地下水为甲壳类动物和其他微生物

提供了极其富足的生存空间。

这些微生物盲目地在黑暗的河流里穿行，

可能也曾通过饮用水进入到您的早餐咖啡里。

水不仅可以通过洄游的鱼将营养物质带给森林，而且还可以将一定数量的营养从那里带出。这源于水的特性和重力作用：水往低处流——一个众所周知的原理。这一看似乏味的过程，却影响着一些比较重要的东西，比如，整个自然生态系统。

首先请将我们的目光投向过去。这个星球上所有的生命体都需要营养素，比如矿物元素和氮磷化合物。这些营养素决定了植物生长的强度，进而影响到所有动物的生存。这里提到的动物指的不再只是鱼，而是也包含我们人类自己。人类是如何参与到这个生物循环中的，我们的祖先给出了最好的范例：首先人们为了获取居住所需的场地与建筑材料，把树林都砍伐殆尽，随后农民们在这片空旷的土地上开始农业耕作。

起初一切都还正常运作，因为每平方公里的土地上，有数万吨的二氧化碳以腐殖质的形式保存了下来。然而之后因为没有了树荫的庇护，土壤变得很热，地底深处的细菌与真菌也变得活跃起来，这些棕黑色软绵绵的腐殖质开始慢慢分解。二氧化碳以及连带的养料一起被释放出来，就出现了一种过度施肥的效果，然而那时的人们还很渴望出现这样的效果：如此丰盈的农作物产量赶走了饥荒，带来了旷日持久的黄金年代。直到有一天土地的耕种能力慢慢消减，而那时还没有综合肥料，那些少得可怜的牲畜粪便完全不够用，所以最后田地还是变贫瘠了。

然而在这种贫瘠的土地上要长出草来还是没有问题的，因此这片贫瘠的草地又被当作牧场使用。但是，从牲畜身上产生的养料最终还是会转移到别处，因为人们不会把被屠宰的牲畜留在牧场，而是带回家去食用。由于缺乏了生物养料，于是土地变得愈发干裂，那些牛羊不吃的植物，比如欧石楠和刺柏，占地数量越来越多。最后剩下一片被彻底毁掉了的耕地，上面几乎什么都种不出来。如今，我们在夏天看到大批羊群穿越这片刺柏和石楠的时候，会觉得这样的草原很浪漫。然而我们的祖先与我们恰恰相反，他们认为繁茂的石楠树是贫穷的象征。

当人造化肥被发明出来后，人们可以尽情地在那些贫瘠的土地上播撒营养素，于是许多石楠地开始有些经济价值。而剩下的一小片没有经济价值的地，如今被圈起来当作自然保护区，当然这是题外话了。我们先辈所做的，无异于进行了一场快进模式下的大规模试验：他们加速了正常的养料释放，然后很不情愿地证明土地失去养料补给后所带来的严重后果。

我当然不愿意回到那个没有化肥的年代，因为那将意味着，我们自身又要参与到生物循环里。我的父亲所经历过的，很好地解释了这意味着什么。在战后那几年，父亲一家照顾着一个蔬果园，那是家中食物的重要来源。那时候很少有化肥，所以家里粪坑里的粪便就会被拿来浇灌菜圃，随后大头菜和黄瓜会吸收那些粪便中的养料，最后被摆放到餐桌上，同时出现的还有一个意想不到的附赠品：肠虫。它们同那些天然的营养素一起，一路扭动着，从厕所到菜园，再到饭桌。然而，就算是这种令人倒胃口的回收利用，也难以避免这类营养循环最终走向枯竭。

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至此我们再说回到水。水是一种溶剂，许多重要的物质都能溶解在水里，再被植物的根系所吸收。虽然水把各种营养素带离地面，但只要植物死后再被细菌和真菌分解成各种元素，这些营养素就还能重新回到地里，至少这是最简化的水循环理论。通常情况下，雨水会渗透到地表以下很深的层面，直到抵达地下水。而水在向下至深处的途中，携带了所有的优质物质，并将这些营养物质留给了树及同类植物。另外液体肥料也同水一样，经常被大量喷洒到草地和田野中，然后带着大量细菌，抵达好几层楼高的地下水库深处，最后出现在我们最重要的食物中。这也解释了为什么我们的饮用水越来越频繁地需要用氯气来消毒。

