泥土的力量

Johnie Gall  /  8 分钟阅读时间  

我们土地不仅仅是泥土

它是流经土壤、植物和动物之间的能量循环

在罗代尔研究所的农业系统试验中，研究实习生、志愿者和协调工作的人们聚在一起，从埋在地下的浓度起中抽取浸出液。这是北美进行时间最长的有机和传统农业方法并行的比较试验。Photo: Johnie Gall

这个早晨，空气中已经弥漫着秋日的凉意。我独自开车行驶在蜿蜒的乡间小路上，穿过宾夕法尼亚州的乡村。距离我居住的郊区只有30分钟的路程，这片土地戏剧性地变成了一片翠绿和焦黄相间的田园风光，上面点缀着皮毛油亮柔滑的黑色牛群。在这里，梅琳达·丹尼尔斯(Melinda Daniels)蜷缩着身体，在这片童话般美丽的田野，她游走在散落在各处的橡树之间，测量着泥泞雨靴下地面的坡度。几分钟后，她将打开身后的“奇妙装置”------- 一个连接在软管上，高高的三脚架——让水流浸透她帐篷下的土壤，帐篷位于八英尺高的空中，以帮助阻挡风。看起来像是某种土建的灌溉工程。这是一项大型科学研究的一部分，旨在帮助解决一个正在进行的生态难题:我们耕种的方式如何影响农田之外的生命。     

丹尼尔斯是由罗代尔研究所和斯特劳德水研究中心联合组成的一个由科学家、自然资源保护主义者和农民的专题小组一员，该小组致力于流域影响试验。这是一种非传统的方法，也是此类研究中最早的研究之一，它从长期科学的角度考察了不同的农业方法与湖泊、溪流和海洋健康之间的联系。

自然资源保护者正在努力恢复湿地，并在河流和湖泊的海岸线上种植河岸缓冲带，以阻止污染物进入水中。但这些努力并没有奏效，至少没达到足够的效果。要找到问题的根源，我们必须往上游走。

实习研究员在将一天的工作成果送至实验室之前，要反复检查他们最新的水样来自哪个农田。Photo: Johnie Gall

在美国，农田占土地使用的40%，但随着越来越多的人需要吃饭，穿衣，农业的影响已经越界，进入了公共土地和水域的地盘。美国环保署最近的一份报告显示，三大淡水污染源都来自工业农场使用的有毒化学物质。在暴雨期间，没有渗入地面的水会将疏松的土壤冲刷到附近的小溪和湖泊中。

在用杀虫剂、除草剂和化肥处理农作物的传统农场，土壤中充满了过量的氮和磷，这些氮和磷与不断上升的水温结合在一起，为藻类创造了一种超级食物。藻类通常是水生态系统中健康的一部分，但当它以如此爆炸性的速度生长和腐烂时，它开始从水中吸取氧气，并产生缺氧的“死区”——有时被称为红色潮汐——在那里很少有生物能够生存。

最臭名昭著的例子是墨西哥湾的死区，这片面积相当于新罕布什尔州的水域，由于密西西比河流域的化学径流导致藻类大量繁殖，物种大量死亡。一个通常盛产贝类、红鲷鱼、虾和珊瑚的栖息地已经变成了一个生物荒地。

马里兰大学环境科学中心的Pat Glibert教授说，尽管研究人员意识到这个问题都已经有几十年了，但他们仍在努力弄清楚农业是如何直接影响这个问题的。她解释说:“随着气候变化，我们看到这种现象正在全球范围内发生，而且影响更大。由于大型农场和动物养殖及气候变化带来的更强、更湿润的风暴共同作用，藻华爆发的现象正在世界各地迅速扩散。”

浑浊的红藻漂过切萨皮克湾，窒息了海湾重要的禾草，破坏了牡蛎的收成。一种分泌毒素的蓝绿色藻类在伊利湖的西部盆地蔓延，迫使托莱多的官员们会偶尔禁止人们去游泳和捕鱼，甚至会暂停供水。

2015年，从墨西哥到阿拉斯加，一场前所未有的大规模毒素爆发导致贝类减产。科学家称这是大型鲸鱼“不寻常的死亡事件”，已有30多条鲸鱼死亡记录。

罗代尔的研究协调员杰西卡·朗拿着从罗代尔的地下水库采集的水样。抽查意味着样本反映了农场的活动，如堆肥、粪肥和杀虫剂的使用。Photo: Johnie Gall

所有这些坏消息中总还是有一些让我们高兴的好消息:如果对我们的水系统的威胁始于农业，那么解决方案也可能如此。至少，这是丹尼尔斯试图去找到答案的，她在自己紫色帐篷下研究者那些调研数字。

