第3节
现代粮食生产：从循环系统到线性系统

传统农业体现了自然界的循环和运动，工业化农业则不然。农产品企业、农民、政治家、学者成功地打破了传统农业的闭环。他们将原本闭合的循环系统切割、拉直、扩展，使其成为线性系统，然后向新的线性系统里输入大量能源、化肥、农药、人工培育的种子、钢铁农具等，以此来生产大量食物。当今，全球每年使用数亿吨化学肥料，其结果是人类比以前多生产数十亿吨谷粒和菜籽。

因为人类文明是建立在农业基础上的，所以我们需要了解农业的线性化。实际上，我们全球化文明的每个系统都在线性化，包括工业生产、污水处理、基础教育甚至个人的世界观。线性化是E文明拥有庞大动力和生产率的关键。

关于农业的线性化，我们可以根据传统食物循环系统被线性工业系统打乱和替代的时间线，先谈能源，再谈土壤肥力。

拖拉机用量增加

在政府、企业和农民将农业生产线性化的过程中，首先遭到破坏的是人与耕畜的劳力循环。农业劳动不再需要土地产出的食物能量——油田提供了新的能量。

19世纪50年代，北美和英国就出现了烧煤的蒸汽牵引机车（后来简略为拖拉机）。20年后，这些农业机械已经有相当大的销售额。它们是庞大的、颜色鲜艳的熟铁机械，可以发出“突突突”的声音，工作时轰隆作响。现在，它们是博物馆和乡间集市上受欢迎的展览品。不过，拖拉机虽然在技术上有突破，但它并没有掀起农业改革。当时，大多数农场买不起可以用来破土的蒸汽发动机或者收割用的脱粒机。农民仍然用马拉车。在美国，一直到第一次世界大战结束的1918年，拖拉机的生产和销售才开始激增（参考图1-1）。具有小型、廉价、省燃料这样的优点，再加上战后工业生产能力的提升，于是拖拉机的产量和销售额大幅度增长。这个时期的拖拉机有福特公司的福特森（1917年在英国销售，1918年在美国销售）、约翰迪尔的D系列（1923年），还有麦考密克·迪林的Farmall（1924年）。加拿大、阿根廷和澳大利亚也在同一时期使用拖拉机，苏联比这些国家要晚十年。 ^[1] 第二次世界大战结束之后，拖拉机才在英国和欧洲大陆普及。图1-1显示了第一次世界大战后拖拉机在美国的快速普及，也显示了骡马数量的缩减。地理学家、历史学家大卫·格里格制作的大不列颠的骡马数量变化图表，也反映了相似的趋势。 ^[2]

以上折线图的趋势显而易见，但它其实低估了拖拉机推广的速度，一辆拖拉机可以代替数匹马。早期拖拉机有10—30马力的功率。而在1940年，尽管当时美国农场上马的数量是拖拉机的十倍，但拖拉机的总功率已经是马的两倍了。 ^[3] 拖拉机不但能拉更多的货物，连续工作的时间也更长。它们不需要储存食物过冬，而且劳动寿命比马长。1913年，一位拖拉机倡导者写道：“一台拖拉机有25匹马的力量、100匹马的寿命，而价钱只有10匹马。” ^[4]

拖拉机改变了农业与人类社会——它不仅改变了食物生产的方法，也减少了生产食物的人数，因此其他行业的从业人员就增加了。有了拖拉机和燃料，一个农民可以干之前很多农民干的活。1910—1970年间，美国家畜和蔬菜的生产率增加了2倍，牛奶产量增加了5倍，农作物产量增加了6倍，棉花产量则增加了10倍。 ^[5] 农业生产率的增长，使得现代社会只有2%的人在生产食物，其他98%的人从事其他行业的工作。有了拖拉机（还有拖网渔船、伐木归堆机、卡车和锄耕机），我们才会有办公大楼，以及在大楼里工作的会计师、市场经理、证券分析师和谈判团队。