站在自然的角度，水这种向下输送养分的特性对我们脚底下的这个生态系统至关重要。在地底深处，也存在着无数的物种，它们依靠地面上的生物排出的残留物而存活。

然而，在我们最终得出结论之前，我还是想先提一下水的破坏力。因为雨水并不总是一点点缓慢地渗入松软的地表，继而储存为地下水的，当猛烈的暴雨降临时，雨水会灌满土壤中的空隙，使这天然的排水渠道因积水过满而外溢。一旦土壤已经达到饱和，只要再下一场大雨，随后就有一些褐色的污水流入附近的小溪，同时带走许多有机物质。所以，如果您在散步的时候恰巧遇到坏天气了，那么您便能观察到这样的现象：草地和田野上的排水沟里的水变得浑浊，这正说明部分泥土被水带走了——这些珍贵的泥土很快就会一去不返，过不了多久土壤就可能变得越来越疏松。

当然那也只是可能。实际上幸运的是，大自然恰恰为了阻止上述情况发生，做出了相反的调节。对此森林首担重任，在一场大雨过后，雨水首先附着在树冠上，然后慢慢地滴到土壤里，这样降雨的速度就得到了减缓。正如一句老话所说：森林里总要下两次雨。树叶的作用就好像刹车片一样，让倾盆而下的雨水缓慢又均匀地抵达地面，使得地面能充分接收雨水。而树干上那些松软的苔藓和老旧的树皮也做出了一些贡献，它们可以拦截过量的雨水。那些苔藓就像绿色的软垫，可以储存相当于自身好几倍重量的水，这些水最后再慢慢地全部流向周围的土地。经过这样的过程，土壤侵蚀就几乎不会出现，所以大部分古老的森林土壤都十分松软而深厚，就好比一块巨大的海绵，可以吸收并储存大量的水。完好的森林可以为自身修建一座蓄水池，并维护好它的蓄水功能。

如果没了树木，这样的状况将发生彻底改变。相比之下草原还可以对暴雨稍微起到缓冲的作用，但是田地就完全没法对抗重重摔打下来的雨点，大雨破坏了适合耕作的土壤结构，土地向下排水的缝隙也被泥浆堵塞。庄稼地上只有短短几个月覆盖着一些农作物，比如玉米、土豆或萝卜，而在其他时间，大片庄稼地完全暴露在糟糕的天气下，得不到任何保护——这是一种大自然始料未及的状态。于是，当一阵暴雨噼里啪啦打在地上时，水不再渗入地下，而是留在表面变成了洪水。

说是“洪水”并不夸张：一片厚厚的乌云可以在每平方公里降下3万立方米的雨水——而且发生在短短几分钟内。如果任意一个环节没有遵循大自然应有的轨迹，或者更具体地说，如果没有植物来放缓雨水渗入地表空隙的速度，那么大雨就会迅速在地表留下一条条深沟，慢慢形成涌动的溪流。此外，地势越陡峭，水流速度越快，就会有越多土地被侵蚀，而2%的坡度就足以让我们措手不及，并且带来巨大的损失。

您是否曾经问过自己，为什么考古发现的宝物都是从地底下挖出来的？其实它们理应存在于地面上，充其量只是上面长满草和灌木。还有，为什么山脉不会一直变高？因为山的形成是大陆板块互相撞击的结果，正是这种自然界的“事故”让它拔地而起——就是这样的形成过程，决定了已经矗立起来的山不会再接着变高。

