從森林到荒地的盲目拓墾,人類如何以農業親手摧毀生存表土?

可持續城市和社區 陸地生物

AI摘要

文章摘要整理:

文章以美國皮德蒙特地區為例,指出砍伐森林、改種一年生作物與單一耕作,會加速表土流失;全球農業若持續如此,將重演土地耗竭與荒地化危機。

編按:追求高產量的現代農業背後,其實是在透支地球的未來?

許多人認為水土流失只是天災下的結果,然而,本書《沒有土壤的世界》透過美國「皮德蒙特地區」的歷史,告訴我們一個真相:人類將大自然原先的「多年生植物」,大規模替換、耕作為「一年生作物」,才是真正加速土壤死亡的殺手。

皮德蒙特地區(Piedmont region)位於美國東部,從紐約北部延伸到阿拉巴馬州中部,大致上為圖中的咖啡色、植被流失的區域。 圖/shutterstock
皮德蒙特地區(Piedmont region)位於美國東部,從紐約北部延伸到阿拉巴馬州中部,大致上為圖中的咖啡色、植被流失的區域。 圖/shutterstock

在美國,早在好幾個世紀以前就已開始進行大範圍的森林砍伐。其嚴酷的後果在皮德蒙特地區(Piedmont region)更是表露無遺;該地區的森林曾為了農耕需求而遭到皆伐對待。

皮德蒙特地區北起紐約州,往西南跨過維吉尼亞州和北卡羅萊納州,並一路延伸到喬治亞州和阿拉巴馬州。如果土壤不能得到保護,這片地區根本就無法勝任農業生產的工作。

歐洲移民砍伐樹木、盲目農耕...引發難以挽回的後果

這裡陡峭起伏的丘陵是古代酸性火成岩山脈的遺跡,孕育出僅有6到10公分表土的貧瘠沙質土壤。本來森林一直把土壤和脆弱的生態系統牢牢固定在原處,但打從歐洲人自1700年在此安家開始,一直到1970年代,原本固定皮德蒙特地區土壤的樹木逐漸被替換成農田。

犁耕破壞了土壤,菸草等作物更耗盡了土中養分。漸漸地,農業用地的侵蝕速率增加到皮德蒙特丘陵未開墾地區的百倍之多,最終使得表土幾乎全都流失一空。在皮德蒙特地區東部的土地變貧瘠後,殖民者便繼續向西拓墾,清除掉更多森林用於農業用途。

為了尋找肥沃的土壤,一波波移民先逃到皮德蒙特地區的中部,接著又前往位於該地區西部邊緣的喬治亞州和阿拉巴馬州。到了1967年,皮德蒙特地區的農場經營幾乎已完全停擺,因為土壤再也撐不起這樣的活動。到了20世紀末的時候,該地區已大致退化回灌木叢生的荒地。

歐洲移民從18世紀開始開墾皮德蒙特地區,把森林變成了農地。圖為1898年,從馬里蘭州向東面眺望皮德蒙特的一景。 圖/Wiki Commons
歐洲移民從18世紀開始開墾皮德蒙特地區,把森林變成了農地。圖為1898年,從馬里蘭州向東面眺望皮德蒙特的一景。 圖/Wiki Commons

土地耗竭歷史正在重演?全球土壤流失遠超過生成速率

皮德蒙特地區的狀況,或許預示了全美各地乃至全世界許多其他地區,正經歷著的土壤侵蝕的最終結局。歐洲人定居美國中西部地區的時間遠晚於皮德蒙特地區,因此歐裔美國人的農耕方式造成的損害也較晚才顯現出來。

舉例來說,1850年明尼蘇達州的人口僅6千人,而維吉尼亞州的人口早在此前200年前就已超過這個數字。此外,中西部的表土層也比維吉尼亞州的更厚,因此鮮少出現像皮德蒙特退化成荒地土壤的那種狀況,也就沒什麼好讓人感到意外的了。

然而,據估計,自歐洲移民抵達以來,明尼蘇達州的土壤侵蝕速率已增為原本的百倍,顯示其發展軌跡可能與皮德蒙特類似,只不過在時間上延後罷了。

全球因農業造成的土壤流失,估計每年在750億和1300多億公噸之間—超出了土壤生成速率的37到65倍——這極有可能意味著,許多地區正步上皮德蒙特地區的後塵。全球各地另一個反覆出現的模式是:土壤耗竭導致土地遭人遺棄,繼而引發人口遷徙。

