告別刀耕火種　保護全球碳匯

劉一彤

就在世人以為今年引發喧囂的亞馬孫森林大火已經告一段落的時候，10月初巴西媒體又報道稱“亞馬孫熱帶雨林大火危及多處古巖畫群”，再次牽動了國際社會的視線。在客觀分析亞馬孫森林大火的動因后，生態環保界更傾向于將其歸結為“人禍”而非“天災”。當地人原始的耕種方式就是這種“人禍”的表現形式之一，而如何破解這一難題是焦點，也是難點。

一百年前的“兔子籬笆”

讓我們先回望112年前的澳大利亞。1907年，該國農業部的官員們沿著海岸線修建了一條長達3200多公里的鐵籬笆，目的是防止數以億計的兔子侵襲牧場和農場。在籬笆建成后，人們發現了一個有趣的現象：籬笆外側有原生植被的一邊，天空中形成了雨云;而被籬笆保護的農田上空晴天居多，降雨量少了20%。當時研究人員對此的解釋是，顏色較深的原生植物吸收更多的熱量，并釋放到大氣中，隨熱量一起釋放的還有用來形成云的能量和水蒸汽。

然而，百年前的“兔子籬笆”給現代人上了一堂生動的生態環境保護課。研究人員借助計算機建模等“法寶”來探究森林砍伐的影響，在研究了降水、碳儲存、云團的化學釋放以及對太陽能量的吸收等過程后，近年來已有越來越多的科學家警告：大規模的砍伐使亞馬孫地區近20%的森林已經消失，由此產生的影響可能使當地一直以來充足的雨水向別處轉移。當人為活動使森林縮小到某個臨界點（有資料稱砍伐率達到25%左右），雨林上空的降水就難以維持雨林自身的生存，這片超級雨林就會退化成非洲常見的那種稀樹草原，世界其他地區的氣候也會面臨著不可預知的變化。

全球最大“碳匯”還在刀耕火種

位于南美洲的亞馬孫雨林面積600多萬平方公里，被視為地球上最大的“碳匯”。有文獻估計，這片雨林把地球生成的1/4的二氧化碳捕捉到自己懷抱中。如果這個碳匯失效或者吸納二氧化碳的能力大幅下降，大氣中二氧化碳的濃度會迅速增加，無疑會進一步惡化目前的氣候變化態勢。這是誰也不愿意見到的。

盡管怎樣重視亞馬孫雨林的存在都不為過，但8月份以來讓很多讀者們驚愕的一個事實是：亞馬孫雨林有相當一部分比例是以刀耕火種的形式被毀掉的。人們不理解的是，這樣一種早已在很多國家和地區消失的原始耕作方式，怎么還在亞馬孫河流域廣泛存在？難道就沒有更好的替代方法么？

刀耕火種長期存在于世界各地

長期以來，占地廣袤的亞馬孫地區，其經濟產出之微薄讓歷屆巴西領導人頭疼不已。世紀之交以來，受國際市場上牛肉和皮革貿易激增的刺激，每年都有面積不等的亞馬孫雨林區域被開發成牧場和農田，用來養牛和種植多種經濟作物。拋開這種有組織的開發不論，讓我們重點看看該區域大批小農和原住民為了在雨林中維持生計是怎樣耕作的。

為開展小型自給農業生產，當地人會在旱季選定一塊雨林（通常1到4公頃）將其林木砍倒，放置在地上晾干后再付之一炬。這樣不但會清除掉雜草和害蟲，還會在地面鋪上一層營養物質豐富的草木灰燼，當地人就在這樣的地塊上種植各種作物。但由于作物成長和水土流失等因素，這塊土地的肥力會在3到5年內持續下降乃至耗竭，最后被農民拋棄，然后再開始新一輪的伐木燒林活動。每年旱季，美國國家航空航天局（NASA）衛星拍下的亞馬孫雨林中星星點點的焚林照片，有許多就是當地人刀耕火種留下的證據。