一方面山不会持续长高，另一方面现今发现的古罗马时代的钱币都深埋在地底下，而这两个不同方面的事实却具有相同的原因：土壤侵蚀。陆地的海拔比海洋高，这又是一个众所周知的事实，而依靠乌云，陆地能持久得到水的供给。这些水向下流去，直到某一天再次回到海洋这片发源地。在这个过程中，水总会带走一些土，再不知不觉地冲走一些山上的沙子，而地势越陡峭，水流得越快，这一过程也越剧烈。然而，并非普通的陆地降雨和潺潺流淌的小溪形成了我们现在的地貌，而是一些极端的天气状况。比如要是下了一整个礼拜倾盆大雨，河流发了大水，那么山脉就要遭殃了。大水可以动摇山石，带走很多泥土，以至于洪水变成了淡褐色，而且相当浑浊。这便是土壤侵蚀的形成过程以及带来的后果。

而当大雨过后，河流又重新恢复平静，到处可见新的河岸——都是之前的斜坡被雨水猛烈冲击后形成的。当积水重新流回它原有的河床时，山谷里的残留物会形成一层薄薄的泥土层。泥土由灰尘和水组成，灰尘又包含了细小的沙化的石头，最终这些小碎石慢慢地在原来的山谷里形成一块山石。山谷还依靠那些褐色的洪水得到肥料，尼罗河就是最好的例子。因为物产丰富的河岸带来了欣欣向荣的农业，所以古埃及文化才得以发展，食物充足了，也就意味着人们可以把大量的时间投入到其他事情中。

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现在让我们重新回到森林。有人欢喜有人忧，这回轮到树木发愁了，它们从山底到山顶成倍地增长，在山顶，它们也同样需要充足的养料且宽阔的土地。然而地势越高，山坡就越陡，土地侵蚀也就越厉害。所以高坡上的树不如坡底下的树长得高。尽管如此，它们还是能够牢牢抓住周围每一寸土地，顶着自然的压力向上生长。地面每降低1毫米，就意味着每平方公里上失去了1000吨土。按照中欧农用地平均每年每平方公里失去200吨土来计算，100年后地面将降低2厘米。

极端情况下，100年内也可能有50厘米厚的土壤消失。在我负责的林区里就可以观察到长期的土壤流失对森林造成的后果。我负责的林区里有一座小山，一侧山坡上有一片山毛榉林，即使是最陡的一段山坡，也有两米厚的结实的土壤层。我之所以了解得那么清楚，是因为那里被规划成一片“永恒森林”，即一片用来保护古树和安葬用的林子。但那里可否向下挖掘用于安葬，确切地说：骨灰盒到底能不能被埋放到80厘米深的地底下，必须经过官方调查。于是，某个地理学家受委托来调查此事，得出了令我们非常惊讶的结论，他的解释是：“这片森林肯定在这里矗立很长一段时间了”，大约4000年前这些山毛榉树就已经在这里生根发芽了。

然而，在山的另一侧却只有一部分光秃秃的乱石，曾经厚实的土地已经消失得只剩几厘米厚。很显然这里曾在中世纪的游牧经济中被开发为草原，虽然草原的抗土壤侵蚀能力比农田要好很多，但是结果仍然致命：在过去的100年中，地面降低的总量由几毫米积攒成了几米，土地被附近的阿姆斯溪所淹埋。

现在您也该清楚，它的名字从何而来了：失去了土壤层和腐殖层，曾经多产的土地逐渐变得贫瘠，饥荒接踵而来。事实上，阿姆斯溪沿岸曾经有1870人死于饥饿，人们必须用大篷车把食物从科隆运到这个村子来。那些科隆来的人常常遭遇到土匪的袭击，就像在荒野的西部所发生的那样，而这所有的一切都归根于森林被砍伐光之后的土壤侵蚀。

那么这一切可以从头来过吗？回答是可以的。即便重新恢复原样需要非常长的时间，就如同土壤慢慢被侵蚀一样久，但这仍然是一个令人欣慰的消息。我们做个假设，如果有一天，荒芜的土地重新被森林覆盖，地面也没有再下沉，那么到那个时候土壤层才真正开始重新生长。只要土壤侵蚀的速度低于新形成土地的速度，那么黄金般珍贵的土壤就会重新生成。而这土壤的源头是岩石，它们持续被风化成小颗粒，平均每年每平方公里的土地上就有300到1000吨岩石被风化，最后转化成泥土。这意味着土地厚度每年将增加0.3至1毫米，平均每百年就能增加5厘米。如此一来，阿姆斯山谷的乱石坡在大约一万年后能重新回到最初的样子，当时森林还未被砍伐用于人类文明——这一时间跨度相当于从上一次冰河时期直至今日。