“几百年来，这片土地一直以传统方式耕种，所以我们存有关于这种农业的大量基线数据。现在我们正在把土地转变成有机的土壤，并收集土壤行为的所有数据，”丹尼尔斯说。

斯特劳德和罗代尔的研究人员合作，将土地分成四种不同的农业管理系统，以比较各种有机和传统的方法之间的区别。有些地有的用普通的常规化学物质种植干草，有些则没有。一些土地使用覆盖作物，在至少六年的时间里，科学家们将对降雨事件进行受控模拟，并在每块土地上提取土壤核心样本，检查径流的质量、水中杀虫剂和除草剂的残留物。

这项研究才进行了整整两年，所以还没有发表数据，但当我们走过冻伤的田野时，证据就在我们脚下。有机土壤充满活力，颜色较暗，海绵状，而经过有毒化学物质处理的泥土看起来就病恹恹的，布满裂缝和水坑，麻子。事实上，如果你把每种土壤用手握出一团，放在一盆水里，化学侵入的土壤会分解并沉淀到底部，而有机土壤则会保持它的形状。

当农业遇到科学时，注意你脚下的土地。实习研究员莎拉·格雷(Sarah Gray)在向我们的作者警告毒葛后，消失在一片玉米地里采集水样。Photo: Johnie Gall

丹尼尔斯说:“人们对自己体内的微观系统非常的着迷，同样的微观系统其实也发生在地下。”“健康的土壤含有丰富的微生物群，它们分泌出生物渗出液，将土壤粘在一起，就像海绵吸水，下雨时将土壤粘在一起。”在我们最初的测试中，我们发现了真正令人惊讶的东西:有机土壤，至少在平坦的地面上，其渗透能力是常规土壤的两倍多。”

随着气候变化带来更强的风暴和更长的干旱期，健康的有机土壤是一项长期的保险政策。它能抵抗侵蚀，在雨水稀少和融雪稀少的季节里防止庄稼和溪流干涸。它更能适应洪水和疾病爆发的影响。它甚至有潜力从大气中隔离，储存碳。理论上很好，但农业是一门生意。就像任何行业一样，决策往往归结为利润。

也许没有人比杰夫·莫耶(Jeff Moyer)更了解这一点，他是罗代尔协会(Rodale Institute)的首席执行官，也是宾夕法尼亚有机认证协会(Pennsylvania Certified Organic)的创始董事会成员。当我们坐在一辆被绿色拖拉机拖着的隆隆作响的货车里，穿过他管理的农田时，他承认，他和其他农民关于如何照料土壤的决定需要建立在可以信任的科学数据上。

“在美国和世界各地，对有机食品和纤维的需求正在增加。向可再生有机系统过渡的农民正在对他们的土地进行再投资，确保他们的土壤在很长一段时间内都能生产粮食。与此同时，他们也在为自己的社区投资，为我们饮用的水和呼吸的空气投资。但是农民们并不想仅仅是“意想”再生有机的做法会帮助他们的生意或者改善他们社区和其他地方的水质。他们希望看到这些被记录下来。

研究志愿者拉胡尔·伊纳甘提在七月一个炎热的下午用溶液计抽水。研究人员将对这些样本进行杀虫剂和生物活性测试。Photo: Johnie Gall

“农民是我们建立这些研究项目的顾问。我们可以用科学的眼光加以帮助规划土地 。专业人士可以想出很好的主意，但如果不付诸行动，好主意也会毫无价值。”

通过记录未来六年的作物产量、能源和排放使用情况，研究人员希望产生一个数据集，让农民在土地管理方面做出更明智的决定，并倡导更可持续的农业方法，比如有机农业和可再生有机农业。

罗代尔大学的研究协调员杰西卡·朗(Jessica Lang)负责监控采集的水样，而她的实习生则在卡车上修理坏了的水泵。“总有事情要解决，”她笑着说。Photo: Johnie Gall

“我们的工作是公正地评估农业的影响，无论有机农业比传统农业好还是坏。但重要的是把数据科学分析和看待。”丹尼尔斯补充道。“我们可能会发现，有机免耕农业在保护水质方面是最清洁的做法，但对农民来说也可能是最昂贵的。”

“我们必须联合自然资源保护主义者和农业领袖来保护我们的公共土地和我们的公共健康，”罗代尔研究所的传播主任戴安娜·马丁说。

“是时候让有机农业成为一种“激进”的保护行为了”

Johnie 是一名自由撰稿人和摄影师，探索人类与自然关系的故事。

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