作為原始農業時期的耕作方式，刀耕火種曾在世界各地普遍存在。直到工業革命之后，土地所有權制度被引進，農業市場化被推廣開來，許多地區轉向我們今天熟知的精耕細作，才終止了刀耕火種。但是，由于世界各地經濟發展的不平衡，有資料稱，至今全球仍有2億到5億人使用這種在生態環境上不可持續的耕種方式。除了亞馬孫雨林所在的巴西和玻利維亞等國外，刀耕火種在印度、泰國、剛果、馬達加斯加和印度尼西亞等國也廣為存在。

在某種程度上，刀耕火種對森林的破壞要遠大于亂砍濫伐。被砍伐后的森林留下的木樁和樹根通常會長出樹苗，假以時日會再次成材。但刀耕火種后被拋棄的地塊，一般只能長出灌木叢和野草，其生物群落的豐富度和生物多樣性大為降低。如何用更科學的耕作方式取代刀耕火種來抑制環境退化，這成了生態環境學界長期關注的課題。

神奇的亞馬孫黑土

出人意料的是，正是亞馬孫河流域的部分土壤為本土居民的可持續耕種提供了思路。這種土壤就是上世紀末歐美科學家在亞馬孫部分區域發現的“亞馬孫黑土”。這是一種暗色、富含有機質的肥沃土壤，一經發現就引起了國際土壤學界的極大興趣。

亞馬孫黑土的特征是土壤里含有高濃度的低溫燒成的木炭殘渣，大量的小陶片和有機質（如植物殘留、動物糞便、魚和動物的骨頭等）以及氮、磷、鈣、鋅和錳等營養物質，微生物活動非常活躍。相比當地的普通土壤，亞馬孫黑土不但土層更深厚，而且由于其中的大量木炭集聚了許多礦物質和微生物，營養成分不容易隨水分流失，在作物栽培上有著極為突出的優勢。更令人稱奇的是，這種土壤有自我更新能力，2004年有報道稱它能夠以每年1厘米的速度再生。

學術界一般認為，亞馬孫黑土是公元前450年至公元950年間的當地農業社區的創造物。16世紀，西班牙探險家弗蘭西斯科·德·奧雷拉納第一次穿越亞馬孫河之際，曾親眼目睹了沿河延伸數百公里的人口稠密區。今天的研究人員認為，正是這些相當數量的聚居人口開展的大規模農業活動造就了亞馬孫黑土。他們在原本相對貧瘠的普通土壤中添加了木炭、碎陶片、骨頭和堆肥等混合物，實現了穩定可持續的農業生產。可惜的是，這些原住民人群由于染上了歐洲人帶來的天花病毒，大部分在16到17世紀消亡了。幸存者為躲避殖民者而不斷遷移，從此告別了在亞馬孫黑土周圍定居和耕種的生活方式。

“亞馬孫黑土”也可人工仿制

近年來的模型預測分析顯示，亞馬孫雨林中約有3.2%的面積有這種黑土存在。此外，美洲的厄瓜多爾、秘魯和法屬圭亞那，以及非洲的貝寧、利比里亞和南非草原也有這種神奇黑土分布。早期人類似乎在這些地區采取了類似的做法：每開墾出一塊新地后就將砍伐的林木就地挖坑、掩埋悶燒，把燒制的木炭再施入到土壤中。長期燒炭入土的耕作方式形成了厚厚的炭化土壤層，使有機質與土壤礦物質結合形成穩定共存體，炭化土壤層的存在是其維持高生產力的關鍵。

在了解上述情況后，我們會發現亞馬孫黑土的加工細節看來難度不大，有條件的當代人完全可以在自家的土地上嘗試制作一下，木炭無須自己燒制，把市場上買來的木炭敲成小塊和家庭堆肥一起摻到土里就可以。這里有一個需要注意的細節是：新木炭在首次埋入土壤中前，必須先“喂飽”才能成為生物群落的“新家”，否則新木炭會大量吸收土壤中已有的營養物質。其實，“喂飽”木炭的方法很簡單，只需把新鮮的木炭先在液體營養物（如尿液）中浸泡半個月到1個月即可。