这对您来说是不是太漫长了？然而大自然有的是时间，您只要想象一下树木的生长时间就明白了，举个例子，瑞典的达拉纳省有世界上最年久的云杉，已生长了一万年。如此看来，想要一切恢复正常，也只需要等待一代树长成的时间。

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在探究自然生态系统与物种间的关联性上，我们已经环顾了陆地上的各种生物。哦不对，这样说不确切。我们是环顾了地面以上的生物，那么地面以下又有些什么呢？地球终究是个三维世界，事实上在我们脚底下的地球层面还隐藏着更广阔的生存空间。对于这一地下空间，我指的不是前面所说的两米深的耕作层，这回我想请您把视线投向更深层。最终藏至地下3500米深处的，是细菌、病毒以及真菌。从地面向下500米，每立方厘米的物质中还蕴藏着上百万的生物。在黑暗的深处，氧气不再对呼吸起任何作用，而大多数情况下养料存在于石油、天然气和煤里，这些也正是我们人类发动汽车所需要的原料。

至今，人们对那些隐秘的生态系统里的生物，研究得并不多，其中所包含的物种为人类所知晓的也寥寥无几。粗略估计，地球上大约有10%的生物能源分布在岩石层上。至少在地球更深处，我们可以认为，人类至今的行为还没有可能对岩石层产生影响，前提是我们放弃开采煤炭矿山和地下露天矿。

在地底下隐藏着另一个分支系统，对此我们人类已经稍有涉足：那就是地下水。那是个非常特殊的生存空间，没有任何光线可以进入其中，那里也不会有冰霜。随着深度的增加，地底下的环境会从舒适温暖变得非常炎热，而且也很少再有养料存在于地下水中。当然在气候转变的时期，这就成了一个优势——在地底下几乎不会发生任何改变。尽管我们的脚底下是一片养料贫瘠的空间，但是在那里还是进行着一些生机勃勃的活动。好吧，或许那里并没有那么生机勃勃，因为至少在距离地面较近的层面里，一部分空间的温度远远低于10摄氏度，并不十分温暖，再加上缺乏养料供给，这也使得生物活动变得非常缓慢。在30至40米深的地下，温度徘徊在11至12摄氏度，再向下的话，每下降100米温度增加3摄氏度。

然而，那种所谓的地下越热生命体越活跃的说法，纯粹是骗人的理论。世界上活动最缓慢的生物，竟然是一种分裂繁殖的生物——细菌。许多同类别的细菌以惊人的速度繁殖（比如在我们的肠子里，有些细菌可以每20分钟就分裂一次，即成倍繁殖），而那些一千米深处的其他菌类，分裂的速度却极慢。正如《明镜周刊》报道过的，在一次美国地理学联合会举办的大会上，有人曾提到，有些菌类需要500年来完成一次细胞分裂。经历那么长的时间，不再有任何食物会变质，也不再有任何细菌导致的疾病会爆发，因为宿主（即我们人类）早在那些微小生物开始工作之前就已经死亡了。菌类的细胞分裂速度那么慢，是由它所处的不舒适的环境导致的。在地底下，高压与高温统治了一切。至今所保持的记录显示，微生物能在超过120摄氏度下存活，且依然能完成细胞分裂——当然是以它们自己的速度。

在这深埋地下的王国里，打眼一看，几个世纪以来几乎一成不变，但是事实并非完全如此，因为地下的世界都淹没在水里。只要一下大雨，就有水持续地从地球表面向下渗入，至少在我们所居住的范围内是如此，每年从天上降下来的雨水要多过重新蒸发掉的水分。假如情况反之，那么我们已经重新回到沙漠地带了，但是在德国有些州就出现了假设中的这种情况。让我们来看一些清楚明了的数据：在整个德国，每平方米的土地上，平均每年有481升水向外蒸发！在勃兰登堡周边的一些地方几乎没有降雨，这意味着，那里的地下水得不到足够的补充。当气候发生变化时，水分蒸发的速度更快，以至于地下水的补给被完全切断。然而这补给对于地下水不可或缺，因为还有其他地方会不断地消耗地下水。