拖拉机的推广带来了很多变化。最根本的是，生产食物使用的能源从粮食变成了石油。耕地、播种和收割使用的能量不再来自脚下的土地，而是来自遥远的地下油库。以石油为燃料的钢铁机械本身也是大量的能量、科技和资本的化身。20世纪中期之后，农业越来越依赖碳氢化合物燃料。劳动力与牵引力的闭环被劈开，成为一条线，在时空中越来越广泛分散。从油井（遥远的过去）、拖拉机、农田，到大气层（未来）的各个环节组成一条线，替换了原来的闭环。循环变为线性，不但体现在食物生产中，也体现在E文明几乎所有的系统中，这是它的典型特征。人类把自然界和前工业文明的循环打破了，改造成以石油为动力的高生产率线性工业和工业化农业。

还有一点需要补充，农场不但不再提供能量让耕畜干活，也不再提供农民吃的食物。作家、文化评论家和农民温德尔·贝瑞称这个进展——农民发现自给自足是不可能的，也很不划算——为“人类历史中最奇怪之事” ^[6] 。当系统的一部分线性化，其他部分的循环也会受到影响。一个循环的破裂会引起更多循环破裂，这是E文明里经常发生的事。

合成肥料的发展

拖拉机打破了食物生产中劳动力与牵引力的闭环。从那以后，源自化石燃料的合成肥料大量涌入，肥力循环被打碎重组，从循环逐渐变成线性。

施肥也是一种古老的技术。上千年来，农民用粪便、堆肥、海藻、木炭等来提高土壤肥力。农民购买鸟粪、硝酸钾、骨粉还有其他有机物质作为肥料，也不是新鲜事。大规模使用合成肥料，是最近100年来的新变化。我们越来越依赖开采的、经过工业加工的肥料——将化石燃料转变为植物养分，又变成食物进入人体，是20世纪的新发明。

全球化学肥料生产一直在暴涨——1945年至2017年间，肥料的生产扩大了15倍。肥料中最主要的植物养分为氮、磷和钾，它们也是最主要的三种合成肥料。图1-2显示，第二次世界大战后，这三种元素的产量增加了14倍。

生物系学生熟记的口诀“时那普斯”（CHNOPS）包含了生物体内最常见的六种元素——碳、氢、氮、氧、磷和硫，它们是生命之要素。这些元素的供应、循环和转化都是生物圈的重要运作。翻开任何一本讲生态学的书，我们都会读到氮、碳、磷、硫、氢和氧（水）的循环。植物可以轻易从水（H ₂ O）和二氧化碳（CO ₂ ）中获取氢、氧与碳这三种元素。可是蛋白质的重要成分，也是动植物的必要成分——氮，却不容易获得。尽管大气层的大部分气体是氮气（体积上大约占78%），但绝大部分氮处于氮气（N ₂ ）这种三键分子状态，不能被植物吸收。可以被植物吸收的氮（包括硝酸盐和氨水）仅占氮气总量的千分之一。农民最常用的三种营养元素——氮、磷、钾当中，氮往往是关系植物生长的最主要因素，所以它也是用量最大的肥料（见图1-2）。 ^[7] 氮肥是工业化农业的关键原料。

德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）在1909年发现了合成氮肥的方法。1913年，在德国巴斯夫公司工作的化学家卡尔·博施（Carl Bosch）将哈伯的方法商业化。两人分别在1918年和1931年获得诺贝尔奖。哈伯和博施在合成氮肥上的贡献，改变了人类历史。瓦茨拉夫·斯米尔是当今世界研究人类与自然界之间物质运动、营养循环和能量转换的顶级专家。斯米尔相信，如果人类没有把化石燃料变成氮肥，又用它制造大量粮食，那么现在地球上的76亿人中，将有一半是不存在的。 斯米尔把哈伯和博施的合成氮肥称为“现代文明中超越发展极限的解药” ^[8] 。

