在文学作品中，大地母亲常常被赋予生命力与繁育的象征意义，给予人们安宁和归属感。然而，当我们从物质层面深入探究，土壤究竟如何滋养人类？人类与土壤之间的互动机制是怎样的？在地质变迁的漫长尺度下，这种机制又有着怎样的往昔参照？人类文明兴衰与土壤之间究竟存在着哪些微妙而鲜为人知的联系？基于土壤的制约力，人类文明的未来又将何去何从？深入了解这些问题的真实结构、具体细节以及背后的参与者，并以史为鉴反思我们的日常生活和土壤的未来，实则是每一位地球成员应尽的责任。
《大地5亿年：土壤和生命的跃迁史》不仅是一部土壤科学史，更以土壤为主体重新审视地球生命与人类文明。作者藤井一至以跨越5亿年的恢弘时间尺度，深入探讨了土壤与生命的相互作用及演变历程，淋漓尽致地揭示了土壤对生物多样性以及文明发展的深远影响，并深刻剖析了人类农业实践如何改变土壤的自然循环，进而导致土壤酸化和生态失衡。从土壤状况看生活在它之上的人类文明，这本书提供了一个名副其实“自下而上”的崭新视角。
《大地5亿年》，作者:藤井一至，译者:廖俊棋，版本:中国纺织出版社2024-10
对土壤来说，人类是一种破坏性的存在
自土壤于地球诞生5亿年后，历经苔藓、蕨类植物、蕈菇、恐龙、针叶林等漫长岁月的陪伴，1万年前，人类悄然降临，成为土壤的新“伙伴”。然而，这段关系并非如我们所愿的那般和谐，甚至可以说，人类对土壤而言扮演着“破坏者”的角色。令人揪心的现状是，人类文明越繁荣昌盛，对土壤的破坏就越严重，这绝非危言耸听。从科学的角度客观审视，人类在文学艺术作品中对土壤——这位 “大地之母” 所表达的深情厚谊，在实际行动中常常难以兑现。拿农业发展来说，其对土地的破坏性远远超过酸雨。
回顾人类历史的长河，在农业文明尚未诞生之时，我们的祖先以狩猎、采集为生。那时，人类群体规模较小，活动范围也极为有限，他们如同大自然的孩子，依靠大自然慷慨提供的食物，遵循季节的变化，迁徙、采集，与生态系统和谐共生，对其影响微乎其微。然而，随着人类逐渐进化，我们拥有了独特的能力，学会了通过勤劳的双手改造自然，追求自身发展。人类具备了精神、理性和自由意志，形成了社会性和文化性，但与此同时，也开始打破了“养分循环”和“炭平衡”这两大生态规则，成为生态系统中唯一脱节的存在。
农业文明的兴起，成为人类发展史上的一个重要转折点。人类开始大规模种植作物，蔬菜和谷物从土壤中贪婪地吸收钙和钾，随后成为人们餐桌上的美食。然而，这些作物被食用后，只有一小部分转化为人类的血肉，绝大部分最终以排泄物的形式排出体外。关键问题在于，人类的排泄物并未像其他生物那样自然地回归土壤。出于卫生的考虑，人类当然不能像恐龙那样让排泄物随时随地归还土壤。抽水马桶出现之后，人类排泄物中具有较高价值的尿液更加难以通过污水处理回收到土壤中。这不仅面临经济效益低下的困境，还可能引发重金属污染等棘手问题。
《克拉克森的农场》剧照。
在日本的江户时代，人们就已经敏锐地意识到粪尿对土壤的肥效，并有着独特而有趣的收集利用方式。粪尿商人将其精心地分为五个等级，贵族府邸的粪尿因主人饮食丰富，肥料含量高，价格自然不菲，而监狱的粪尿则价格低廉。大户人家甚至可以通过售卖粪便尿液获取一笔可观的收益，《东海道徒步旅行记》中就有相关记载。当时，人们会用萝卜换取尿液作为肥料，尿液为蔬菜生长提供了充足的养分，萝卜也因此茁壮成长。但令人惋惜的是，近代之后，粪尿运输业逐渐走向衰落。在这方面，全球范围内还存在诸多结构性问题。虽然动物粪尿回田有利于土地健康，但日本的奶牛饲养业却面临氮泛滥的问题。日本从国外进口牛羊饲料，从生态和物质循环角度来看，相当于进口了氮，然而这些氮进入牛羊粪尿后，却无法返还给进口国，过量的氮渗入地下水，会对饮用水安全造成隐患。