地下水通过地表的“伤口”流出，就形成了泉。那些令我们欢欣愉悦的自然奇观，对其他某一种或者很多种生物来说绝对是个灾难。生活在岩石层里的甲壳类动物和蠕虫，会被这些地底下的水流突然冲到阳光底下，由于环境的突然改变它们很快就会死亡。此外，您也可以在冬天特别明显地观察到这种地下水外流的景象——它们的出水口位置不会结冰。地下水保持着10摄氏度左右的恒温，当周围全都凝固成冰霜时，这温度还需要一定时间降至周围冷空气的温度。在零下十几摄氏度的天气里还能看到微微流动的水，就足以证明那就是真正的地下水。

重新说回物种的丰富性。最新研究表明，地下水为甲壳类动物和其他微生物提供了极其富足的生存空间。这些微生物盲目地在黑暗的河流里穿行，可能也曾通过饮用水进入到您的早餐咖啡里。大部分的净水设备将地下水从地底深处泵上来，使得原本密不透风的生存空间被凿开了一个缺口。

难道有了自来水厂极其复杂的滤水装置，咖啡里还会出现小生物吗？不错，即使滤水装置再密不透风，还是会有一些愚笨的小生物，比如不足两厘米的栉水虱，越过那些污水处理装置，游到水管里愉快地生存。最终，这么一根在您地下室里的水管，也不外乎成了地下水层的延伸——这里也同样黑暗、凉爽而且洁净。最迟您也会在拧开冷水龙头的时候发觉到这一点——那原本就是地下水的温度。在拧开水龙头的那一刻，可能就会有个小东西失去平衡被水冲下来，它有可能兜兜转转最后还是掉落到咖啡杯里，继而进到您的胃里。然而栉水虱并不是管道系统里唯一的生物；很多类似的寄生者比它们更小，比如一些细菌。细菌可以在管道的内壁结出一层浓密的绒毛，并将管道内金属完全覆盖，所以在我们吞下的每一口水里，都会有它们的痕迹。

当然您还可以更仔细地往咖啡杯里看——但是您并不能发现大部分的不速之客（除了像栉水虱这样的大家伙），至少没有显微镜肯定发现不了。没有了光线，眼睛以及身体的颜色都没有任何意义，所以地下水里的生物通常都是瞎子，而且身体都是半透明的白色。没有光线还带来了另外一个问题：没有太阳就进行不了光合作用，也不会有任何植物产生养料。所以地球深处的微生物大军都依靠地球表面的施舍而存活。这里的施舍指的是动植物的生物质腐烂后变成腐殖质，然后随着雨水的渗透慢慢沉入地下深处。

在雨水下沉的途中，养料的形式发生了好几次转变，因为这里也同地球表面一样存在着食物链。大部分地下生物属于细菌群，它们到处定居，形成菌层（就像附着在水管内壁那样）。这些细菌层被最小的捕食者，如鞭毛虫和纤毛虫所吞食。幸好有了这些贪吃的小虫，要不然深层岩的孔隙总有一天会被堵住。而这些微生物也有它们的主人——太阳虫。它们稍微大一些，且有着进食它们同类动物的偏好。在地下存在着一个完整的生态系统，它几乎不为人类所知，除非我们为达成自己的目的，把它们同时也是我们的生命之源——水，从地底下泵上来。

再说回我们自己。我们清晨喝着咖啡，而那些“不长眼”的寄生物正待在里面。如果您一想到水杯中有细菌就会很反感的话，或许另外一个信息会对您有所帮助，使您放宽心：其实您自身就是那些微小生物的母体。您的身体除了有30万亿自身的细胞之外，也同时寄宿着许多细菌，大部分细菌分布在肠道里。上千种不同的细菌在您身体中闲逛，它们中的大部分对您的生命至关重要，例如它们帮助您抵抗疾病的侵扰，或帮助您消化一些难以消化的食物。既然那些微生物最终还是要从消化系统里被排出去，那么那些通过饮用水进到您体内的无害微生物真的有那么大关系吗？

