巖石的第一種覆蓋物，它們用自己的酸性分泌物加速了分解的過程，為其他生物打下頭陣。苔蘚類則占據了原始土壤的微小罅隙——地衣剝落的碎塊，微小昆蟲的繭衣，海洋類動物的殘骸形成了這種原始的土壤。
生物不僅締造了土壤，現在在土壤中也存在著其他生物，其數量之巨，種類之豐，令人驚嘆；如果沒有這些生物，土壤就會成為僵化而貧瘠的存在。正因為這無數種生物體的存在與活動，土壤才可以供養地球的綠色植被。
土壤處於不斷變化的過程中，參與那無休止的迴圈。隨著巖石的風化，有機質的腐爛，氮和其他氣體隨著雨水自天空降落，不斷有新的物質添加進來。與此同時，有其他物質被拿走，被生物體暫時借用。微妙卻極為重要的化學變化在不斷進行著，其將從空氣和水中獲取的元素轉化成適宜植物生長的形式。在這種種變化中，生物體都是活躍的介質。
和對於黑暗的土壤王國中浩渺族群的研究相比，很少有其他研究比它們更迷人，同時也幾乎沒有什麽比它們更被人所忽視。是什麽將一眾土壤生物串聯起來，將它們與土壤中的世界，與地上的世界串聯起來的，我們所知甚少。
土壤中最根本的有機體或許是最微小的那些——肉眼看不見的細菌和絲狀真菌。它們的數量可謂是天文數碼。一茶匙表層土中可能包含數億細菌。盡管它們體型微小，但在最上面一英畝大一英尺深的肥沃土壤中細菌的總重量大約有一千磅之多。放線菌，形狀為細長絲狀，比細菌的數量稍少一些，但由於其形狀更大，在一定數量的土壤中，放線菌的總重量和細菌大致相當。加上人們稱為藻類的小型綠細胞，這些就組成了土壤中的微觀植物世界。
細菌、真菌和藻類是將動植物屍體分解成礦物質的主要介質。沒有這些微觀植物，碳和氮等化學物質就無法經由土壤、空氣以及生物組織進行廣闊的迴圈運動。例如，如果沒有固氮菌，哪怕被含有氮的空氣所包圍，植物也會因為缺氮而餓死；其他一些生物體可以形成二氧化碳，它能以碳酸的形式加速巖石的溶解；還有其他一些土壤微生物起著氧化與還原的作用，正是經由這些作用，如鐵、錳及硫等礦物質才得以轉化成植物需要的形式。
數量同樣巨大的是微小的蠕蟲以及被稱為彈跳蟲的一種原始無翼昆蟲。盡管體型微小，但它們在分解植物屍體，促進森林植被緩慢轉化成土壤的過程中舉足輕重。這些微小生物因為其任務而進行的細分幾乎讓人難以置信。比如說，有幾種蟎蟲，僅會在一種雲杉掉落的針葉中出生。它們寄居其中，消化掉針葉的內部組織。這些蟎蟲完成其生長時，針葉就只剩下外殼了。而每年處理落葉中數量驚人的植物組織這一極為艱巨的任務則落在了土壤與森林地被物中某些小昆蟲的身上。它們將葉子浸軟消化，並幫忙將已分解的物質和地表土混合在一起。
除了這些體型微小卻不停辛勤勞作的生物，當然有許多比較大的生物，因為土壤生物覆蓋了從細菌到哺乳動物的整個圖譜。一些是黑暗的壓土表層王國的永住居民；一些會在地下冬眠或度過一段時間；一些則在它們的地下洞穴和地面上自由穿梭。總而言之，土壤中的這些居所使得空氣得以進入土壤，促進了水在層層植被中的排出與滲透。
土壤裏的大型居民中，恐怕沒有比蚯蚓更重要的了。四分之三個世紀之前，卓思·達爾文出版了一本名為【蠕蟲活動對作物肥土的形成以及蠕蟲習性觀察】的書。在書中，他首次向世人揭示了蚯蚓地質營力的角色對於土壤的運輸有著至關重要的意義——表層巖石逐漸被蚯蚓運送上來的肥沃土壤所覆蓋，在形勢良好的地區，每年的數量可高達每英畝很多噸重。與此同時，樹葉與草葉中包含的大量有機物質被運輸至地下洞穴，進入土壤中。據達爾文計算，蚯蚓每辛勤工作十年，就可以增添1到1.5英寸厚的土壤層。它們的作用絕不僅限於此：它們的洞穴使土壤松動，使其排水良好，有利於植物根系的穿透。蚯蚓的存在提高了土壤細菌的硝化作用，減少了土壤的腐敗作用。有機物質穿過蠕蟲的消化道時會被分解，而它們的排泄物則使得土壤更加肥沃。