合成氮肥是一种化石燃料产品，主要来自天然气。天然气的费用最高可以占氮肥生产成本的90%。 ^[9] 哈伯和博施的方法是，用天然气（其中大部分为甲烷CH ₄ ）提炼出氢（H），制造出氨气（NH ₃ ），然后再生产氮肥。单质氮元素（N）由氮气（N ₂ ）共价键断裂产生。天然气燃烧时，可以提供制作氨气需要的热能、蒸汽和压力。我们可以设想这样的场景，现代氮肥工厂的一头插了一根大型天然气管道，另一头则插了一根产出氨气（氮肥）的管道。制造一吨合成氮肥，大约需要用两吨汽油的能量。 ^[10] 磷肥和钾肥也同样耗能，需要用大量化石燃料和电力去开采、提炼、运输和应用。

线性的工业化农业将化石燃料的热能转化为食物卡路里——将埋藏在地下的碳氢化合物变成人们盘子里的碳水化合物和蛋白质。如果把最近一万年的情况绘制成图表，我们会发现人口增长与能源、肥料的消费水平几乎是平行的——上万年来，这些指标一直非常平缓，但是在最近的二三百年，它们几乎呈直线上升的趋势。人口增长与能量消耗同步不是巧合。制造氮肥，是我们用地球能源供养迅速增长的大量人口的一种方法，其他方法我们在下面几章讨论。化石燃料不但改造了人类文明，也改造了人类本身。现在，我们每天都在享用几亿年前的阳光提供的丰盛佳肴。

现代人大量使用肥料。田地、草原、树林和湿地等陆地生态系统中的氮素已经增长到了原来的三倍。 ^[11] 氮素的增加主要源于农用氮肥，但也有少部分来自化石燃料的燃烧、大豆等氮素同化植物产量的上升，以及水田农业的发展。同时，部分地区氮素的增长比其他地方更明显。生物地球化学家詹姆斯·加洛韦说：“现代人使用（包括转化）的氮素中，亚洲、欧洲和北美洲的消耗量占了总数的90%。” 2008年，加洛韦在《科学》上发表的文章中写道，某些大洲的年度氮素增长率超出自然界平均速度10倍，并且到2050年，其增长速度还会翻倍，甚至会达到自然增长率的100倍。 ^[12] 我们用力踩下天然气的油门，创造了能量充足的超级食物生产系统——原料输入率和产出率都翻了三番。

使用哈伯和博施的方法生产氮肥，需要强大的压力，这让我们联想到那股把合成肥料输入全球肥力系统的巨大动力。地球上现在有70多亿人，亦反映出肥力系统另一头可以产出大量食物。

知识、种子、水和食物系统的其他方面

人类的知识和肥力、牵引力一样，从循环变成了线性。知识——从制造、销售、消费到淘汰——已被产品化。化学家、遗传学家、技术员和工程师发现了越来越多的关于生产食物的知识。知识经过营销部和公众关系部的包装，以化学配方、复合肥料、动植物基因（种子与精子）还有农业器械等形式，卖给农民。农民对自家农田里学来的知识的依赖越来越少，他们从遥远的实验室或工程公司购买配方、药剂和技术。

与此同时，农家自给自足的种子循环也被商品化种子取代了。专利、育种家权利法规、合同书和杂交品种等打乱了几千年来农民交易、保管、再利用种子的传统习俗。一部分种子仍然可以播种，长大后再留种；但大部分种子因专利和知识产权问题，无法在农民之间循环。现在的线性种子供应系统，一头连着企业育种实验室、营销部，另一头连着消费种子的农民。尽管小麦、大麦、玉米、水稻、豆子、扁豆、土豆等农作物是农民通过几千年的经验精心培育出来的，但现代的优质种子几乎都被企业把控了。

农业用水也在逐渐线性化。自然界的水循环是非常基本、非常原始的循环。现在，在许多农业生产区域，化石含水层的水很大程度上已经取代了自然界水循环。人类抽出了几万年前积存的地下水，抽取的速度比大自然储水的速度高出好几倍。 ^[13] 美国中部的奥加拉拉含水层经常被当作水位下降的典型例子。其实，在印度、孟加拉国、伊朗、埃及、墨西哥、澳大利亚等很多国家，人们也在“挖掘”化石水。