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森林对于地下水非常重要，重要到乃至有些自来水厂会给森林所有者很多经济上的奖赏。其实这是一种自相矛盾。首先树木本身要消耗很多水，一棵缺水的成年山毛榉在炎热的夏季，一天内就要从土壤中吸收500升水。这些水将消耗在不同的方面，其中大部分通过树叶的气孔蒸发掉了。而在消耗水这点上，草就节省得多。

不过树还是有一个优点，尤其是德国国内那种阔叶树：它们依靠斜着向上支起的树枝汇聚雨水，然后那些汇聚的雨水一路顺着树干流进树根。我有一次在一个大雨天站在一棵古老的山毛榉树下，就观察到了这样的汇聚过程（请勿效仿！）。大量的水从树皮上流淌而下，使得树干底部都冒起泡沫来，那样子就好像新开的一瓶啤酒。

树木的这种吸水性就像一块海绵，将水分渗透进松软的泥土里。即使是再猛烈的阵雨也能像这样被吸收，然后慢慢向下进入地表层内。虽然树本身会再次变干，又会重新带走一部分水分——但是终究土地相对于树的根系来说，就像一个水库，在缺水时随时能供水——况且多余的水抵达更深一层，那里不再有植物的根系向上汲取水分，因为植物的根系长不到那么深。于是那些多余的水就慢慢汇聚成了地下河流。

然而在中欧，只有到了冬天才会有地下水的补给，因为那时候植物都冬眠了。山毛榉和橡树进入休眠期，于是雨水可以跳过树木的根系，直接进入到地底深处。而在夏天，森林里原本就少雨，土壤里所有的雨水都被树贪婪地吸收进来，用于补给树干了。

这一事实，让我对气候转变的现象陷入沉思。因为气候变暖影响了许多方面：高温下的树木也和人一样需要更多水分，再加上水分由于高温蒸发得更快，所以即便没有植物吸收水分，土地也会变得更易干旱。由于植物生长期变长了，相对的休眠期就会变短，而只有在休眠期，树林进入冬眠，土地才能得到灌溉。即便存在上述这些观点，在树林底下还是会形成新的地下水——只要今后我们不因为伐木而对其造成过度破坏。

然而空旷的草地或是富饶的耕地，却没有那么大的能力来吸收水分。在过去，野生的或圈养的动物用它们的蹄子将土地表面踩实，而如今大多数人用大型机械取代它们来干这些工作，效果还更好。土壤这块海绵被挤压变形，而与居家用的海绵不同的是，它再也弹不回来了。土壤几乎不能再吸收猛烈的降雨；雨水向下流淌，越来越快地形成细流，汇入下一条小溪（小溪再汇入下一条河流，最后淡水被引入海洋）。由此当地不再有地下水储备，而这一过程也加速了土壤侵蚀。

草地和耕地的空气热度远大于森林，而这热量更容易使土壤变得干旱。与此同时，那些植物生存所需的湿气更易挥发到空气中，再被空气带走，这更加剧了土壤干旱。

现如今，对地下水最大的威胁并不是气候转变，而是为获取燃料所采用的技术，尤其是液压破碎法。此法指的是利用高压将水泵入地下，以击碎岩石的方法。掺杂着沙粒和化学制剂的混合物使缝隙保持敞开，让石油和天然气得以向上喷涌而出。显然，大自然对这种粗暴的侵犯毫无防备。大自然的特性是永远保持稳定的状态，以及绝对缓慢。人们只能希望，不是所有地区都允许这种开采方法。

此外，森林为地下水提供了最后的保护。许多甲壳类生物生存在树根底下几百米深处，而树木正是这些甲壳类生物的隐秘保护神。然而这样的关系对于另一些动物则反之，那些动物同山毛榉和橡树的关系，可以说很紧张，比如说狍子。人们甚至完全可以认为，树和狍子的关系水火不容。 tP4657rXJY47HnKpQdvdYFT4vS4kJtyAejnJwCabDPvtFoewqi6QNW8nSoG34+I0