WuchangZhang的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/WuchangZhang

博文

[转载]第二次农业革命和鸟粪

已有 346 次阅读 2020-2-18 21:07 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载


https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxMjE4OTcxNg==&mid=2651043920&idx=1&sn=12c6de934b9467ce637c709fa6926906&chksm=8042b12bb735383d5110028c18c832f032feef7197fe5cbd12138bdbbf1e12929ad0b5d1d1e9&scene=21#wechat_redirect



但海鸟粪的利用却是工业时代和近代科学发展的产物。


这首先取决于人类对土地肥力认知的一个突破。19世纪初,当科学家们试图解读,植物生长所需的物资从何而来时,普遍观点是认定,植物生长依靠的是诸如粪便、落叶一类的腐殖质。简单点说,植物生长被认定为是一个把一种“无用”有机物,变成“有用”有机物的循环利用过程。这一看法,看似完美的解读了,为什么那些有机肥能够如此明显的促进农作物的生长。

然而将对植物肥力的认知停留在“有机肥”层面,并无助于海鸟粪成为一种资源。因为按照这种看法,只有新鲜的鸟粪才具备成为肥料的条件,而鸟粪岛上那些千万年来累积下来的鸟粪都已经矿化了。你很难让传统思维下的农民,相信这些石头可以帮助他们获得丰产。所幸,科学是不断在发展的。


19世纪中期,化学家们终于搞明白了,决定植物生长的其实是那些无机物。有机质的腐殖过程,只是在帮助分解释放出矿物质。


(德国化学家李比希创立有机化学



也就是说,肥料并不一定要来源于新鲜的动、植物腐殖物,而是可以在矿物中寻找。前提是你要明白,到底是哪些矿物质能够帮助植物生长。

在这种新的认知下,人工合成的“化学肥料”开始出现。工业化的生产,大大加速了人类改造土地的能力,一片土地由不适合耕种的“生土”,变成能够带来丰产的“熟地”的时间被大大缩短,粮食单产亦大大的提高。


这场发源于在19世纪中叶的肥料革命,对人类社会的影响是如此巨大,以至于被视为人类历史上的“第二次农业革命”。顺便说一下,随着科技的进步,也许在我们的有生之年中,能够看到人类直接用无机物在工厂中合成食物,并大规模应用的“第三次农业革命”。至于这场革命,会对人类和地球造成什么样的影响,还是等到这一天到来后再分析吧。

回到海鸟粪的话题上来。总得来说,化肥可以被分为:氮肥、磷肥、钾肥,以及将上述元素复合在一起的“复合肥”。任何一种富含上述物质的矿物,都有机会被制作为化肥。


海鸟粪的最初形态,决定了它本身含有动、植物所需的矿物质,具体来说就是磷和氮。为了与那些新鲜鸟粪相区别,矿化后的鸟粪石被称之为“鸟粪石”。然而并非所有的无人小岛,都有机会成为鸟类生存的乐园,并累积出鸟粪石密布的“鸟粪岛”来。 

通常情况下,鸟粪岛都位于鱼类资源丰富热带海域。最著名的鸟粪岛当属中太平洋地区的“瑙鲁”。在密克罗尼亚人划着独木舟迁入这个面积仅21.1平方公里的小岛之前,海鸟们已经在岛上积累了厚达5-10米的鸟粪层。不过瑙鲁人的生活中,鸟粪一开始并没有成为一项资源。一直到20世纪初,这些肥料才被英国人发现及开采。此后德、英、日等老牌殖民帝国,以及邻近的澳大利亚、新西兰,都曾先后染指这座鸟粪岛。



20世纪60年代,瑙鲁终于摆脱殖民统治,独立成为了“瑙鲁共和国”。无论从面积还是人口来看,这个南太平洋小国都属于倒数第三小(面积仅高于梵蒂冈和摩纳哥,人口仅比梵蒂冈和图卢瓦多)。在拥有天赐资源的情况下,这种小倒也不是坏事。通过对鸟粪石的超量开采,瑙鲁一度成为世界上,人均收入最高的国家。悲剧的是,海鸟们累积如此厚度的资源,需要成千上万年时间,但在机械的助力下,开采起来可不需要那么长时间。尤其当瑙鲁人认定,他们只需要鸟粪就可以永远过上好日子时。

过度开采,使得瑙鲁的鸟粪资源在上世纪80年代,便已接近枯竭。以至于不得不开始依靠国际援助,及某些主权国家特有的政治筹码来过日子(比如反复在大陆与台湾之间做选择;比如成为避税和洗钱天堂)。在这里举瑙鲁的例子,是想让大家明白,海鸟粪作为一项资源,真的有机会影响一个国家的命运,甚至引发战争。


当然,鉴于瑙鲁的人口不过万人,这样的案例似乎缺乏普遍性。那么,在我们即将展开的南美洲,到底存不存在这样的鸟粪资源呢?这些鸟粪资源,又与那场100多年前的“南太平洋战争”,又是否有直接关联呢?

