【書評.水:乾渴世界的希望】減緩移動的速度
前一陣子,香港迎來了幾十年來難見的乾旱,很多人於是乎思考到水的問題,思索怎樣去增加水的供應。留住更多的水迎接更頻繁的旱期,是好一陣子的討論熱點。這個思路,很「自然」地會把我們引到建立/保留更多的水利基礎設施的結論。
當我們談到「水利基礎建設」,通常會聯想到水壩、水塘、管道、抽水站、隧道、渠道、海水化淡廠等等人造物,比如說,埃及金字塔裏發現的銅管、美國加州複雜的灌溉系統、中國內地耗資5,000億元人民幣的南水北調工程。我們相信,在技術上已經克服如何從水源引水、處理及淨化用水、去污除臭之類的問題。只要有大型機械,只要有科技,一切有關水的問題都能迎刃而解——大型機械及工程系統將會決定了水的命運,大自然的難題不過是在等待被克服。
但擅長環保議題的媒體工作者朱迪絲.舒瓦茲(Judith D. Schwartz)在《水:乾渴世界的希望》裏告訴我們,其實生態並不是這樣的一回事。基建,Infrastructure,「structure」是指形式,「infra」則是拉丁語「下面」的意思,真正的水利基礎建設,其實是我們腳下的東西:土壤。
學校典型教育告訴我們,降雨會流入河流和海洋,透過蒸發後化成雲,再以降雨的型式回歸大地;又或者水會被植物吸取,然後透過蒸散作用(植物透過葉底的氣孔把水氣排到大氣中,你可以想像為樹木的呼吸)化成雲,又再降雨。但如果水利建設只着眼於眼見流動的水,則完全漠視了水在自然循環的另一面。
舒瓦茲引述斯德哥爾摩國際水資源研究所(Stockholm International Water Institute)水文學家馬琳.法肯瑪(Malin Falkenmark)指出,落在大陸上三分之二的降雨,其實最終都會滲入土壤中,而不是湖泊、河流或水庫這些地圖上看起來藍色的地方。法肯碼提出「綠水」(Green Water)和「藍水」(Blue Water)這兩種類別。綠水代表透過植物循環的土壤水分,藍水則指河流、湖泊等可以方便抽取作為家庭和農業用水的水資源。
綠水儲存了地球三分之二的水,而且它的功能不光是儲存而已,因為綠水的多少,會反過來影響可引用的藍水。任何雨水在接觸地面的時候,都會經過以下四種情況,水滴有可能:一、往上蒸發(或透過植物蒸散);二、橫向流動,變成地表徑流(即我們肉眼可見的流水);三、往下滲透變成深層排水,儲存在含水層裏(我們所理解的地下水);四、在往上述三個方向移動之前,先留在土壤中。
舒瓦茲引述澳洲土壤學家克莉斯汀.瓊斯(Christine Jones)說,降雨停留在土壤中的時間,是決定集水區生機的重要因素。我們可以想像,其實降雨並不溫柔如斯,每顆雨滴就像小型炸彈猛烈轟炸土壤,把土壤炸飛濺開,如果土壤之上沒有植物的樹冠與葉子先承受連綿不斷的「雨炸彈」的衝擊,減慢水滴直接打到地面的時間,好讓土壤慢慢吸收水分;如果土地之上因為不斷的砍伐植被而變成裸地,又或如果土地被填入水泥的話,水就無法被吸收變成地下水,又再回到河流,或者供以取用,水反而會變成地面徑流,被太陽直接照射而蒸發;或暴雨導致水浸,無法被土壤吸收,繼而迅速流入大海。比如說,在津巴布韋的炎熱氣候裏,約四毫米的降雨在一天之內就全部蒸發了;可是,雨勢大起來,本來乾旱之地又會因為土壤之上沒有了緩衝而一下受水過多,演變成水災,到頭來,水化成海,卻還是無水可用。
要面對缺水問題,不僅僅是下雨多少的問題,而是我們如何把水留住的問題。而把水留住,也不是只得建造人造儲水物之法。把水好好留在土壤之中,是我們需要的思考。
怎樣的土壤才能留住水分?地面與地下水流裏頭,有我們稱之為土壤團粒(Soil Aggregate)的東西,這是小型的水利基礎結構,是多數人看不見的領域。土壤由破碎和風化的岩石礦物(沙、石、淤泥和黏土),腐爛的植物和動物體(又名有機物)、活的生物體所組成的,當中有空氣和水不斷穿流其間。如果生態活躍之時,亦即有數十億個的植物、真菌和微生物在活化土壤,就會形成土壤團粒。土壤中的微生物,尤其是真菌,會分泌生物膠,根和生物也會形成生物絲,把黏土和淤泥黏在一起。所以我們平常所見,良好的土壤往往呈黏稠團粒狀,而不會像沙一樣一拿上手就散落一地。
