正文 五 土壤的王國

像補丁一樣覆蓋著大陸的土壤薄層控制著我們人類和大地上各種動物的生存。如我們所知,若沒有土壤,陸地植物不能生長;而沒有植物,動物就無法生活。

如果說我們的以農業為基礎的生活依然依賴於土壤的話,那麼同樣真實的是,土壤也依賴於生命;土壤本身的起源及其所保持的天然特性都與活的動、植物有親密的關係。因為,土壤在一定程度上是生命的創造物,它產生於很久以前生物與非生物之間的奇異互相作用。當火山爆發出熾熱的岩流時,當奔騰於陸地光禿禿的岩石上的水流磨損了甚至最堅硬的花崗岩時,當冰霜嚴寒劈裂和破碎了岩石時,原始的成土物質就開始得到聚集。然後,生物開始了它們奇蹟般的創造,一點一點地使這些無生氣的物質變成了土壤。岩石的第一個覆蓋物——地衣利用它們的酸性分泌物促進了岩石的風化作用,從而為其它生命造就了棲息的地方。蘚類在原始土壤的微小空隙中堅持生長,這種土壤是藉助於地衣的碎屑、微小昆蟲的外殼和起源於大海的一系列動物的碎片所組成。

生命創造了土壤,而異常豐富多彩的生命物質也生存於土壤之中;否則,土壤就會成為一種死亡和貧瘠的東西了。正是由於土壤中無數有機體的存在和活動,才使土壤能給大地披上綠色的外衣。

土壤置身於無休止的循環之中,這使它總是處於持續變化的狀態。當岩石遭受風化時,當有機物質腐爛時,當氮及其他氣體隨雨水從天而降時,新物質就不斷被引進土壤中來了。同時,另外有一些物質被從土壤中取走了,它們是被生物因暫時需用而借走的。微妙的、非常重要的化學變化不斷地發生在這樣一個過程中,在此過程中,來自空氣和水中的元素被轉換為宜於植物利用的形式。在所有這些變化中,活的有機體總是積極的參與者。

沒有哪些研究能比探知生存於黑暗的土壤王國中生物的巨大數量問題更為令人迷惑,同時也更易於被忽視的了。關於土壤有機休之間彼此制約的情況以及土壤有機體與地下環境、地上環境相制約的情況我們也還只知道一點點。

土壤中最小的有機體可能也是最重要的有機體,是那些肉眼看不見的細菌和絲狀真菌。它們有著龐大的天文學似的統計數字,一茶匙的表層土可以含有億萬個細菌。縱然這些細菌形體細微,但在一英畝肥沃土壤的一英尺厚的表土中,其細菌總重量可以達到一千磅之多。長得像長線似的放線菌其數目比細菌稍微少一些,然而因為它們形體較大,所以它們在一定數量土壤中的總重量仍和細菌差不多。被稱之為藻類的微小綠色細胞體組成了土壤的極微小的植物生命。

細菌、真菌和藻類是使動、植物腐爛的主要原因,它們將動植物的殘體還原為組成它們的無機質。假若沒有這些微小的生物,像碳、氮這些化學元素通過土壤、空氣以及生物組織的巨人循環運動是無法進行的。例如,若沒有固氮細菌,雖然植物被含氮的空氣「海洋」所包圍,但它們仍將難以得到氮素。其他有機體產生了二氧化碳,並形成碳酸而促進了岩石的分解。土壤中還有其他的微生物在促成著多種多樣的氧化和還原反應,通過這些反應使鐵、錳和硫這樣一些礦物質發生轉移,並變成植物可吸收的狀態。

另外,以驚人數量存在的還有微小的蟎類和被稱為躍尾蟲的沒有翅膀的原始昆蟲。儘管它們很小,卻在除掉枯枝敗葉和促使森林地面碎屑慢慢轉化為土壤的過程中起著重要的作用。其中一些小生物在完成它們任務中所具有的特徵幾乎是難以令人置信的。例如,有幾種蟎類甚至能夠在掉下的樅樹針葉里開始其生活,隱蔽在那兒,並消化掉針葉的內部組織。當蟎蟲完成了它們的演化階段後,針葉就只留下一個空外殼了。在對付大量的落葉植物的枯枝敗葉方面真正的令人驚異的工作是屬於土壤里和森林地面上的一些小昆蟲。它們浸軟和消化了樹葉,並促使分解的物質與表層土壤混合在一起。

除過這一大群非常微小但卻不停地艱苦勞動著的生物外,當然述有許多較大的生物,土壤中的生命包括有從細菌到哺乳動物的全部生物。其中一些是黑暗地層中的永久居民,一些則在地下洞穴里冬眠或渡過它們生命循環中的一定階段,還有一些只在它們的洞穴和上面世界之間自由來去。總而言之,土壤里這些居民活動的結果使土壤中充滿了空氣,並促進了水份在整個植物生長層的疏排和滲透。