棄多年生植物改種一年生作物 根系消失重創土壤結構

皮德蒙特地區的農業史也讓我們看見,從多年生植物轉作一年生植物,會對土壤造成嚴重破壞。在這種情況下,種植棉花與菸草等一年生行栽作物,犧牲掉的就是被它們取而代之的多年生樹木,它們那古老而散亂延伸的根系。

這兩類植物的生命策略並不相同:一年生植物在單一季節內完成生命週期,而多年生植物則在冬天進入休眠,來春再次生長。一年生植物僅能透過種子進行繁衍;多年生植物的根系經年不衰,復原力超強,不僅能讓它們每年春天在原地重獲新生,同時還透過種子將族群擴散到其他地方。

為了發揮各自生命策略的最大潛能,一年生植物會在生長季結束時,將光合作用的資源用於製造種子,以作為基因傳承;多年生植物則將能量傾注到根部—這是讓它們的生命在下一個季節得以延續的器官。

森林砍伐只不過是其中一種做法,卻沒收掉來自多年生植物地下根系帶來的豐富饋贈;這些饋贈賦予土壤穩固的結構,並滋養了棲息在其中的各種生物。

草原黑土怎麼來?靠植物的多樣性、地下根系

就如同森林砍伐一樣,將北美大草原轉作農業作物,同樣也是以一年生作物取代掉多年生植物。不出所料,這又是另一種加劇土壤侵蝕的土地利用方式。曾經覆蓋全世界近25億公頃肥沃黑沃土的北美大草原和歐亞乾草原,原是數百種多年生植物的家園;它們每年在地面上炫耀自身的多樣性,正象徵著地底下的勃勃生機。

正是這些植物的根系,實現了春季到秋天那連綿不絕的花卉盛景:先是一望無際的粉紅報春花,隨之登場的是遍野壯麗的藍色魯冰花、耀眼的橙色印第安畫筆花、迷人的黃杯花,再到其他數百種花卉輪番綻放。多年生草本植物那細緻的穗狀花序在夏日微風中搖曳,隨後葉片逐漸轉變成棕色和紫色,根系也開始為寒冬蓄積能量。

地表上的草原美景,其實是一場獻給這些強大根系色彩斑斕的慶典——它們囤積養分以度過嚴冬,並在春天來臨時恢復生機。

多年生禾草植物和豆科植物的根系往往長得比莖、葉和花還要龐大——這是一個隱藏在地下、能夠逐年擴展的儲藏庫。以多年生禾草中的柳枝稷為例,在第1年生長期間,根系就佔整株植物生物質的50%;到了第3年,根系已超過地上部位而佔植物總生物質的80%,並向下深入到4公尺多的土壤剖面裡。

它們根系的汰換率也相當快,每年約有30%至86%的根系會被替換掉。這種龐大的地下絲網結構分解後,形成了含有豐富有機質的深層土壤,多年來一直給全球各地帶來豐饒的收成。如今,這些草原土壤正面臨著嚴重的威脅。

柳枝稷(Panicum virgatum),一種多年生的草本植物,曾經覆蓋草原,可保護土壤、淨化濕地,並為野生動物提供棲息地和食物。 圖/Wiki Commons
柳枝稷(Panicum virgatum),一種多年生的草本植物,曾經覆蓋草原,可保護土壤、淨化濕地,並為野生動物提供棲息地和食物。 圖/Wiki Commons

草原多年生植物(柳枝稷)、玉米和草皮的根系。 圖/插圖:安吉爾(Bobbi Angell),鷹出版提供
草原多年生植物(柳枝稷)、玉米和草皮的根系。 圖/插圖:安吉爾(Bobbi Angell),鷹出版提供

草原轉作玉米、小麥...單一耕作招致「黑色風暴」

因為植物分配給各個器官的碳量是有限的,豐富的種子產出往往就意味著植物的根系羸弱不堪。當人類開始培育一年生作物以優化種子產量時,這些植物的根系就萎縮得更厲害。如今,典型的玉米或小麥植株,根系在生長季期間僅佔全株生物質的40%,到了收穫期甚至只剩3%,只留下微乎其微的碳量供土壤進行補充。