人类以化石燃料为动力，来抽取化石水。很多含水层产生于1.4万年前的末次冰期。根据我们现在抽水的速度，估计本世纪内，许多含水层会被抽干。以奥加拉拉含水层为例，到21世纪末，它的含水量将只剩原来的13%。 ^[14] 农业和其他线性系统消耗资源的速度快得惊人，而相比之下，人类的保护措施是非常粗糙的。

有些食物的生产过程已经完全线性化。西红柿等蔬菜生长于水培温室大棚——它们不用土壤，所以不涉及土壤肥力循环。几乎所有的植物养分，都是从温室的一头灌进，然后从另一头，以水果蔬菜的形式被收走。现代养鸡场和养猪场，也以相同方法运作。卡车从远方运来用电脑分配好的玉米饲料，又从养殖场拉走鸡、猪和粪便。现在，连我们吃的鱼和海鲜，也是线性系统的产物——我们吃的鱼有一多半是养殖鱼，它们像鸡和猪那样，是养殖出来的。捕捞野生鱼并不是可持续的办法，过度捕捞会造成鱼类种群灭绝。 ^[15] 人类几乎改变了农业和食物系统中所有的成分。生态学家福尔克·冈瑟这样描述传统农业与工业化农业的区别：

前工业时期的农业是一项本地活动。大部分工具在本地生产，农作物吸收的太阳能也在本地获取……但现代农业的主要能源不再是太阳。从总投入来看，现代农业主要使用多种化石燃料。如果我们考虑肥料、杀菌剂、饲料、塑料包装袋，还有兽用药等其他材料，就会发现，现代农业体系类似于一个可以吞吐的系统……工业化农业是个将化石燃料转换成食物能量的魔术匣子。 ^[16]

冈瑟概括了工业化农业的重点——使用化石燃料、非本地、非循环、依赖吞吐量，呈线性。从历史时空看，现代农业的形态（以及E文明中所有其他系统）与自然系统和前工业文明的形态都发生了冲突。

线性系统与产出

人类将大量物资投入新的线性农业系统，然后产出大量食物——还有温室气体，以及其他危害空气和土壤的化学废料——同时也给地球带来了严重的损耗和负担。化石燃料和其他合成原料转化成食物的效率非常低。有很大一部分原料经过线性系统的处理，变成了我们并不期待的产品。这是注定的——人类刻意切断了能源投入与产出的循环（包括动物粪便、二氧化碳、甲烷和剩余养分），于是造成了不可避免的后果。我们失去了将产出转化为有益投入的循环运作——废弃物和副产品转化成土壤、肥力、食物和新生命——出现了有害的产品，并使得它们外流。如果不希望看到有毒副产品堆积、资源枯竭，我们就必须让产出和投入重新对接，创造循环的、可持续发展的系统。

工业化农业破坏了大量的循环，为人类带来了很多不理想的后果。例如，养猪场数千头猪的粪便使本地土壤营养过剩，附近的水源也受到污染，变成绿汤。如果养分不能回归饲料原产地，那么当地土壤的肥力就会下降。然而，人类已将动物和饲料完全分隔开来。针对这一点，温德尔·贝瑞评论道：“我们把一个解决方案变成了两个问题。”线性系统的一头存在土壤肥力问题，而另一头是营养过剩带来的消耗和污染。 ^[17]

从前，碳也在植物（吸收二氧化碳）与动物（呼出二氧化碳）之间循环。现在，大量化石燃料燃烧产生的二氧化碳加速了原本有条不紊的碳循环。生物圈的自然回收功能跟不上二氧化碳的排放速度，所以污染物无处可走，只能堆积在大气层中，导致全球变暖。我们打破了自然界的碳循环和人类社会的能源循环，将化石碳燃料喂进线性系统。这样一来，我们也无可避免地成了废碳的输出端。

从宏观角度看，农业产生的废弃物仅仅是人类大量化学物品和能量输入下游的副产品。在线性系统里，我们每年大约投入两亿吨肥料，它们流入河流，使海洋失去平衡，变成死区。肥料还产生了是二氧化碳制暖功能298倍的一氧化二氮（N ₂ O）。人类每年要制造一亿吨合成氮肥，其中有一半氮气流失在大气层、河流、湖泊和海洋。 ^[18] 向线性食物系统里投入10亿吨石油，所产生的二氧化碳足以使全球气候发生变化。投入三四百万吨杀虫剂，我们就会在食物链上端的动物中看到生物的放大作用，如食物链断裂，生物灭绝，出现癌症和其他疾病。

