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答案可以在加利福尼亚州清水湖的惊人历史中找到。清水湖位于富兰塞斯库疗养院北面九十哩的山区，并一直以鱼钓而闻名。清水湖这个名字并不符实，由于黑色的软泥覆盖了整个湖的浅底，实际上它是很混浊的。对于渔夫和居住在沿岸的居民来说，不幸的是湖水为一种很小的蚋虫提供了一个理想的繁殖地。虽然与蚊子有密切关系，但这种蚋虫与成虫不同，它们不是吸血虫而且大概完全不吃东西。但是居住在蚋虫繁生地的人们由于虫子巨大的数量而感到烦恼。控制蚋虫的努力曾经进行过。但大多都失败了，直到本世纪四十年代末期当氯化烃杀虫剂成为新的武器时才成功。为发动新的进攻所选择的化学药物是和DDT有密切联系的DDD，这对鱼的生命威胁显然要轻一些。
1949年所采用的新控制措施是经过仔细计划的，并且很少有人估计到有什么恶果发生。这个湖被查勘过，它的容积也测定了，并且所用的杀虫剂是以一比七千万（1/70XlO 6 ）这样的比例来高度烯释于水的。蚋虫的控制起初是成功的，但到了l954年不得不再重复一遍这种处理，这次用的浓度比例是一比五千万（1/50X106），蚋虫的消灭当时认为是成功的。
随后冬季的几个月中出现了其它生命受影响的第一个信号：湖上的西方鸊鷉开始死亡，而且很快得到报告说一百多只已经死了。在清水湖的西方鸊鷉是一种营巢的鸟，由于受湖里丰富多采的鱼类所吸引，它也是一个冬季来访者。在美国和加拿大西部的浅湖中建立起漂流住所的鸊鷉是一种具有美丽外貌和习性优雅的鸟。它被你做“天鸦鸊鷉”是因为当它在水中荡起微微涟漪划过湖面时，它的身体低低浮出水面，而白色的颈和黑亮的头高高仰起。新孵出的小鸟附着浅褐色的软毛，仅仅在几个小时之内它们就跳进了水里，还乘在它们爸爸妈妈的背上，舒舒服服地躺在双亲的翅膀羽毛之中。
1957年对恢复了原有数量的蚋虫又进行了第三次袭击，结果是更多的鸊鷉死掉了。如同在1954年所验证的一样，在对死鸟的化验中没有能发现传染病的证据。但是，当有人想到应分析一下鸊鷉的脂肪组织时，才发现鸟体内有含量达百万分之一千六百的DDD大量富集。
DDD应用到水里的最大浓度是百万分之零点零二（0·O2X10 …6 ），为什么化学药物能在鸊鷉身上达到这样高的含量？当然，这些鸟是以鱼为食的。当对清水湖的鱼也进行化验时，这样一个画面就展开了：毒物被最小的生物吞食后得到浓缩，又传递给大一些的捕食生物。浮游生物的组织中发现含有百万分之五浓度的杀虫剂（最大浓度达到水体本身的25倍）；以水生植物为食的鱼含有百万分之四十到三百的杀虫剂；食肉类的鱼蓄集的量最大。一种褐色的鳅鱼含有令人吃惊的浓度：百万分之二千五百。这是民间传说中的“杰克小屋”故事的重演，在这个序列中，大的肉食动吻吃了小的肉食动物，小的肉食动物又吃掉草食动物，草食动物再吃浮游生物，浮游生物摄取了水中的毒物。
以后甚至发现了更离奇的现象。在最后一次使用化学药物后的短短时间内，就在水中再找不到DDD的痕迹了。不过毒物并没有真正离开这个湖，它只不过是进入了湖中生物的组织里。在化学药物停用后的第二十三个月时，浮游生物体内仍含有百万分之五点三这样高浓度的DDD。在将近两年的期间内，浮游植物不断地开花和凋谢，虽然毒物在水里已不存在了，但是它不知什么缘故却依然在浮游植物中一代一代地传下去。这种毒物还同样存在于湖中动物体内。在化学药物停止使用一年之后，所有的鱼、鸟和青蛙仍检查出含有DDD。发现肉里所含DDD的总数已超过了原来水体浓度的许多倍。在这些有生命的带毒者中有在最后一次使用DDD九个月以后孵化出的鱼、鸊鷉和加利福尼亚海鸥，它们已积蓄了浓度超过百万分之二千的毒物。与此同时，营巢的鸊鷉鸟群从第一次使用杀虫剂时的一千多对到1960年时已减少到大约三十对。而这三十对看来营巢也是白费劲，因为自从最后一次使用DDD之后就再没有发现过小鷿鷉出现在湖面上。