這一土壤社區，包含由各種生物以某種方式相互作用共同編織構造成的一張網——生物依賴土壤，而反過來，又只有當土壤中的生物社區繁榮發展時，土壤才能成為地球的一種重要構成。
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很少有人關註過我們這裏關心的這一問題：當有毒的化學物質進入土壤中——無論是作為「殺菌劑」直接施加到土壤裏，還是隨著雨水濾過森林和果園的樹冠，從莊稼地裏滲下來而夾帶了致命的汙染物——土壤世界裏這些數量龐大又至關重要的居住者們會怎麽樣呢？比如說，我們怎麽能覺得用廣譜殺蟲劑能殺死那些破壞莊稼的害蟲會打洞的幼蟲，卻不會殺死那些對於分解有機物質至關重要的「益」蟲呢？或者說我們怎麽能覺得那種非特定用途的殺真菌劑不會殺死棲息於許多樹的根部並幫助樹木從土壤中吸收養分的有益真菌呢？
一個簡單的事實是，土壤中的生態環境這一重要的話題在很大程度上被科學家所忽視，幾乎被管理人員完全無視。對昆蟲進行化學控制似乎是基於這種假設進行的：土壤可以承受毒藥進入所帶來的任何數量的損害，並且會就這樣忍受而不進行反擊。而土壤世界的真正本質則幾乎都被無視了。
透過僅有的少數研究，一幅關於殺蟲劑對於土壤影響的畫面正慢慢展開。這些研究有時有所不同這並不奇怪，因為土壤類別迥異，會破壞某種土壤的物質對於另外一種土壤則可能無害。輕砂土壤比腐殖質土壤受到的破壞要嚴重。幾種化學物質的結合似乎比單獨使用一種物質危害更大。盡管結果不盡相同，但有足夠多的確鑿證據表明此類物質的危害，並在逐漸累積，引起了許多科學家的擔憂。
在某些情況下，生物世界最根本的化學轉變會受到影響。其中一個例子就是硝化作用，經由這種作用，大氣層中的氮可以為植物所用。除莠劑2，4-D會對硝化作用造成短暫的幹擾作用。最近在佛羅裏達進行的實驗表明，林丹、七氯、BHC在土壤中僅僅存在兩周後就會減弱硝化作用；BHC和DDT在施用一年後仍有嚴重的有害作用。在其他一些試驗中，BHC、艾氏劑、林丹、七氯和DDD都會阻礙固氮菌在豆科植物上形成根瘤。真菌對於高等植物的根系有著神秘卻又有益的作用，而現在這種作用遭到了嚴重破壞。有時這個問題會影響到族群間的微妙平衡，而借助於這種平衡，自然界才能完成其長遠目標。土壤中某些有機物會因為殺蟲劑而減少，還有一些種類則會因此出現爆炸性的增長。這種變化會很容易改變土壤的代謝活動，影響其生產能力。這也可能意味著那些之前受到控制的有可能有害的生物，會逃離自然的控制，上升到害蟲的位置。
關於土壤中的殺蟲劑，需要記得的最重要的事情之一是它們的永續性，不是以月而是以年為單位來計算。在四年後仍可以找到艾氏劑，一些是殘留痕跡，更多的則轉化成了狄氏劑。為消滅白蟻而在沙土中使用毒殺芬十年後，仍有足量的殘留物。苯六氯化合物則至少可存留十一年；對於七氯或者其他毒性更強的衍生物來說至少是九年。在使用十二年後，氯丹的留存物仍為原用量的15%。
在幾年內以中等用量施加殺蟲劑似乎會在土壤中累積至不可思議的量。由於氯化烴穩定性強，持續時間長，每一次的使用都會被疊加在前一次殘留物的基礎上。如果重復噴灑的話，「每英畝施加一磅的DDT是無害的」這一古老的傳說毫無意義。每英畝種植薯仔的土壤被發現含有高達15磅的DDT，種植棉花的土壤則高達19磅。用於研究的種植蔓越莓的沼澤地每英畝含有34.5磅。蘋果園的土壤中DDT的含量似乎達到汙染的峰值，DDT累積的速度幾乎和每年施用的速度一致。即使在一季裏，由於果園藥物噴灑達四次以上，DDT的殘留值可能會達到30到50磅的最高量。長年的重復噴灑使得不同樹木中DDT的含量高達每公頃26磅到60磅，而樹下土壤中的含量則為113磅。