先来回答第一个问题,答案是肯定的。南美洲的太平洋沿岸,的确存在不少“鸟粪岛”。出乎意料的是,这些岛屿主要分布在南纬7°到14°的区间,也就是今天的秘鲁沿岸地区,而并不是引发战争的阿塔卡马沙漠沿岸。两个因素造就了秘鲁鸟粪岛的存在。


首先,秘鲁沿岸的小型岛屿数量较多,能够为鸟类提供躲避人类影响的生存环境。如果我们把视线转移到引发战争的“阿塔卡玛沙漠”(目前绝大部分归属智利)沿岸,特别是争议领土一带,就会发现岛屿的数量几近于无。

当然,无人岛只是“鸟粪岛”生成的条件之一,问题的关键还是在于,岛屿附近的海域,能不能够为鸟类提供充足的食物。这时,我们又要提到一个跟秘鲁有关的地缘概念了,那就是“秘鲁渔场”。



海洋鱼类是人类食物的重要来源之一,但并不是每一片海域都能够生成,有捕捞价值的渔业资源。那些渔业资源密集的海域,会被称之为“渔场”。在世界范围内,传统上一直有四大渔场之说,分别为:日本的北海道渔场;加拿大的纽芬兰渔场;英国的北海渔场;以及我们将要解读的秘鲁渔场。

上述海域成为渔业资源密集之地,都与洋流有关。除秘鲁渔场以外,都是由南下的寒流,与北上的暖流相遇而形成的。温度的不同,带来了海水密度的差异。在暖流与寒流相遇后,密度大的冷水下沉,密度小的暖水上升,使得海水发生垂直搅动现象。海底沉积的矿物质被带到海面后,滋生了大量浮游生物,为鱼类提供了丰富的饵料。秘鲁渔场的情况本质也是如此,只是造成底层海水的垂直搅动现象原因略有不同。


为秘鲁渔场提供营养物质的寒流名叫“秘鲁寒流”。这股寒流始于智利南部的西风带,然后沿海岸向北运行。当进入南纬5°——25°的东南信风带时,在风力的作用下,海水开始出现垂直搅动现象。原本在下层的寒流,带着海底的资源上升到海水表层,进而让处在食物链中的:浮游生物、鱼类、鸟类,以及人类受益。

顺便说一下,秘鲁寒流和秘鲁渔场的存在,还在动物学和气象学上造成了两件不同寻常的事件:一件是温带企鹅的产生;一件是厄尔尼诺现象。在绝大多数人的影响中,企鹅是生长在南极冰原上的可爱精灵。不过借助北上的秘鲁寒流,以及寒流所带来的食物,企鹅甚至能够上溯到赤道附近生存。由于厄瓜多尔沿岸的“加拉帕戈斯群岛”,是这种企鹅最著名及最北端的聚集地,这种企鹅被命名为“加拉帕戈斯企鹅”。与绝大多数跨气候带生存的动物一样,身处热带的“加拉帕戈斯企鹅”,比它们在南极的亲戚们体型要小的多(身高只有50厘米左右。而体型最大的帝企鹅,身高最多能达到120厘米)。


(加拉帕戈斯企鹅



企鹅在赤道附近的存在,以及体型上的变化,从另一个角度证明了环境对生物的影响。只不过,人类所面对的环境,不仅仅有自然环境还有人文环境。如果说,通过研究,人类还能够知道,为什么企鹅能够成为一种跨气候带动物的话,那么与秘鲁寒流有关的另一个气象现象——厄尔尼诺现象,就没有那么容易让人了解到规律了。


在西班牙语里,“厄尔尼诺”是“圣婴”之意。19世纪初,在秘鲁渔场捕鱼的渔民发现,每隔几年的圣诞节前后,就会有一股暖流南下,将表面海水的温度升高。由于秘鲁渔场的鱼类,大都是适应的寒流的冷水鱼。海水温度的升高会造成鱼类大量死亡,并给依靠他们生存的渔民造成重大损失。无法了解背后原因的渔民们,只能把这种现象与“上帝之子”(圣婴)的诞生联系在一起。

