第4节
简化网络

我们的食物系统充分体现了从循环到线性的转变。对提高产量而言，另外一个变化与线性化同样重要，即网络的简化和扁平化。人类用简单的、流线型的线性运作，取代了循环系统中结构复杂、分散的多节点网络。我们不仅向农业系统中投入更多物资，大幅度提高产量，同时也除掉了竞争对手、生态系统侧链和“吃白食的家伙”，以便最大限度地生产粮食供应人类。我们不愿意分享农作物，所以用杀虫剂杀死虫子。但是虫子减少了，相应的爬行动物、两栖动物、鸟类和哺乳动物也会减少。

生物教科书中有很多食物链图片——无数种植物、昆虫和其他生物之间的捕食关系线密密麻麻，向各个方向延伸。图1-3就是一例食物网示意图。尽管图表看起来很复杂，但实际上它已经简化了物种之间的多样性关系。例如，底部标有“浮游生物、腐屑、藻类”的节点可以放大，它其实包含了数百种微生物。这个图中大约有100种生物，但是一张完整的食物网图片应该包括数千种生物。各种相互依赖的生物创造了生态系统，并使其保持稳定。养分在它们之间循环，能量在其中传递，土壤和水也参与其中，这一切都推动了生物进化，为我们带来了美丽多样的自然世界。另外，每个网络又与附近的网络联结，整个自然界是无穷的。世界上所有食物链网络都可以连接在一起，最终形成一个包含数百万个物种的整体。哪怕是最精细的食物链网络图片，在真正的自然系统面前，也简单得如同一幅漫画。

然而，人类不甘心只做复杂食物链网络中的一名消费者。于是我们扩展了农业。我们修整、简化各种网络，利用它们的生物生产力，最大限度地提高农作物产量。比如人们在玉米地、麦地和稻田里除去“有害的”杂草、动物、昆虫和真菌，以保证作物增产；我们砍掉丰富多彩的热带雨林，将它们变成棕榈或香蕉种植园；我们还消灭狼、熊和大型猫科动物，这样就可以不用和它们分享牛羊。现代农业系统不仅仅是自然循环系统的线性化版本，还是它的精简版本。

生物学先锋尤金·奥德姆举了下面这个简化的食物链网络的例子，来解释人类如何最大限度地生产符合我们需求的食物：

一个用于娱乐钓鱼的池塘……是个非常简单的食物链。因为修建这个鱼塘的目的，就是最大限度地提供特定种类和特定大小的鱼。管理员会尽可能多地培养最终产品，于是他们会限制池塘里鱼的种类，减少食物链的数量。 ^[1]

美国华盛顿州、挪威、智利和加拿大不列颠哥伦比亚省的三文鱼养殖场，以及落基山脉和阿根廷草原的养牛场，也采用了类似的策略。农民和养殖者从食物链网络中删除不需要的节点，最大限度地生产目标物种，同时使目标物种的自然捕食者数量降到最低。图1-4摘自奥德姆的开拓性著作《生态学基础》（ Fundamentals of Ecology ），这是一个精简版的水产养殖食物链网络，或者说农业食物链网络。我们可以和图1-3做一个对比。

我们的农田、牧场、饲养场、谷仓、温室和池塘都是简化的食物链网络——它们要么是剔除了一些物种的自然生态系统，比如北美洲剔除了野牛、狼、树木和杂草的放牛场；要么是单一品种农作物的人造系统，比如机械播种的玉米、胡萝卜和土豆，还有水培番茄和沿海养虾场。工业化农业中，种植玉米、水稻、黄豆和其他农作物，人们要用电锯、推土机、挖掘机和杀虫剂破坏平原、草原、热带雨林等生态系统中多种多样的食物链网络。接下来，为了抗拒生态演替，大自然会不懈地建立多样、多节点的食物链网络，而工业化农业又要花费更多的能源，继续发展不稳定的简化工程。人类必须铲除复杂的、纵横交错的自然网络，来建立并维护修整过的、简化的农业系统。

对于消灭或排斥其他物种、简化网络、增加产量，人类有多种多样的方法。

化学方法：喷洒除草剂、杀虫剂来去除杂草和害虫。现在，全球每年平均使用三四百万吨杀虫剂（按肥料有效成分计算），估计到2050年，杀虫剂使用量会增加一倍。 ^[2]