砷是會對土壤造成永久性毒害的典型。雖然從20世紀40年代以來，煙草作物已經不再噴灑砷，改用合成有機殺蟲劑代替，但從1932年到1952年，由美國種植的煙草制造出的香煙中砷含量的增長超過了300%。之後有研究表明增長率高達600%。亨利·S·賽特利博士是砷毒理學方面的權威，他指出，雖然合成有機殺蟲劑已經大範圍替代了砷，但是煙草作物仍會持續攝入之前的毒素，因為種植煙草的土壤現在已經完全為砷酸鉛的殘留物所浸透，這種物質含量大且相對不易溶解，會持續釋放出可溶解的砷。賽特利博士說，種植煙草的土壤中的大部份都已遭受「累計的且幾乎永久性的毒化」。而東地中海地區種植的煙草因為未曾使用過砷類殺蟲劑，則未曾出現過砷含量的增長。
於是我們就面臨著第二個問題。我們不能僅僅關註土壤發生了什麽；我們必須要知道有多少殺蟲劑從遭到汙染的土壤中被吸收繼而進入到植物組織中。這一數值很大程度上取決於土壤的類別、作物本身以及殺蟲劑的性質同濃度。富含有機物的土壤釋放的毒素的量要小於其他類別。胡蘿蔔比其他研究過的農作物吸收的殺蟲劑含量都要高；而如果是林丹這種物質，胡蘿蔔內部積聚的濃度比土壤中的含量還要高。以後再種植某種糧食作物前，可能會有必要對土壤中的殺蟲劑進行分析。否則，哪怕未噴灑過藥物的作物也會僅因為從土壤中攝入過多殺蟲劑，而不適合在市場上售賣。
這種問題至少已經給一家制造嬰兒食物的領頭企業帶來了無窮無盡的麻煩，他們不願意購買任何在曾使用過有毒殺蟲劑的土壤上種出的果蔬。給他們帶來最多麻煩的是BHC，它們被植物的根莖吸收後，會表現出黴腐的口感與氣味。加利福尼亞兩年前曾使用過BHC的農田裏種植的番薯會因包含其殘留物而被拒收。該公司某年曾與南卡萊羅那州簽訂合約，以滿足其對於番薯的全部需求，結果發現極大面積的土地都遭到了汙染，該公司被迫在公開市場上進行購買，結果遭受了很大的經濟損失。數年來，許多州種植的不同種類的水果與蔬菜都曾不得不被拒收。最棘手的問題是花生。在南部的幾個州，花生通常和棉花輪流種植，而棉花地會大量使用BHC。之後在同一片土地上種植的花生就會攝入大量的殺蟲劑。事實上，只需一點點殘留就能顯現出黴味。這種化學物質滲入到果仁中，無法移除。加工過程不僅遠不能除去黴臭，有時還會突出這種味道。工廠要想堅決排除BHC殘留，唯一方法就是拒收所有使用過這種物質或是種植在受其汙染的土壤中的果實。
有時作物本身也面臨威脅——只要土壤中存有殺蟲劑汙染物，這種威脅就存在。有時殺蟲劑會影響到敏感的植物，如豆類、小麥、大麥、黑麥等，會減緩其根系生長或壓制其籽苗的生長。華盛頓和愛達荷州啤酒花種植者的經驗就是一個例子。1955年春天，這些種植者中有許多人都因為草莓根象鼻蟲的幼蟲大量依附在啤酒花的根部，而進行了大規模的治理工作。根據農業專家以及殺蟲劑制造商的建議，他們選擇了七氯。使用七氯一年後，農場上的藤蔓開始枯萎死亡，而未曾使用過七氯的農場則沒有這種問題；這種破壞作用在兩種農場的交界處戛然而止。人們花了大價錢重新栽種，但第二年新種植物的根系又枯萎了。四年後土壤中仍然含有七氯，科學家也無法預測其毒性會維持多久，也無法提供任何措施去改善這一情況。直到1959年3月，聯邦農業部發現自己稱七氯可以用於處理種植啤酒花的土壤是錯誤的，才撤銷了相關註冊號，卻為時已晚。同時，那些啤酒花種植者則在法庭上尋求可能的賠償。
由於殺蟲劑仍在繼續使用，而它們幾乎無法分解的殘留也在土壤中持續累積，幾乎可以確定我們即將面臨困擾。1960年，一群專家在雪城大學開會討論土壤的生態問題，一致地得出了上述結論。他們總結了使用化學物質及放射物「這種強力卻所知甚少的工具」所帶來的危害：「人類走錯幾步，可能會摧毀土壤的生產能力，而害蟲卻仍然猖獗。」
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