“绿色荒漠”这个概念乍一听或许有些自相矛盾，但它却是现实中一个不容忽视的严峻问题。人类所采用的种植方式和作物种类，在极大程度上导致了这种现象的产生。人类对野生物种的栽培驯化，往往使其变得较为脆弱。小麦、大麦和豆类等作物，与坚韧的树木相比，对环境条件要求苛刻，需要充足的水分和中性土壤等适宜条件。而且，随着品种改良，它们对环境的适应能力愈发变弱。一旦灌溉出现问题，这些作物所在的区域便极易形成盐碱地。资本主义兴起后，传统的农业方式，如东南亚的刀耕火种，尽管在生态学上具有合理性，但因其产量较低（与水稻产量相比差距巨大），而被现代的集约生产所摒弃，甚至被嘲笑为 “散养” 式农业。在人口增长和资本逐利的双重压力下，传统的 “休耕” 和 “混耕轮作” 被视为低效方式而不被采用。大面积单一作物的连续耕作，使土壤无法恢复肥力，而人们又大量施用酸性氮肥，从而陷入恶性循环。
与恐龙相比，人类除了基本生存需求外，还有着更高的追求，以及更多的欲望。例如，建造豪华宫殿、府邸需要大量木材，烧制砖瓦也需要大量燃料，这就导致森林被大面积砍伐。森林保水能力下降，引发洪水，洪水无情地冲走土壤，大量沉积物掩埋灌溉渠道，土壤状况由此恶化。再者，人类对食物口味的追求也对土壤产生了影响。当人们追求口味甘甜的米饭时，曾经与“难吃但营养丰富”的大米一起生长在水田里的泥鳅便逐渐消失。人们喜爱的具有天然回甘的绿茶，其甘甜口感源自氨基酸，为此大量施用氮肥，致使土壤的pH值可能降至3.6的高酸度，严重影响了土壤的健康。
人类的繁衍需求，推动人口呈几何级数增长，而粮食产量的增长速度却相对非常缓慢。为了填补这一差距，人类凭借智慧发明了诸多科学技术，其中哈伯—博施法具有重要意义。在该方法出现之前，全球农业面临氮肥匮乏的困境。大气中虽含有约 78%的氮气，但因其化学性质稳定，植物难以直接吸收。当时的农业生产主要依赖自然固氮，如豆科植物与根瘤菌的共生，以及闪电偶尔将氮气转化为硝酸并随雨水滋润土壤，然而这些自然过程远远无法满足农业发展的需求。直至20世纪初，哈伯— 博施法横空出世。它利用高温高压及催化剂，促使氮气和氢气反应生成氨，开启了氮肥大规模生产的时代，各类氮肥产品广泛应用于全球农作物，保障了高产稳产，有力支撑了人口增长。然而，长期过量施用氮肥，土壤中的铵离子被植物吸收后，硫酸根离子等酸性残留物会导致土壤酸化加剧。
资本的逐利性加剧了这些问题。以泰国北部为例，咖啡产业兴起，资本大量涌入，咖啡种植园迅速扩张，土地纷纷改种咖啡；因城市农产品需求的增加，当地改种经济作物，农民为追求利益，持续耕作且大量施用氮肥，导致土壤酸化，质量下降。从全球产业链来看，资本主义对土地的索取日益严重。跨国农业企业在拉丁美洲圈地种植大豆、甘蔗，巴西的大豆种植方式粗放，虽短期内获得经济效益，但土壤肥力下降、酸化板结、森林减少、水土流失、生物多样性受损等问题随之而来。在工业领域，城市化进程占用沿海农田湿地建厂建园，改变了土壤的自然属性，损害了微生物和生物多样性，工业废渣废水污染土壤，威胁农业根基和居民健康。
科技与资本的不合理应用，导致土壤酸化问题日益严重，生态根基面临巨大威胁。尽管土壤退化表面上看是当地农民的耕作方式所致，但深层次的原因涉及我们日常参与的政治、经济和历史因素。
土壤编纂的人类文明史
藤井一至在书中深情地讲述：“古埃及文明是尼罗河溶解有机物的馈赠。” 尼罗河三角洲本身干旱少雨，年降雨量极低，但尼罗河周期性泛滥为这片土地带来了珍贵的水分和营养，使得土壤肥沃，避免了酸性化和盐碱化。这些养分从何而来？主要源自尼罗河的两大发源地：青尼罗河在雨季从埃塞俄比亚高原侵蚀富含蒙脱石黏土、长石和云母的砂土，白尼罗河从热带泥炭地溶解有机物。埃及人民巧妙地利用了这份恩赐，创造了辉煌灿烂的文明，延续了7000年之久。这片肥沃的土地不仅满足了国内庞大人口的粮食需求，还支撑起了宏伟的金字塔、壮丽的神庙等伟大建筑的建造，以及灿烂辉煌的文化艺术的繁荣发展。然而，古埃及王朝也曾经历过一段动荡的内乱时期。对尼罗河三角洲沉积泥浆来源的研究表明，4000年前的干旱化，使尼罗河泛滥的规模有所减少。土壤得不到水分和养分的补充，农作物歉收，进而引发粮食掠夺，社会动荡不安。