好的土壤團粒有良好的穿透性,讓空氣和水穿透其間,如果用大型機器過度翻土則會讓翻出來的泥土變乾,而且也會破壞土壤團粒本來的結構,讓水無法儲存其中。另外,使用農藥會一併把有益的微生物與真菌也殺掉,使土壤貧瘠,結構破壞而鬆散,無法儲水。如果土壤團粒好的話,則可以儲水,提供給植物生長的水分。當植物生長進行光合作用時,會把大氣之間的碳吸收以形成糖,這些液化的碳水化合物中,有部分是溶解的有機碳,會透過根部向下移進泥土當中。
土壤中的碳每增加1%,每畝土地可以多容納兩萬加侖的水分。當植被被刪除,土壤裏的碳就會減少,當土壤裏的碳直接接觸到空氣,就會和氧結合,化成二氧化碳。
大氣中過剩的二氧化碳裏,約有三分之一可以歸因於農作方式破壞土壤團粒,使土壤裸露,導致土壤碳流失所致。不僅農業上如此,為了挖掘化石燃料而造成土壤暴露(井場、道路、管道),對土壤團粒的破壞更快,更多土壤碳被釋放。
而接下來的故事,我們也知道,當過多的碳氧化到大氣層裏,就會加劇全球暖化,帶來更多極端氣候,譬如洪水、旱災、熱浪、颶風和龍捲風,然後惡性循環出現,更多的土地無法養育植物,再次使更多的土壤裏的碳釋放到大氣之中……舒瓦茲說,自1930年代開始,人們就已經了解土壤團粒的作用,可是後來大家也就遺忘了,人們以為可以靠科技,例如灌溉、化肥或其他化學物來取代土壤的功能,但其實土壤團粒裏有的不只是各種化學元素,更重要是一個有機的生態關係網——「多元的植物不僅為在地的動物、昆蟲和鳥類提供食物和庇護,也為集水區效勞。植物的生命(尤其是根部很深的植物)可以支持水循環:它們留住了土壤,累積了土壤碳,促進土壤團粒的形成,讓土壤變得像海綿一樣容易吸收水分。此外,植物也有助水分蒸散,土地上覆蓋着植物時,蒸散作用可以調節土壤溫度,把水留住。」
植物不僅僅留住水分,也能夠創造出更多的降雨。《亞馬遜地區的未來氣候》這份研究說明了數十億棵樹木的亞馬遜雨林如何為大半個地球供水,擔任「環境調節機」。文件指出大規模的密集雨林是「綠色海洋」,其水分蒸散浩瀚,以及和空氣與風的持續交流,就像藍色海洋一樣。盤旋在亞馬遜雨林上的雲,就是飄浮的水氣,一波又一波移動的濕度,累積後又降落於雨林,被土壤吸收,透過蒸散作用而循環成雲,甚至會飄到雨林周遭的地區,製造雨水。
2013年,加拿大卡爾加里大學學者史考特.傑斯可(Scott Jasechko)和同仁在《自然》雜誌上發表了一份研究報告,顯示全球從大陸傳到大氣的所有水分中,植被的蒸散約佔80%至90%,只有約10%的水分是直接來自土地或水域的蒸發而沒有植物作為蒸散的中介。換言之,植物不只是吸水者,更是造水者。
當然,我們也知道,植被作為蒸散中介所佔的比率,在日益頻繁的大規模砍伐下,正慢慢減少。亞馬遜地區有30萬平方英里的森林遭到砍伐,規模相等於兩個德國,或者是1.84億個足球場。
減少雨水對土壤的衝擊,讓土壤吸收雨水,讓植物轉化碳到土壤,讓微生物與真菌養育土壤團粒,讓植物吸水再蒸散,減慢雨水流到海洋或者被太陽直接蒸發的速度……這一切都指向另一種重要促進水文功能的方法——減緩水的移動。這和建造筆直的人工水泥管道更快儲水,建造更大的水塘集水,打開水龍頭有更快更多的水流都是背道而馳的。在乾旱頻繁、在講求速度的年代,我們是不是該要換個理解世界的方法?
《水:乾渴世界的希望》作者:朱迪絲.舒瓦茲出版社:台灣馬可孛羅
上文刊載自第118期《香港01》周報(2018年7月3日)《缺水危機下的護土反思》。
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