我并不是单纯地批评现代农业。我在生我养我的农场上写这本书，周围都是自家的土地。在我还是农民的时候，我用过上百吨的肥料和杀虫剂。工业化农业有利有弊。批评农民做跨国农业企业、农科大学，还有政府鼓励他们做的“最佳经营方针”，并不是明智的做法。尽管如此，我们仍须意识到，如果向线性食物系统里投入大量化学物质和能量，会不可避免地生产大量有害物质。线性系统没有其他选择。圆圈没有结尾，而线性系统有两个端口。我们从线性的粮食生产系统一端输入石油工业资料，另一端除了产出粮食，也会有大量的副产品。

绿色革命

我们可以通过了解绿色革命及其利益和影响，来加深对食物系统和社会工业化、线性化的理解。“绿色革命”开始于20世纪60年代，主要内容是培育和推广高产粮食品种，增加化肥施用量，加强灌溉和管理，使用农药和农业机械，以提高单位面积产量，增加粮食总产量。

绿色革命是一个有争议的话题。人们对它的定义和它如何实现收益，有不同的理解。绿色革命经常被认为是包括矮秆与半矮秆小麦和水稻在内的一系列植物育种的突破。这些神奇的种子是所谓的“高产品种”。有一种观点大力赞扬了慈善组织和发展机构，说它们资助了农业研究和创新，使我们能够种植更高产的作物，可以养活更多的人。 ^[19] 另一种观点则将绿色革命的成功解释为培养植物，让它们更有效地利用肥料和农药。

以上两种说法都有道理。绿色革命创造了高度施肥、用化学药剂除草，以及培育更高产的水稻和小麦品种的农业模式。作家、历史学家雷伊·坦纳希尔在《历史上的食物》（ Food in History ）一书中这样解释绿色革命：

热带国家谷物增产的重大障碍之一，是大量施肥后庄稼先是长得极高，然后被自己的重量压倒……20世纪40年代，人们在墨西哥进行了多达4万种杂交植物品种的实验，结果显示，如果在合适的土壤深度播种短茎谷物，并充分灌溉，大量施肥，这样谷物会非常饱满，而且产量很高。 ^[20]

绿色革命旨在用肥料、化学药物、充分灌溉和其他投入来增加产量，而植物本身并不高产。绿色革命之父诺曼·布劳格（Norman Borlaug）也同意这种说法。1970年，布劳格在接受诺贝尔和平奖时说：“如果高产矮秆小麦、水稻是绿色革命的催化剂，那么化肥就是推动它前进的燃料。” 布劳格意识到，第二次世界大战后的农业在很大程度上是通过改造工厂、农场和食品系统的流程，将化石燃料中的能量转化为肥料，再转化为食物能量的。2000年，布劳格在获得诺贝尔奖30周年的纪念典礼上说：“最近40年间……亚洲的发展中国家……肥料消费量增长了30倍。” 能量分析专家、系统生态学家霍华德·奥德姆在1967年写道：

事实上，集约型农业生产的土豆、牛肉和其他作物的能量，在很大程度上来源于化石燃料，而不是太阳。普通民众在学校不会学到这些。很多人认为，农业取得巨大进步是因为人类研制出了转基因品种，其实这些新品种的成功取决于输入了大量的辅助能量。 ^[21]

虽然很多人认为绿色革命是植物育种方案，但它也可以理解为石油工业的线性投入系统取代自然循环过程的一部分。布劳格和绿色革命的成员很清楚，为了投入化石燃料，将食物生产成功地线性化，人类需要改变粮食的基因和内部组织。就像农场的一系列变化——用拖拉机替代马，用燃料替代工人——植物本身也需要改变。食物生产的线性化，意味着从植物基因到生物分子，农业的所有因素都需要改造。