物理方法：将动物圈养在畜栏和笼舍里，或将植物种在温室中。

机械技术法：用锄头锄掉杂草；用推土机清除森林；用拖拉机翻耕草原。

直接灭杀法：射杀或捕捉吃家畜的动物。

火烧法：用火烧掉土地上原来的植物，开辟新耕地。

基因改造法：研发抗虫（例如孟山都公司的BT棉花）和适应泛用性除草剂的植物（例如Roundup Ready牌玉米）。

人类制造的“完美的”农田食物链网络，只能容纳一种生产物种（农作物）和一种消费物种（人类）。除了部分土壤生物和传粉者，其他所有从生态系统中获取能量和营养（并与其保持循环关系）的动植物都被排除在外——其中很多物种因使用农药和地上生态系统的根本性简化，变成了牺牲品。最终，网络减少到两个节点——作物节点和人类节点——现在它已经不是网络了，而是一条线。

我上面说的这些，既不是农业的边缘观点，也不是新的观点。詹姆士·赫顿是18世纪的医师、化学家和农业学家，还被很多人认为是现代地质学的奠基人。1794年，赫顿对农业做了这样的定义：“人就像上帝那样……掌控动植物的生死，让某种植物生长，同时也让其他植物死亡。” ^[3] 古生物学家、进化论理论家尼尔斯·艾崔奇也曾写道：“35亿年的生命史当中，农业对生态的改变最为深刻。” 赫顿和艾崔奇的言论，看似夸张，实际上仍然低估了事实。人类和家畜称霸地球，其数量占所有陆生脊椎动物的97%。 ^[4] 包括哺乳动物和鸟类在内的野生陆生动物，只占总数的3%。人和人驯养的动物的体重，与所有野生陆生哺乳动物和鸟类的体重之比是32∶1。换句话说，如果我们把所有人、牛、绵羊、猪、马、狗、骆驼、鸡和火鸡的重量加在一起，这个数字是所有野生陆生哺乳动物——大象、老鼠、袋鼠、狮子、浣熊、蝙蝠、熊、鹿、狼、驼鹿、山雀、苍鹭、鹰，等等——总体重的32倍。再举个例子，地球上鸡的总重量是其他所有鸟类总重量的两倍以上。

关于赫顿的描述——人类像神灵一样，决定哪些动物生存，哪些死亡——19世纪北美野牛屠杀就是一个典型的例子。欧洲人到达美洲之前，这里的大草原上奔跑着2500万—4000万头野牛；到了1889年，只剩下大约800头。 ^[5] 99.99%的野牛都被杀死了。当然，那是很久以前的事，但是最近也有类似事件发生。2000—2016年，为了保护牲畜免遭掠食者侵害，美国农业部的附属机构消灭了200多万只哺乳动物和1500万只鸟，其中包括数千头狼和熊，数万只狐狸和近100万头郊狼。 ^[6] 人类果然“让某种物种生存，让其他物种灭亡”。

图1-5体现了人类擅自决定动物生死带来的极大影响。该图显示了人、家畜和野生动物的体重变化——包括所有陆生哺乳动物和鸟类的体重。图分三个时间段，用百万吨碳为单位（人类和其他动物体内的碳成分大约占25%）。第一个时间段是5万年前，是第四纪巨型动物群还未灭绝，智人向外扩散到欧亚大陆、澳大利亚和美洲的时期。这一时期，地球上大约一半的大型动物（体重超过44千克）灭绝了。中间的柱形图是大约1.1万年前的情况，此时农业尚未出现。最右边显示了今天的状况。在前两个时期，地球以野生动物为主流，那时人类的数量和重量微不足道，以至于我们看不见代表人类的黑条。

图1-5强调了三个问题。一是野生动物与鸟类的数量以及它们的体重总量，尤其在过去1.1万年间，已经大幅度减少；二是人类和牲畜的数量激增，已经达到一个极不自然的状态；三是野生动物数量下降趋势明显，令人担忧，因为它暗示着物种灭绝正在加快。上图清晰地显示了1.1万年以来，人类通过驯化动物和简化的农产品网络，改造野生动物和复杂的生态系统的事实。