亞馬孫地區早期原住民利用生物質炭改善土壤、增進肥力的做法給當今的生態環保界提供了靈感。以美國康奈爾大學約翰尼斯·萊赫曼博士為首的一批學者撰文，呼吁人類利用炭化技術來改善土壤，以增加土壤有機質、減緩氣候變化和提高農業生產力。

種樹和農作物能相得益彰

其實，亞馬孫地區的有些貧苦農民主觀上也有擺脫刀耕火種的愿望，但在選擇新的耕作方式上顯得迷茫或難以承擔某些新耕作方式的風險。英國生態學家邁克·漢茲體察到這一點，他在洪都拉斯和哥斯達黎加工作期間，為尋找刀耕火種的替代耕作方式埋頭探索了近30年。最終，他確信印加樹等高條帶混合種植能夠解決當地農民的環境與經濟問題。

印加樹是一種原產于中美洲和南美洲許多地區的豆科植物，其根系不但具有固氮功能，而且根系上生長出來的菌根能吸收土壤中多余的磷，并輸送到樹葉，樹葉凋落后，磷就能回到土壤中，即便在熱帶雨林的酸性土壤上，這類樹也能煥發出勃勃生機。按照漢茲的等高條帶混合種植實踐，農民們要先把印加樹排成樹籬并排種植，兩排之間的間隙大約為4米。通常只需兩年，樹木就會長大，濃密的樹冠會遮蔽兩排樹籬間的空間，沒有光線進來，通道中的雜草大多會死掉。然后農民動手修剪印加樹，較大的樹枝可用來做薪柴，較小的樹枝和樹葉可丟棄在通道地面上任其腐爛。這些腐爛后的覆蓋物既是良好的堆肥，也能夠窒息那些因缺乏光照而茍延殘喘的雜草。然后，農民在覆蓋物中挖掘坑洞，將農作物種植到坑洞里。

隨著農作物的生長，印加樹也在生長。莊稼被收割后，印加樹的樹冠又在樹籬上方合攏，農民們再次將其修剪，開始新一輪的作物種植。修剪環節可以說是種植環節中最重要的一環，修剪的過程不但能遏制印加樹的根系擴張，減少其與農作物的競爭，修剪下來的覆蓋物還能保護作物和土壤免受大雨的沖刷，保持土壤肥力，也能在分解時釋放出磷被作物吸收。使用等高條帶混合種植系統，當地人不僅可以種植玉米和豆類的基本作物，而且還可以種植經濟作物，實現固定地塊上的精耕細作，這是以前的刀耕火種無法完成的。

近年來，邁克·漢茲依托自己的“印加基金會”，在亞馬孫雨林地區和周邊國家不遺余力地和政府一起說服當地農民采用這套耕種方式，他們在秘魯和洪都拉斯的措魯峽谷等地取得了進展。另一個環保組織“雨林拯救者”則從2016年起，在厄瓜多爾的亞馬孫雨林區大力推廣等高條帶混合種植，到2018年底在該地區已經有60多個農場引入該耕種方式。“雨林拯救者”甚至把等高條帶混合種植推廣到非洲的喀麥隆，目前喀麥隆西部已有約100個采用該種植方式的農場。有這些環保組織和個人的無私付出，我們相信不僅亞馬亞馬孫雨林會得到更有力的保護，而且這片超級雨林會更好地滋潤南美洲，也會讓我們生活的這顆藍色星球的氣候更穩定。

（本文寫作過程中參考了《生物質炭與土壤可持續管理：從土壤問題到生物質產業》一文，以及英國《自然》雜志、《衛報》，美國《紐約時報》以及印加基金會等網站的信息，在此一并致謝！）