系统的彻底重组是E文明线性化的关键。从一条大河的流向、底层人民的价值观和态度、草原的物种组成，到工人的作息时间、建筑材料甚至教育体制，这一切都必须改变。线性化不是一种可选功能，不是我们可以随便接受或放弃的——它是自然、人与自然的关系、文化与治理、文明结构和物质运动，以及人的境况等全方位的转变。

能量投入如何提升食物产出

我们通过田野、牧场、谷仓和温室，将石油、煤炭和天然气转变为玉米、胡萝卜和鸡肉。以下是我们使用化石燃料来扩大食品供应的一些方式：

1．通过施肥来大幅度提高粮食产量。

2．农业机械化后，可以腾出一部分畜牧用地，来生产粮食。比如拖拉机普及之后，以前养牛养马的土地，就可以种庄稼来供养人类。根据经济史学家艾伦·奥姆斯特德和保罗·罗德的计算，“1880—1920年，美国农场的耕畜消费了大约22%的庄稼收成”，而“在城市和煤矿里的牲畜又消费了另外的5%”。 瓦茨拉夫·斯米尔也得出类似的结论。 ^[22] 包括中国在内的其他国家，消耗比例相对较小，但应该不低于10%。人类将劳力的能源从农田转移到了油田，从而释放了大约1.5亿公顷土地（3.7亿英亩），这些土地都可以用于粮食生产——相当于美国全部可耕地面积，或加拿大耕地面积的四倍。

3．燃烧化石燃料的火车、轮船和卡车，使得运输不再依靠人力和畜力，相应地也可以减少为人和动物提供食物和饲料的农田。从事体力劳动需要大量的能量。据人类学家推算，古代玛雅人将食物搬到100千米（62英里）以外的地方，往返一次需要八天，来回路程200千米，每名搬运工会消耗携带的40千克（88磅）食物的三分之一。 ^[23]

4．使用燃烧化石燃料的农用机械，可以及时完成播种和收获，也提高了粮食的产量和质量，避免因恶劣天气造成损失。

5．石化纤维解放了土地。尼龙、聚酯、氨纶等石油衍生品取代了天然纤维面料——皮革、棉、羊毛、羊绒、亚麻等——让更多土地用于粮食生产。

6．能源集中型灌溉提高了粮食产量。

7．化学药剂增加了粮食产量。

8．化石燃料取代了木柴，这样人们可以将原来生产木柴的森林砍掉，用作耕地。

为了充分探究化石燃料工业食品系统怎样影响粮食供应，我们不但需要指出以上优点，也需要指出以下缺点：

1．城市蔓延侵占耕地，郊区、公路和机场建设会让一部分农田消失。

2．水力发电和灌溉渠会淹没一部分土地。

3．开采化石燃料会造成水土流失。

4．合成不同的食物，转化率低。例如，制作一个单位的肉蛋白需要八个单位的谷物蛋白。 ^[24]

5．食品加工过程会造成营养流失，并让产品低营养化，如零卡碳酸饮料、白面包、高糖麦片和其他低营养食品。

6．食物浪费严重——在某些国家高达40%。 ^[25]

7．将食物转化为乙醇等燃料，效率很低。

8．农业用地被用于种植草皮，或者饲养赛马。

9．引起气候变化。

上百万吨肥料、化石燃料、化学药剂、机械设备和技术输入全球粮食生产系统，产出了巨大的效益，这大大超过了上述缺点。气候变化可能是唯一的例外，但我们只有在未来才能感觉到它的影响。在狭义上讲，化石燃料线性食物系统带来了毋庸置疑的产量激增。现在，我们尚不明确这个系统的寿命——地球上的化石燃料还能用多久，生态系统还能吸收多少人类产生的废弃物。