在美國原本的大草原裡,如今有99%已轉作農業用途;全國現有的2億2500萬公頃玉米田和1億5700萬公頃小麥田,絕大部分都是從大草原轉作而來的。正是這樣的土地轉用,才導致當年黑色風暴災難的發生。

「黑色風暴(Dust Bowl)」,指1930至1936年在美國和加拿大平原地區的一系列沙塵暴,對當地的生態和農業造成了嚴重破壞。 圖/Wiki Commons
「黑色風暴(Dust Bowl)」,指1930至1936年在美國和加拿大平原地區的一系列沙塵暴,對當地的生態和農業造成了嚴重破壞。 圖/Wiki Commons

《沒有土壤的世界: 一場正在我們腳底下發生、 卻被忽視的全球危機》。 圖/鷹出版提供
《沒有土壤的世界: 一場正在我們腳底下發生、 卻被忽視的全球危機》。 圖/鷹出版提供

精華 FAQ

  • 因歐洲移民大量砍伐森林,改以犁耕與菸草等一年生作物取代原有多年生植被,破壞土壤結構並加速侵蝕,最終讓表土幾乎流失殆盡,土地失去農業生產力。

  • 多年生植物的根系能長期留在地下,穩定土壤、累積有機質並支持土壤生物;一年生作物則把能量集中在種子,根系較弱,收穫後對土壤補充有限,較易造成侵蝕。

  • 文章指出全球農業造成的土壤流失速度遠超生成速率,若持續下去,許多地區可能像皮德蒙特一樣土地耗竭、被迫棄耕,進而引發人口遷徙與更廣泛的環境危機。


「一個人為社會付出很辛苦,但一群人就不會寂寞。」每個人都可以用自己的方式成為倡議家!

追蹤【倡議+】粉絲團:FacebookInstagram

作者文章

颱風後沙灘滿滿都是海廢...基隆3隻玳瑁遭廢棄漁網纏繞、1死2傷

颱風後沙灘滿滿都是海廢...基隆3隻玳瑁遭廢棄漁網纏繞、1死2傷

7月進入溺水高峰期...民眾戲水應牢記「防溺3要訣」:一看、二挑、三學

7月進入溺水高峰期...民眾戲水應牢記「防溺3要訣」:一看、二挑、三學

大堡礁免列入聯合國瀕危名單!澳洲暫保觀光生計 但珊瑚白化威脅仍持續

大堡礁免列入聯合國瀕危名單!澳洲暫保觀光生計 但珊瑚白化威脅仍持續

極端氣候引發高溫假、豪雨假討論 民調:93.1%上班族支持「災害假」入勞基法

極端氣候引發高溫假、豪雨假討論 民調:93.1%上班族支持「災害假」入勞基法

最新文章

颱風後沙灘滿滿都是海廢...基隆3隻玳瑁遭廢棄漁網纏繞、1死2傷

颱風後沙灘滿滿都是海廢...基隆3隻玳瑁遭廢棄漁網纏繞、1死2傷

7月進入溺水高峰期...民眾戲水應牢記「防溺3要訣」:一看、二挑、三學

7月進入溺水高峰期...民眾戲水應牢記「防溺3要訣」:一看、二挑、三學

大堡礁免列入聯合國瀕危名單!澳洲暫保觀光生計 但珊瑚白化威脅仍持續

大堡礁免列入聯合國瀕危名單!澳洲暫保觀光生計 但珊瑚白化威脅仍持續

會呼吸的山屋!海拔3345公尺「奇萊山屋」完工 採用永續設計、風光發電

會呼吸的山屋!海拔3345公尺「奇萊山屋」完工 採用永續設計、風光發電

日本熊出沒頻傳...引發學童安全疑慮 多地學校可請「怕熊假」不算缺席

日本熊出沒頻傳...引發學童安全疑慮 多地學校可請「怕熊假」不算缺席

燕魚風暴!八斗子目擊超過200隻「尖翅燕魚」群游 刷新東北角最高紀錄

燕魚風暴!八斗子目擊超過200隻「尖翅燕魚」群游 刷新東北角最高紀錄