农业遗产的当代创新:葛类作物栽培传统在废矿渣堆积场生态修复中的可行性探索

2020-03-03 06:10杨庭硕
贵州民族研究 2020年12期
关键词:矿渣作物生态

杨庭硕

(吉首大学 历史与文化学院,湖南·吉首 416000)

一、问题的缘起

在中国辽阔的土地上,各类矿藏分布极广,储量极大,矿种复杂多样,开发历史久远。到了当下,不同时期开采的矿场或已废弃,或即将废弃,而矿藏冶炼后遗留的有毒矿渣堆积,即使经历了数百年,乃至千年的历史岁月后依然寸草不生,成了生态修复的头等难题。

当下,在面对废矿渣堆积场的生态修复难题时,若将治理与土地资源利用人为地分割开来,肯定是一种不能令人满意的办法。理想的治理对策应是,必须在追求治理的同时,还要对土地资源作出高效的利用,甚至助推某些产业的兴盛,特别是让能够产生名特优产品的传统农业文化遗产重返光明,那才配称之为利国利民的有益探索。可见,探讨一种具有更高普适性的有效对策,显然可望成为当代生态修复的创新式突破。我们将葛类作物栽培传统用于废矿渣堆积场的生态修复思路,正是为此而作出的实践探索。

葛类作物是指已被古人驯化并在历史上广泛种植和利用的豆科葛属20多种植物的总称。葛类作物的推广种植和利用具有多重的优越性,主要体现为3个方面。

首先,就大面积的推广种植而言,葛类作物的生物属性与其他草本粮食作物相比,具有难以替代的独特价值。该类作物普遍为藤本植物,栽培种植时对土地资源选择具有鲜明的广普性,其它禾本科粮食作物无法生长的地方都可以种植,并能顺利成活,稳获丰收,无论是在森林、草原、砂砾堆积层、河流洪泛堆积层,还是在丘陵、石山等地区栽培都毫无障碍。该类作物在我国的大地上,除了极寒极旱地带外,几乎到处都可以广泛栽培,并顺利生长,因而能够为广大地区的生态恢复做出巨大贡献。

其次,葛类作物具有多重的利用价值。其根,可以作粮食食用,食用后残留的葛根渣,还可以成为优质的造纸原料;其藤蔓,可以提取纤维以供纺织、造纸使用;其花,可以入药;其籽,也可以像大豆那样进行加工后食用;甚至是该类作物长出的寄生虫(俗称葛版虫),也是我国南方好几个少数民族公认的美味食材[1]。此外,品质较差的半野化葛类作物,还可以成为牛、山羊、猪的优质饲料。这是一种具有综合利用价值的农作物。我国人民驯化并规模种植该类作物,其实理应称之为是我国优秀的农业文化遗产之一[2]。

最后,葛类作物推广种植后,具有极为鲜明的生态修复和维护功效。因为,这种藤蔓植物生长速度极快,对地表实现快速性覆盖的效率极高,一株旺盛生长的葛,2年内就可以将周边近50平方米的地表彻底覆盖。在生态修复和维护地区,葛类作物将地表覆盖后可发挥如下一些重大的生态价值:在葛类植物的荫蔽下,地表的苔藓植物和蕨类植物就能获得生长的机会,从而在很短时间内快速将裸露的地表覆盖,提高了土壤的保水能力,有效抑制坡面水土流失;葛类作物覆盖地表后,还可以支持其他灌木类和乔木类植物的生长,从而能够形成一个能够自力更生的生态系统;葛类作物还以其优质的蛋白质和脂肪吸引多种动物觅食,蠕形类、节肢类、昆虫类、爬行类、鸟类和哺乳类等动物都能够对它实施兼容性觅食,从而支撑起数量庞大的食物链聚合,能快速地提升所在地的生物多样性水平。可以说,葛类作物可以发挥比其他草本粮食作物更大的生态价值,可以称得上是一种生态修复中的理想“先锋植物”[3]。

正因为葛类植物具有特殊的经济价值和生态维护价值,中华各民族在遥远的古代就驯化了这种有用的植物。查阅先秦典籍后不难发现,华夏各民族的先民,早在3000多年前就已经广泛植葛和用葛了,并在先秦典籍中留下了斑斑可考的准确详实记载[4]。

到了秦汉时代,随着大一统帝国的形成,葛类作物的栽培和利用开始由盛转衰[5]。其间的政策原因在于,这一类型粮食作物产出的粮食品种,不能实现长途运输和长期的储存;其产量又很难纳入统一的度量衡制度,去作出准确的计量;对其产品质量的评估,也因加工工序和劳力投入复杂而难以划一,仅单凭成品的市场价值去推知其劳力和智力的投入很难做到精准到位。葛类植物产品的这些特征,均不利于食物税收时代国家行政体制的运转,不可能得到大一统国家的接纳和认可,更不可能成为国家税收的主粮作物,因此,发生由盛转衰的递变也可以说是情理之中的事[6]。此外,由葛类作物产生的其他产品,也很难得到国家的官方认可。

用纤细的葛类纤维制成的“夏布”,其精美程度与马王堆出土的单丝罗制成的最薄的内衣相差无几。但要织出这样的葛布,就需要从葛的培育时就得着手精准管理,必须确保葛藤在3~8米内,不出现一根侧枝。《诗·王风·采葛》有言:“彼采葛兮,一日不见,如三月兮!”[7](P65)。其具体含义是说,种植葛的妇女,每天都得巡视每一条葛藤,以确保葛藤的纤维不会打结,以产出制作最优良葛布的原料。在一亩地中,葛藤数量一般要到达几千条,而要确保每一条葛藤都不长出分枝和打结,其劳动投入的艰巨可见一般。然而,这样的巨大劳动投入也说不上冤枉,因为巡视时采下的嫩葛叶也是当时日常食用的蔬菜[8]。至于精美的葛布葛衣如何制造,其间涉及到的智力和劳力投入,《诗·周南·葛覃》[7](P4)有详实可靠的说明,只需要参考历代的注释,其技术难度之高,加工之艰辛,纺织女工的辛劳,即可获得一个全局性的认识。