1726年，散文家、讽刺作家乔纳森·斯威夫特写道：“如果有人能让原来长一穗玉米、一片草叶的土地长出两穗玉米、两片草叶，那么他对人类的贡献将比所有政治家都要大。” ^[26] 但是自斯威夫特的时代以后，农业已经不再追求凭空创造财富了（将一穗玉米变两穗），而开始将化石燃料财富转化为食物财富——这个过程带来了大规模的系统性紊乱。现在，我们不再纯粹地将一穗玉米变成两穗——我们将一穗玉米、一杯柴油、一磅肥料、一剂农药，还有先进的拖拉机、喷雾机和收割机加在一起，从而获得两穗玉米，以及一套意外的后果。斯威夫特也许会说，这得不偿失。

[1] 加拿大数据参考Byron Lew, “The Diff usion of Tractors on the Canadian Prairies: The Threshold Model and the Problem of Uncertainty,” Explorations in Economic Histor y, vol.37, no. 2（April 2000）: 201。也参见Byron Lew and Bruce Cater, “Farm Mechanization on an Otherwise ‘Featureless’ Plain: Tractors on the Northern Great Plains and Immigration Policy of the 1920s,” Cliometrica , vol.12, no.2（May 2018）。阿根廷和澳大利亚的数据参考Naum Jasny, “Tractor Versus Horse as a Source of Farm Power,” The American Economic Revie w, vol.25, no.4（Dec. 1935）:723; Marcel Mazoyer and Laurence Roudart, A History of World Agriculture: From the Neolithic Age to the Current Crisis , trans. James H. Membrez, New York: Monthly Review Press, 2006: 381。苏联的数据参考Dana G. Dalrymple, “The American Tractor Comes to Soviet Agriculture: The Transfer of a Technology,” Technology and Culture , vol.5, no.2, Spring 1964:201; Naum Jasny, “Tractor Versus Horse as a Source of Farm Power,” The American Economic Review , vol.25, no.4（Dec.1935）:723。

[2] David Grigg, The Dynamics of Agricultural Change , London, Hutchinson, 1982, p.133.

[3] Alan L. Olmstead and Paul W. Rhode, “Reshaping the Landscape: The Impact and Diffusion of the Tractor in American Agriculture, 1910-1960”, Journal of Economic History , vol.61, no.3（Sep.2001）:674．也参见W.M. Hurst and L.M. Church, Power and Machinery in Agriculture , USDA Misc pub.157, Washington D.C.: USDA, 1933:12, 21。

[4] Herbert Casson, Rollin Hutchinson, and Lynn Ellis, Horse, Truck and Tractor: The Coming of Cheaper Power for City and Farm , Chicago: F.G. Browne, 1913, p.3.

[5] US Bureau of the Census, Historical Statistics of the United States, Colonial Times to 1970, Bicentennial Edition, Part 2, Washington D.C.: US Dept.of Commerce, 1975: series W 67-81, p.953.

[6] Wendell Berry, “Renewing Husbandry,” Orion , vol.24, no.5（Sept-Oct.2005）:43.

[7] Vaclav Smil, “Global Populations and the Nitrogen Cycle,” Scientific American 277, no. 1（July 1997）: 78.

[8] Vaclav Smil, Enriching the Earth: Fritz Haber, Carl Bosch, and the Transformation of World Food Production （Cambridge, MA: MIT Press, 2001）, p.228.

[9] Agrium Inc., 2005 Annual Report .

[10] Clark Gellings and Kelly Parmenter, “Energy Efficiency in Fertilizer Production and Use,” in Efficient Use and Conservation of Energy , ed. Clark W. Gellings, and Kornelis Blok, in Encyclopedia of Life Support Systems（EOLSS）, developed under the auspices of UNESCO（Oxford, UK: EOLSS Publishers, 2004）, p.9. Gellings和Parmenter研究发现，生产、包装、运输和应用氮素需要78230kJ/kg的能量密度，而汽油的能量密度是44000kJ/kg。

[11] David Fowler et al., “Effects of Global Change during the 21st Century on the Nitrogen Cycle,” Atmospheric Chemistry and Physics 15, no.24（2015）:13850, 13858．也参考David Fowler et al., “The Global Nitrogen Cycle in the Twenty-First Century,” Philosophical Transactions of the Royal Society 368, no.1621（2013）:2; James Galloway et al., “Nitrogen Cycles: Past, Present, and Future,” Biogeochemistry 70, no.2（2004）:159; James Galloway et al., “Transformations of the nitrogen Cycle: Recent Trends, Questions, and Political Solutions,” Science 320（May 16, 2008）:889.

