薩拉·瑞斯克

羅納德·阿蒙森是加州大學伯克利分校的環(huán)境科學教授，研究土壤是他一生的工作。他在南達科他州的一個農(nóng)場長大。自高中起，他在一位老師的啟發(fā)下開始關(guān)注“土壤的知識層面”，不僅開始研究維持生命的地球土壤，也研究火星上像沙漠一樣的土壤。最近，在接受采訪時，阿蒙森談到了我們該如何解決當前的土壤問題，以及是否應(yīng)該開始把荒涼的火星當作我們未來的家園來研究。

為什么我們應(yīng)當對地球的土地狀況非常擔憂呢？

阿蒙森：1萬年的時間里我們所犯的錯誤足以毀掉整個土壤，原因是水土流失、生態(tài)惡化以及人們移居新地。實質(zhì)上，現(xiàn)在地球已經(jīng)住滿了人，適于農(nóng)業(yè)的土壤幾近用盡，因此，我們再也犯不起錯誤了。

你能描述一下目前地球土壤面臨的威脅嗎？

阿蒙森：防止水土流失及改善土壤營養(yǎng)成為農(nóng)民的挑戰(zhàn)已有數(shù)千年，并且在21世紀及以后仍然是重要問題。但今天我們面臨著第三種挑戰(zhàn)：變暖的地球與存儲于土壤中的碳之間的相互作用，北極地區(qū)尤甚。具體來說，當氣候變暖，北極的土壤也開始變暖，并且刺激土壤中的微生物，這一過程會使在土壤中存儲了數(shù)千年的碳退化?？茖W術(shù)語稱之為正反饋。溫暖使微生物釋放出二氧化碳和甲烷，從而使地球更加變暖，繼而加速土壤退化。這是一個以自身為能源的循環(huán)過程。

怎樣才能扭轉(zhuǎn)這些趨勢呢？

阿蒙森：水土流失和土壤營養(yǎng)管理是我們可以掌控的。許多人已認識到我們正處于農(nóng)業(yè)復興時期，尤其是青年人，起碼在小規(guī)模地對農(nóng)事感興趣，為城市市場提供產(chǎn)品;研究者也在重新調(diào)研低輸入農(nóng)業(yè)和交替耕種的方法。這些趨勢勢必擴展，其研究和實踐將發(fā)展成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主流。

在美國中西部，農(nóng)民僅僅因為經(jīng)濟效益便已經(jīng)開始使用更可持續(xù)的耕種方法，并使用減少耕耘的最新種植方法。農(nóng)民現(xiàn)在只管在地里種植，噴灑一種除草劑，之后基本上什么都不用做，只等到秋季收獲。

我們從土壤營養(yǎng)或者化肥以及管理問題深入到了科學。你能談?wù)勎磥磙r(nóng)業(yè)的前景嗎？

阿蒙森：多數(shù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中最重要的營養(yǎng)成分是氮。植物需要大量的氮，而土壤中的有機氮含量有限。1920年前后，科學家研發(fā)出了把大氣層中的氮氣轉(zhuǎn)化成化肥的方法，這使得全球農(nóng)業(yè)能夠供應(yīng)全世界人口的糧食需求。隨著我們步入未來，化石燃料愈來愈稀少和昂貴，因此從化石燃料中提取氮的方法不得不被逐漸棄用，轉(zhuǎn)向更加可持續(xù)和更少能源密集的方法。這將是一個挑戰(zhàn)。另一個面臨的問題是磷的缺失。這種養(yǎng)分來自巖石或泥沙，收獲莊稼后就從田里流失。在過去的10年里，經(jīng)濟學家和農(nóng)學家曾呼吁通過舊物利用從垃圾和食物流中循環(huán)造磷，把它帶回農(nóng)業(yè)鏈。

你對火星上的土壤也有研究，那里有生命跡象嗎？

阿蒙森：我們無法確定火星上現(xiàn)在有沒有生命或者歷史上是否有過生命。顯然，在過去的幾十億年中，間或有雨和雪從大氣層降落到火星表面，與巖石相互作用，結(jié)果使鹽四處流動，這與我們在地球的沙漠上見到的情景極為相似。過去的火星很像我們今天了解的地球，它有流水、湖，它的土壤形成過程與地球上的酸和半酸狀態(tài)相似。在未來的某個時刻，如果在火星上發(fā)現(xiàn)了有機分子甚至仍然存活的微生物，一點也不會令我感到奇怪。

我們的土壤最終有可能變得像火星土壤一樣嗎？

阿蒙森：我希望不會。盡管有一些不利因素，但我們知道，地球在太陽系中的位置得天獨厚，它是生命的綠洲，這真是美妙絕倫。對我而言，美國航空航天局對火星和月球的探訪使我們徹底明白了我們應(yīng)當專注于怎樣維持我們的生存條件。

既然土壤這么關(guān)鍵，有沒有科學證據(jù)證明生命起源于塵土而非海洋？

阿蒙森：回答這個問題需要花費近乎天文數(shù)字的代價。海洋起源主張者認為生命起源于海底環(huán)境或海水下的溫泉。當然也有人說生命起源于土壤環(huán)境。這種設(shè)想認為礦物粒子有一個永久電荷，其作用就像扁電池一樣，它們可能幫助了簡單的有機分子確定方位并助推啟動生命。還有一種設(shè)想認為生命源于火星，認為大氣現(xiàn)象對火星的影響使巖石粒子降落并分散到地球上，從而帶來生命的外部根源。這些想法仍有爭議，這個問題的正確答案還無定論。