这样看来整个致毒的环链是以很微小的植物为基础的，这些植物始终是原始的浓缩者。这个食物链的终点在哪儿？对这些事件的过程还不了解的人们可能已备好钓鱼的用具，从清水湖的水里捕到了一串鱼，然后带回家用油煎做晚饭吃。DDD一次很大的用量或多次的用量会对人产生什么作用呢？
虽然加利福尼业州公共健康局宣布检查结果无害，但是1959年该局还是命令停止在该湖里使用DDD。由这种化学药物具有巨大生物学效能的科学证据看来，这一行动只是最低限度安全措施。DDD的生理影响在杀虫剂中可能是独一无二的，因为它毁坏肾上腺的一部分，毁坏了众所周知的肾脏附近的外部皮层上分泌荷尔蒙激素的细胞。从1948年就知道的这种毁坏性影响首先只是在狗身上得出实验结果而使人相信，因为这种影响在像猴子、老鼠、或兔子等实验动物身上还不能显露出来。DDD在狗身上所产生的症状与发生在人的身上的爱德逊病的情况非常相似，这一情况看来是有参考价值的，最近医学研究已经揭示出DDD对人的肾上腺有很强的抑制作用。它的这种对细胞的毁坏能力现正在在床上应用于处理一种很少见的肾上腺激增的癌症。
清水湖的情况向公众提出了一个面临的现实问题：为了控制昆虫，使用对生理过程具有如此剧烈影响的物质，特别是这种控制措施致使化学药物直接进入水体，这样做是否是有效而可取的呢？只许使用低浓度杀虫剂这一规定并没有多大意义，它在湖体自然生物链中爆发性的递增已足以说明。现在，往往解决了一个明显的小问题，而随之产生了另一个更为疑难的大问题。这种情况很多，并越来越多。清水湖就是这样一个典型。蚋虫问题解决了，对受蚋虫困扰的人固然有利，岂不知给所有从湖里捕鱼用水的人带来的危险却更加严重，还难以查明缘由。
这是一个惊人的事实，无顾忌地将毒物引进水库正在变成一个十分平常的行动。其目的常常是为了增进水对人们的娱乐作用，甚至考虑到花些钱必须把水处理得使其适合于饮用的目的。某地区的运动员想在一个水库里“发展”渔业，他们说服了政府当局，把大量的毒物倾到在水库里以杀死那些不中意的鱼，然后由适合运动员口味的鱼孵出取而代之。这个过程具有一种奇怪的、仿像爱丽丝在仙境中那样的性质。水库原先是作为一个公共用水源而建立的，然而附近的乡镇可能还没有对运动员的这个计划来得及商量，就不得不既要去饮用含有残毒的水，又要付出税钱去处理水使之消毒，而这种处理决非易事。
既然地下水和地表水都已被杀虫剂和其它化学药物所污染，那么就存在着一种危险，即不仅有毒物而且还有致癌物质也正在进人公共用水。国家癌症研究所的W·C·惠帕教授已经警告说：“由使用已被污染的饮水而引起的致癌危险性，在可预见的未来将引人注目地增长。”并且实际上于五十年代初在荷兰进行的一项研究已经为污染的水将会引起癌症危险这一观点提供了证据。以河水为饮水的城市比那些用像井水这样不易受污染影响的水源的城市的癌症死亡率要高一些。已明确确定在人体内致癌的环境物质——砷曾经两次被卷入历史性的事件中，在这两次事件中饮用已污染的水都引起了大面积癌症的发生。一例的砷是来自开采矿山的矿渣堆，另一例的砷来自天然含有高含量砷的岩石。大量使用含砷杀虫剂可以使上述情况很容易地再度发生。在这些地区的土壤也变得有毒了。带着一部分砷的雨水进入小溪、河流和水库，同样也进入了无边无际的地下水的海洋。
在这儿，我们再一次被提醒，在自然界没有任何孤立存在的东西。为了更清楚地了解我们世界的污染是怎样正在发生着，我们现在必须看一看地球的另一个基本资源——土壤。
《寂静的春天》
R。卡逊著
五 土壤的王国
像补丁一样覆盖着大陆的土壤薄层控制着我们人类和大地上各种动物的生存。如我们所知，若没有土壤，陆地植物不能生长；而没有植物，动物就无法生活。