在土壤里所有大個的居住者中,可能再沒有比蚯蚓更為重要的了。四分之三世紀以前,查理斯·達爾文發表了題為《蠕蟲活動對作物肥土的形成以及蠕蟲習性觀察》一書。在這本書里,達爾文使全世界第一次了解到蚯蚓作為一種地質營力在運輸土壤方面的基本作用——在我們面前展現了這樣一幅圖畫:地表岩石正逐漸地按由蚯蚓從地下搬出的肥沃土壤所覆蓋,在最良好的地區內每年被搬運的土壤量可達每英畝許多噸重。與此同時,含在葉子和草中的大量有機物賃(六個月中一平方米土地上產生2O磅之多)被拖入土穴,並和土壤相混合。達爾文的計算表明,蚯蚓的苦役可以一寸一寸地加厚土壤層,並能在十年期間使原來的士層加厚-半。然而這並不是它們所做的一切;它們的洞穴使土壤充滿空氣,使土壤保持良好的排水條件,並促進植物的根系發展。蚯蚓的存在增加了土壤細菌的消化作用,並減少了土壤的腐敗。有機體通過蚯蚓的消化管道而被分解,土壤藉助於其排泄物變得更加肥沃。

然而。這個土壤綜合體是由一個交織的生命之網所組成,在這兒一事物與另一事物通過某些方式相聯繫——生物依賴於土壤,而反過來只有當這個生命綜合體繁榮興旺時,土壤才能成為地球上一個生氣勃勃的部分。

在這裡,對我們有關的這樣一個問題一直未引起足夠重視:無論是作為「消毒劑」直接被施入士壤,無論是由雨水帶來(當雨水透過森林、果園和農田上茂密的枝葉時已受到致命的污染〕,總之,當有毒的化學藥物披帶進土壤居住者的世界時,那麼對這些數量巨大、極為有益的土壤生物來說,將會有什麼倩況發生呢?例如,假設我們能夠應用一種廣譜殺蟲劑來殺死穴居的損害莊稼的害蟲幼體,難道我們有理由假設它同時不殺死那些有本領分解有機質的「好」蟲子嗎?或者,我們能夠使用一種非專屬性的殺菌劑而不傷害另一些以有益共生形式存在於許多樹的根部並幫助樹木從土壤中吸收養分的菌類嗎?

土壤生態學這樣一個極為重要的科研項目顯然在很大程度上甚至已被科學家們所忽視,而管理人員幾乎完全不理睬這一問題,對昆蟲的化學控制看來一直是在這樣一個假定的基礎上進行的,即土壤真能忍受引人任何數量毒物的欺侮而不進行反抗。土壤世界的天然本性已經無人問津了。

通過已進行的少量研究,一幅關於殺蟲劑對土壤影響的畫面正在慢慢展開。這些研究結果並非總是一致的,這並不奇怪,因為土壤類型變化如此之大,以致於在一種類型土壤中導致毀壞的因素在另一種土壤中可能是無害的。輕質沙士就比腐植土受損害遠為嚴重。化學藥劑的聯合應用看來比單獨使用危害大。且不談這些結果的差異,有關化學藥物危害的充分可靠的證據正在逐步積累,並在這方面引起許多科學家的不安。

在一些情況下,與生命世界休戚相關的一些化學轉化過程已受到影響。將大氣氮轉化為可供植物利用形態的硝化作用就是一個例子。除莠劑2.4-D可以使硝化作用受到暫時中斷。最近在佛怫羅里達的幾次實驗中,高丙體六六六、七氯和BHC(六氯聯苯)施入土壤僅兩星期之後,就減弱了土壤的硝化作用:六六六和DDT在施用後的一年中都保持著嚴重的有害作用。在其他的實驗中,六六六、艾氏劑、高丙林六六六、七氯和DDD全都妨礙了固氮細菌形成豆科植物必需的根部結瘤。在菌類和更高級植物根系之間那種奇妙而又有益的關係已破嚴重地破壞了。

自然界達到其深遠目的是依賴於生物數量間巧妙的平衡,但問題是有時這種巧妙的平衡被破壞了。當土壤中一些種類的生物由於使用殺蟲劑而減少時,土壤中另一些種類的生物就出現爆發性的增長,從而攪亂了攝食關係。這樣的變化能夠很容易地變更土壤的新陳代謝活動,並影響到它的生產力。這些變化也意味著使從前受壓抑的潛在有害生物從它們的自然控制力下得以逃脫,並上升到為害的地位。

在考慮土壤中殺蟲劑時必須記住的一個非常重要的事情是它們非以月計而是以年計地盤據在土壤中。艾氏劑在四年以後仍被發現,一部分為微量殘留,更多部分轉化為狄氏劑。在使用毒殺芬殺死白蟻十年以後,大量的毒殺芬仍保留在沙土中。六六六在土壤中至少能存在十一年時間;七氯或更毒的衍生化學物至少存在九年。在使用氯丹十二午後仍發現原來重量的百分之十五殘留於土壤中。

看來對殺蟲劑多年的有節制使用仍會使其數量在土壤中增長到驚人的程度。由於氯化烴是頑固的和經久不變的,所以每次的施用都累積到了原來就持有的數量

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