[12] Galloway et al., “Transformations of the Nitrogen Cycle,” pp.889-890．想更透彻地了解加洛韦论点，请参见UNESCO and SCOPE, Human Alteration of the Nitrogen Cycle: Threats, Benefits and Opportunities , policy brief no.4（Paris: UNESCO-SCOPE, 2007）, p.4。关于2050年食物系统中氮素用量翻倍一说，参见James N. Galloway et al., “Nitrogen: The Historical Progression from Ignorance to Knowledge, with a View to Future Solutions,” Soil Research 55, no. 6（Aug. 7, 2017）。

[13] Jean Margat, Stephen Foster, and Abdallah Droubi, “Concept and Importance of Non-renewable Resource,” Non-renewable Groundwater Resources: A Guidebook on Socially-Sustainable Management for Water-Policy Makers, ed. Stephen Foster and Daniel P. Loucks（Paris: UNESCO, 2006）, pp.3-24; Leonard F. Konikow and Eloise Kendy, “Groundwater Depletion: A Global Problem,” Hydrogeology Journal 13, no. 1（2005）: 317; Mark Giordano, “Global Groundwater? Issues and Solutions,” Annual Review of Environment and Resources 34（Nov. 2009）: 154, 158, 159.

[14] David Steward et al., “Tapping Unsustainable Groundwater Stores for Agricultural Production in the High Plains Aquifer of Kansas, Projections to 2110,” Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no.37（2013）.

[15] Boris Worm et al., “Impacts of Biodiversity Loss on Ocean Ecosystem Services,” Science 314（2006）.

[16] Folke Günther, “Making Western Agriculture More Sustainable,” FEASTA Review no.1, ed. Richard Douthwaite and John Jopling（Cambridge, UK: Green Books, 2001）.

[17] Wendell Berry, The Unsettling of America: Culture & Agriculture （San Francisco: Sierra Club Books, 1977）, p.62.

[18] Vaclav Smil, “Nitrogen and Food Production: Proteins for Human Diets,” Ambio 31, no. 2（Mar.2002）:129; Vaclav Smil, Cycles of Life （New York: Scientific American Library, 1997）, p.127.

[19] H.K. Jain, The Green Revolution: History, Impact, and Future （Houston, TX: Studium Press, 2010）.

[20] Raey Tannahill, Food in History （New York: Three Rivers Press, 1988）, p.336.

[21] Howard T. Odum, “Biological Circuits and the Marine Systems of Texas,” Pollution and Marine Ecology , ed. Theodore A. Olson and Fredrick J. Burgess（New York: Wiley, 1967）, p.143.

[22] Vaclav Smil, Energy in Nature and Society: General Energetics of Complex Systems （Cambridge, MA: MIT Press, 2008）, p.159.

[23] T. Patrick Culbert, “The Collapse of Classic Maya Civilization,” in The Collapse of Ancient States and Civilizations , ed. Norman Yoffee and George L. Cowgill（Tucson: University of Arizona Press, 1988）, p.93.

[24] Smil, “Nitrogen and Food Production,” p.130; Vaclav Smil, Feeding the World （Cambridge, MA: MIT Press, 2000）, pp.145-158; Earl Cook, Man, Energy, Society （San Francisco: W. H. Freeman, 1976）, pp.154, 319-326.

[25] Martin Gooch, Abdel Felfel, and Nicole Marenick, Food Waste in Canada: Opportunities to Increase the Competitiveness of Canada's Agri-food Sector, While Simultaneously Improving the Environment （George Morris Centre and Value Chain Management Centre, 2010）, p.2; Jenny Gustavsson et al., Global Food Losses and Food Waste: Extent, Causes and Prevention （Rome: UNFAO, 2011）, p.6.

[26] Jonathan Swift, Gulliver's Travels and Other Writings （New York: Bantam Books, 1986, fi rst published 1726）, part 2, chap.7, p.137.