如果说我们的以农业为基础的生活依然依赖于土壤的话，那么同样真实的是，土壤也依赖于生命；土壤本身的起源及其所保持的天然特性都与活的动、植物有亲密的关系。因为，土壤在一定程度上是生命的创造物，它产生于很久以前生物与非生物之间的奇异互相作用。当火山爆发出炽热的岩流时，当奔腾于陆地光秃秃的岩石上的水流磨损了甚至最坚硬的花岗岩时，当冰霜严寒劈裂和破碎了岩石时，原始的成土物质就开始得到聚集。然后，生物开始了它们奇迹般的创造，一点一点地使这些无生气的物质变成了土壤。岩石的第一个覆盖物——地衣利用它们的酸性分泌物促进了岩石的风化作用，从而为其它生命造就了栖息的地方。藓类在原始土壤的微小空隙中坚持生长，这种土壤是借助于地衣的碎屑、微小昆虫的外壳和起源于大海的一系列动物的碎片所组成。
生命创造了土壤，而异常丰富多彩的生命物质也生存于土壤之中；否则，土壤就会成为一种死亡和贫瘠的东西了。正是由于土壤中无数有机体的存在和活动，才使土壤能给大地披上绿色的外衣。
土壤置身于无休止的循环之中，这使它总是处于持续变化的状态。当岩石遭受风化时，当有机物质腐烂时，当氮及其他气体随雨水从天而降时，新物质就不断被引进土壤中来了。同时，另外有一些物质被从土壤中取走了，它们是被生物因暂时需用而借走的。微妙的、非常重要的化学变化不断地发生在这样一个过程中，在此过程中，来自空气和水中的元素被转换为宜于植物利用的形式。在所有这些变化中，活的有机体总是积极的参与者。
没有哪些研究能比探知生存于黑暗的土壤王国中生物的巨大数量问题更为令人迷惑，同时也更易于被忽视的了。关于土壤有机休之间彼此制约的情况以及土壤有机体与地下环境、地上环境相制约的情况我们也还只知道一点点。
土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。它们有着庞大的天文学似的统计数字，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。纵然这些细菌形体细微，但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总重量可以达到一千磅之多。长得像长线似的放线菌其数目比细菌稍微少一些，然而因为它们形体较大，所以它们在一定数量土壤中的总重量仍和细菌差不多。被称之为藻类的微小绿色细胞体组成了土壤的极微小的植物生命。
细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因，它们将动植物的残体还原为组成它们的无机质。假若没有这些微小的生物，像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的巨人循环运动是无法进行的。例如，若没有固氮细菌，虽然植物被含氮的空气“海洋”所包围，但它们仍将难以得到氮素。其他有机体产生了二氧化碳，并形成碳酸而促进了岩石的分解。土壤中还有其他的微生物在促成着多种多样的氧化和还原反应，通过这些反应使铁、锰和硫这样一些矿物质发生转移，并变成植物可吸收的状态。
另外，以惊人数量存在的还有微小的螨类和被称为跃尾虫的没有翅膀的原始昆虫。尽管它们很小，却在除掉枯枝败叶和促使森林地面碎屑慢慢转化为土壤的过程中起着重要的作用。其中一些小生物在完成它们任务中所具有的特征几乎是难以令人置信的。例如，有几种螨类甚至能够在掉下的枞树针叶里开始其生活，隐蔽在那儿，并消化掉针叶的内部组织。当螨虫完成了它们的演化阶段后，针叶就只留下一个空外壳了。在对付大量的落叶植物的枯枝败叶方面真正的令人惊异的工作是属于土壤里和森林地面上的一些小昆虫。它们浸软和消化了树叶，并促使分解的物质与表层土壤混合在一起。