农业并不是唯一用精简的人类生态系统代替生物多样性系统的产业。城市乡镇的各种设施，比如草坪、城市公园、运动场、高尔夫球场、机场等，都破坏了各色各样的生态网络。人类迅速且大规模地简化并替换了很多原生生态系统。从6500万年前到现在，是自地球诞生以来物种灭绝最快的时期，现代物种灭绝的速度，比工业革命之前数百万年要快数百倍，我们丝毫不用感到惊讶。 ^[7] 自然界是循环的，但它并不是一个个的单环。自然循环与食物链网络交织，形成错综复杂的循环。例如，氮循环连结磷、碳和水循环，在植物、动物、昆虫、真菌和细菌等无数条生命溪流中流淌。人类修剪了食物链网络，并去除了“非必要”元素，只为能够最大限度地享受系统的收益。所以，农业的线性化最少涉及了三种变化：

1．打破循环系统，并将其像管道一样拉直，以便推入燃料、化肥和其他物资，增加食物产量。

2．堵住系统的漏洞，防止昆虫、野兽和鸟类偷食。

3．扩大农田面积，增加管道的容量和吞吐量，以满足人口和收入增长带来的消费需求。

对我的农民朋友和邻居们来说，这一节看似一纸诉状。但是随着分析范围的扩大，我们将看到，E文明中几乎所有负责投入、生产、提取和消费的系统都以相同的方式运作。虽然我们的分析从食物生产开始，但它远远超越了食物系统。

[1] Eugene P. Odum, Fundamentals of Ecology , 3rd ed.（Philadelphia: W. B. Saunders, 1971）, p.70.

[2] “FAOSTAT, Pesticides Use,”见联合国粮农组织在线数据库。David Tilman et al., “Forecasting Agriculturally Driven Global Environmental Change,” Science 292（Apr.13, 2001）:282.

[3] James Hutton, An Investigation of the Principles of Knowledge, and of the Progress of Reason, from Sense to Science and Philosophy , 3 vols.（Edinburgh: Printed for A Strahan and T. Cadell, 1794）vol. 2, p.483.

[4] Yinon M. Bar-On, Rob Phillips, and Ron Milo, “The Biomass Distribution on Earth,” Proceedings of the National Academy of Sciences 115, no. 25（June 19, 2018）．也参见Vaclav Smil, Harvesting the Biosphere: What We Have Taken from Nature （Cambridge, MA: MIT Press, 2013）, pp.226-229; Vaclav Smil, The Earth's Biosphere: Evolution, Dynamics, and Change （Cambridge, MA: MIT Press, 2003）, pp.186, 284。

[5] Natalie Halbert et al., “Where the Buffalo Roam: The Role of History and Genetics in the Conservation of Bison on US Federal Lands,” Park Science 24, no.2（2007）:23; Francis Kelliher and Harry Clark, “Methane Emissions from Bison—An Historic Herd Estimate for the North American Great Plains,” Agricultural and Forest Meteorology 150, no.3（Mar.15, 2010）:473-477; C. Harcourt, V. M. Basilov, and V. G. Mordkovitch, “Hunting on the Prairies of North and South America,” in Prairies Ecosystems （Farmington Hills, MI: The Gale Group, 2000）, pp.178-179.

[6] Christopher Ketchum, “The Rogue Agency,” Harper's Magazine 332, no. 1990（Mar. 2016）: 39; Tom Knudson, “Wildlife Services Deadly Force Opens Pandora's Box of Environmental Problems,” The Sacramento Bee, Apr.30, 2012.

[7] Millennium Ecosystem Assessment, Ecosystems and Human Well-being: Synthesis （Washington D.C.: Island Press, 2005）, pp.5, 36, 38．也参见Millennium Ecosystem Assessment, Ecosystems and Human Well-Being: Volume 1, Current State and Trends , ed. Rashid Hassan, Robert Scholes, Neville Ash（Washington D.C.: Island Press, 2005）, p.105; Anthony D. Barnosky et al., “Has the Earth's Sixth Mass Extinction Already Arrived?” Nature 471（2011）。