如今，水稻已成为全球近半数人口的主食，尽管其种植面积不到全球耕作面积的10%。水稻的高产依赖于季节性青色土壤的支撑。水下缺氧的环境促使土壤中的氧化铁发生还原反应，这一过程消耗了三个氢离子，起到了将酸性土壤变成中性的作用，同时也使更多的磷被输送到水稻的根部。在莫卧儿帝国时期被称为“金色孟加拉”的孟加拉国，以及被称为“谷物之岛”的印度尼西亚爪哇岛，人口密度高达每10平方千米1万人。正是肥沃的土壤养活了这世界上人口最稠密的区域，支持了文明的发展。相反，在非洲的一些干旱地区，土壤贫瘠，人们发展了游牧文化，逐水草而居，以适应有限的资源条件。
《克拉克森的农场》剧照。
文明的发展也受到土壤状况的制约，曾经灿烂的美索不达米亚文明，到了后期却由于过度的灌溉导致地下水位上升，土壤盐碱化问题逐渐严重，最终致使土地生产力下降，文明走向衰落。土壤的肥沃程度还深刻影响着人类社会的结构与发展。在人类历史的长河中，人们根据不同地区的土壤条件，选择适宜的作物进行种植，逐渐形成了各具特色的农业文明。例如，肥沃的黑土富含腐殖质，透气性和保水性良好，非常适合种植小麦、玉米等农作物；而酸性较强的红壤则适合种植茶树、柑橘等耐酸性植物。
土壤以它独特的方式记录着人类文明的兴衰，见证着人类社会的发展变迁。
土壤中有人类至今无法理解的尖端科学
在过去的一百年间，尽管化学肥料取得了显著成就，但我们仍未找到能超越尼罗河矿物质和溶解有机物的替代品。地球上生存了数亿年的白蚁和甲虫，其肠道工厂与人类开发的尖端能源生产系统之间有着惊人的相似性。这表明，土壤中的某些机制仍然是我们难以企及的领域，同时也是我们应对未来挑战的利器。
《克拉克森的农场》剧照。
当我们谈论土壤时，往往忽略了其中隐藏的复杂生态系统。一汤匙（约10克）的土壤中竟有超过100亿个细菌，比全球人口还要多！这些微小生物构成了一个庞大的网络，它们在土壤中默默耕耘，通过分解有机物质、固定大气中的氮气等方式维持着地球生态系统的健康运转。科学家们逐渐意识到，土壤微生物不仅仅是“消化系统”，更是整个陆地生态循环的重要参与者。它们就像一群无声的英雄，在黑暗的土壤世界里为生命的延续贡献着自己的力量。
某些特定类型的真菌可以与植物根部形成共生关系——菌根。这种关系如同亲密的伙伴关系，帮助植物更有效地吸收水分和养分，同时增强了其抵御病害的能力。有趣的是，最新研究表明，一些生活在人体肠道内的微生物也能够促进物质循环并提高免疫力。
尽管科技已经触及月球甚至火星表面，但对于脚下这片土地的认识仍然停留在表层。放线菌属产生的土臭素，就是一种典型例子。这种化合物赋予了潮湿泥土特有的气味，并且具有在湿润环境中释放气体的特性，骆驼可以通过闻到这种气味找到远处80公里外的绿洲。这些现象让我们不禁感叹土壤的神奇之处，也隐约地体会到，破解其中的奥秘为科技所用，才是未来人与土壤友好相处的有效途径。
土壤不仅仅是一堆无生命的颗粒，更是承载着亿万年来生物进化记忆的宝库。《大地5亿年：土壤和生命的跃迁史》并不悲观，也并非一味着眼于批判，作者也以同理心体会那些种植高利润作物的农民们的生存困境，介绍免耕栽培等环保农业新模式，但人类与土壤关系的调整，现状仍远远不是“充满希望”的样子。或许如今，致力于让环保远离“理想主义”，才是真正有意义的做法。
撰文/李凯 李伟楠
编辑/张婷
校对/杨利