除过这一大群非常微小但却不停地艰苦劳动着的生物外，当然述有许多较大的生物，土壤中的生命包括有从细菌到哺乳动物的全部生物。其中一些是黑暗地层中的永久居民，一些则在地下洞穴里冬眠或渡过它们生命循环中的一定阶段，还有一些只在它们的洞穴和上面世界之间自由来去。总而言之，土壤里这些居民活动的结果使土壤中充满了空气，并促进了水份在整个植物生长层的疏排和渗透。
在土壤里所有大个的居住者中，可能再没有比蚯蚓更为重要的了。四分之三世纪以前，查理斯·达尔文发表了题为《蠕虫活动对作物肥土的形成以及蠕虫习性观察》一书。在这本书里，达尔文使全世界第一次了解到蚯蚓作为一种地质营力在运输土壤方面的基本作用——在我们面前展现了这样一幅图画：地表岩石正逐渐地按由蚯蚓从地下搬出的肥沃土壤所覆盖，在最良好的地区内每年被搬运的土壤量可达每英亩许多吨重。与此同时，含在叶子和草中的大量有机物赁（六个月中一平方米土地上产生2O磅之多）被拖入土穴，并和土壤相混合。达尔文的计算表明，蚯蚓的苦役可以一寸一寸地加厚土壤层，并能在十年期间使原来的士层加厚－半。然而这并不是它们所做的一切；它们的洞穴使土壤充满空气，使土壤保持良好的排水条件，并促进植物的根系发展。蚯蚓的存在增加了土壤细菌的消化作用，并减少了土壤的腐败。有机体通过蚯蚓的消化管道而被分解，土壤借助于其排泄物变得更加肥沃。
然而。这个土壤综合体是由一个交织的生命之网所组成，在这儿一事物与另一事物通过某些方式相联系——生物依赖于土壤，而反过来只有当这个生命综合体繁荣兴旺时，土壤才能成为地球上一个生气勃勃的部分。
在这里，对我们有关的这样一个问题一直未引起足够重视：无论是作为“消毒剂”直接被施入士壤，无论是由雨水带来（当雨水透过森林、果园和农田上茂密的枝叶时已受到致命的污染〕，总之，当有毒的化学药物披带进土壤居住者的世界时，那么对这些数量巨大、极为有益的土壤生物来说，将会有什么倩况发生呢？例如，假设我们能够应用一种广谱杀虫剂来杀死穴居的损害庄稼的害虫幼体，难道我们有理由假设它同时不杀死那些有本领分解有机质的“好”虫子吗？或者，我们能够使用一种非专属性的杀菌剂而不伤害另一些以有益共生形式存在于许多树的根部并帮助树木从土壤中吸收养分的菌类吗？
土壤生态学这样一个极为重要的科研项目显然在很大程度上甚至已被科学家们所忽视，而管理人员几乎完全不理睬这一问题，对昆虫的化学控制看来一直是在这样一个假定的基础上进行的，即土壤真能忍受引人任何数量毒物的欺侮而不进行反抗。土壤世界的天然本性已经无人问津了。
通过已进行的少量研究，一幅关于杀虫剂对土壤影响的画面正在慢慢展开。这些研究结果并非总是一致的，这并不奇怪，因为土壤类型变化如此之大，以致于在一种类型土壤中导致毁坏的因素在另一种土壤中可能是无害的。轻质沙士就比腐植土受损害远为严重。化学药剂的联合应用看来比单独使用危害大。且不谈这些结果的差异，有关化学药物危害的充分可靠的证据正在逐步积累，并在这方面引起许多科学家的不安。
在一些情况下，与生命世界休戚相关的一些化学转化过程已受到影响。将大气氮转化为可供植物利用形态的硝化作用就是一个例子。除莠剂2．4…D可以使硝化作用受到暂时中断。最近在佛怫罗里达的几次实验中，高丙体六六六、七氯和BHC（六氯联苯）施入土壤仅两星期之后，就减弱了土壤的硝化作用：六六六和DDT在施用后的一年中都保持着严重的有害作用。在其他的实验中，六六六、艾氏剂、高丙林六六六、七氯和DDD全都妨碍了固氮细菌形成豆科植物必需的根部结瘤。在菌类和更高级植物根系之间那种奇妙而又有益的关系已破严重地破坏了。
自然界达到其深远目的是依赖于生物数量间巧妙的平衡，但问题是有时这种巧妙的平衡被破坏了。当土壤中一些种类的生物由于使用杀虫剂而减少时，土壤中另一些种类的生物就出现爆发性的增长，从而搅乱了摄食关系。这样的变化能够很容易地变