后来科学家们发现,厄尔尼诺现象并不仅仅出现在秘鲁渔场,在它发生之时,整个赤道一带的中、东太平洋水温,都会出现上升的情况。这一变化,还会对赤道洋流及东南信风造成影响,进而让全球气候出现反常。尽管科学家们,还无法完全释读厄尔尼诺现象背后的原因。不过最起码我们知道,只要新闻里不断出现这个名词的话,那么今年的气候就会有些不正常了。

与厄尔尼诺现象相比,秘鲁渔场的知名度反而要低一点。不过关于秘鲁渔场的情况,远在万里之外的中国人并非一无所知。这片渔场吸引着来自全世界的捕鱼者,其中就包括中国人。2010年12月,由山东出发的“鲁荣渔2682号”渔船,载33名船员出海。8个月后,这条渔船再次回到中国海域之时,船上只剩下了11名船员。记录这一真实案件的特稿《太平洋大逃杀》曾经爆红网络。而这条恐怖渔船的出海目标,就是秘鲁渔场的鱿鱼。


(注:就我个人来看,《太平洋大逃杀》如果有机会不加改编的搬上银幕的话,将成为一部现象级高分电影。可惜的话,改编的版权被乐视影业所买。在乐视没有从现在的泥潭中抽身而出的情况下,这部电影很难进入实操阶段)

1个半世纪之前,远洋捕渔业还没有现在这么发达,不过秘鲁鸟粪岛上的资源,已经可以影响到秘鲁的国运了。在这些鸟粪岛中,储量最大的是北距秘鲁首都利马约180公里的“钦查群岛”。



整个群岛聚集了上千万只海鸟,其中最多的一个岛屿,海鸟数量能够达到500万之巨,并累积出超过十米的鸟粪石。而这些为秘鲁经济作出巨大贡献的海鸟中就包括企鹅。

加拉帕戈斯企鹅还有一个名称叫做“洪堡企鹅”,秘鲁寒流也有一个别称为“洪堡寒流”。这是因为,寒流和企鹅的最初发现者,是19世纪初在此考察的著名德国地理学家、博物学家“亚历山大•冯•洪堡”。


(亚历山大•冯•洪堡1769—1859年)



这位伟大的学者,同时还敏锐的发现,秘鲁沿岸的原住民,会不时的将岛上的鸟粪运往大陆,抛洒在农田中。不过,不管是用鸟粪肥田的农夫还是洪堡,当时都无法获知鸟粪石肥田的原理是什么。


事实上,与瑙鲁等地的鸟粪资源相比,秘鲁鸟粪岛上的出产要更为优质。这是因为,鸟粪中所富含的磷和氮都是植物生长所需要的营养物资。然而在多雨地区,氮很容易融解于水并流失掉,因此瑙鲁出产的鸟粪石被称之“磷质鸟粪石”(磷含量最高可达40%)。至于秘鲁沿岸的鸟粪,感谢上帝为这一地区安排的热带沙漠气候,并没有多少降雨去融解鸟粪石中的氮(最高可达15%),为了区别前者,这种能够复合肥属性的秘鲁鸟粪石,被称之为“氮质鸟粪石”。

很显然,成分更丰富的秘鲁鸟粪会更具经济价值,这些“氮质鸟粪石”甚至不用再进行化合工作,就可以在粉碎后直接施用在农田里。以英国为代表的欧洲,开始大量进口鸟粪石等无机肥料,以满足工业时代越来越大的人口压力。


另一个利好消息是,当19世纪中期,秘鲁开始在外国资本下,大力开发这些上天的恩赐时,身处北美的美国也正处在西部大开发阶段。为了让那些新增的农田得到有效开发,当时的美国甚至出台了一部《鸟粪岛法案》(1856年)。


这一法案规定,任何美国公民只要在无主之地的岛屿上发现了鸟粪石,这个岛屿都将成为美国领土的一部分。悲剧的是,已经开启了400多年的地理大发现时代,并没有给美国留下太多的无主之地。进口,成为了美国肥沃土地的必然选择。

这场席卷半个地球的“第二次农业革命”(当时处在小农经济时代的中国等国,并不在此列),极大了推高了秘鲁鸟粪石的价格,使得秘鲁在19世纪下半叶,进入了“鸟粪经济”时代。及至“南美太平洋战争”开启之前的1870年,鸟粪石出口收入已经占到了秘鲁政府财政收入的80%。将这一时期的秘鲁称之为“建立在鸟粪上的国度”,一点也不夸张。




http://blog.sciencenet.cn/blog-39359-1219167.html

上一篇:[转载]荷兰殖民北美
下一篇:[转载]麦哲伦在菲律宾被杀和船队的命运

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-4-1 16:49

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部