从上可见,正因为葛类产品的质量评价难度大,以至于秦汉已降的各王朝是否考虑将葛类产品列入贡品时,就遭逢了严峻的挑战。最终,葛类作物在官方层面日益被边缘化,在秦汉之后的历代正史“食货志”中,都将葛类纤维产品列为最次的纺织品。到了明清两朝,葛类植物食用价值也无人提及了,相关文献还将其定义为“野草”,田间“杂草”,甚至是“恶草”。仅仅在我国西南的某些少数民族文化中,对其利用的技术还有所保留,如湘西地区的苗族乡民,依然活态传承着传统的植葛产业[9]。在田野调查中,不仅能够对其当代的活态利用价值获得有力的实证,还能对其历史上辉煌时期的特殊价值获得贴近真相的复原。

回顾葛类作物与中华各民族之间的文化生态互动变迁历程后,这种极为有价值的作物及其相关的农业文化遗产,在长期的历史进程中被埋没了,相关的技术逐步被世人所淡忘,其不可替代的生态效用更是无人问津。如果能够助推此项亟待申报立项保护的农业文化遗产和矿渣的处理有效融通,那将会是当代生态建设中的大好事。

二、技术路线的选择

对时下已有的有毒矿渣堆积治理对策进行归类后,相关技术思路大致可以归并为3个大类。其一,选种既有抗毒、抗不利环境的植物物种作为“先锋植物”实施密集种植,以期尽快覆盖地表。一旦这些植物成活,那么,那些难看的矿渣堆积场就可以初步变绿,生态修复的项目即可宣告完成。其二,实施“客土填穴种植”,这是考虑到矿渣的毒性以及不利于植物生长的本质属性,希望通过从其他地方搬运有活力的土壤,开穴填上“客土”再种植相应的植物,以实现矿渣堆积场的初步变绿。其三,实施客来肥土的全覆盖,将有毒矿渣堆积实施深埋,以便一般的植物都可以在表面的肥土层中正常生长。

上述技术路线选择,其出发点都在于认定废矿渣不能做出根本性的属性改变,都没有注意到废矿渣可资利用的另一面。以至于治理的最终的结果,都表现为不是治本,而是治标,只能做到表面观感上的生态恢复,这在第一类治理中表现得最为突出。就实质而论,该类治理对策完全可以定义为搞形式主义,其目的仅在于应付检查。上述技术路线的另一种缺失在于,单纯考虑土地空间资源的利用,根本不考虑在经济上的利用。第二类的治理办法就是如此。若采用该治理对策,即令收到了生态景观改变的成效,但形成的生物产品必然带有矿渣残留的毒性,也毫无经济价值可言。至于第三类的治理办法,其实是一种不计工本的相对彻底的治理办法,虽然治理成效比较可观,但经济成本却大得惊人,要在全国范围内普遍推行确实很难做到。

关键之处在于,上述治理办法都不是针对矿场残留毒性作出积极的应对,以至于治理完成后,甚至报了治理成功的喜讯后,矿渣的毒性依然没有解决。那些残留的有毒废弃物依然还会溢出,如重金属离子还将继续污染地下水源,蔓延后还会造成更大的污染,在提高地下水质时又会遇到更大的技术难题。可见,其间的缺陷和隐患,实属非止一端,轻率采用类似的对策,虽然对国家可以敷衍塞责,但对后世却会留下一系列的生态隐患。

总之,上述的3个大类治理对策都较少考虑生物属性中生命运行的积极性因素,3种对策均是一次性的治理,工程完成时收到的仅是短期内的治理成效,其后对长期而言几乎不会产生明显的作用。其治理的目标是种活了植物,让废弃矿渣堆积场表面变成绿色。但对于废弃的矿渣而言,其有害的因素非止一端,既有物理学的负效应,化学的负效应,生物学的负效应,还具有辐射性的负效应,即使表面变绿后,也难以抹去当地人民的记忆和由此带来的心理恐惧。

基于以上所述,新的治理对策目标就必须兼顾到生态效益和经济效益,既需要修复矿渣场的生态系统,又要考虑其经济上的有效利用;既要关注眼前的治理成效,还得兼顾到长远的治理目标。此外,在高度关注治理成本的前提下,启用最小的代价和最短的时间,将利用和治理在同一空间内完成,以确保治理和利用可以收到相互兼容、立竿见影的成效。为了达到这样的目标,新的技术路线选择就得助推传统技术和当代技术的有效融通,既要对传统技术取其精华,又要对当代技术的优劣作出裁断,在两者之间找到生效的结合点,实现两者的有效兼容,形成有治理成效的可积累态势。针对有毒矿渣堆积的生态治理难题,我们通过不断的实践和探索,认定葛类作物具有无可比拟的生态修复价值。启用传统的植葛农业文化遗产,可以发挥葛类作物的生物优势,可以助推传统与现代技术的融通,可望实现以上的治本目标,而且能够达到治理成本最小化,技术难度的最简化,社会效益最大化。

三、核心技术要点

这里所涉及的核心技术,是指实施此项治理对策最为关键和最具核心价值的技术配置框架。在具体治理不同类型的矿渣堆积场时可根据实际需要,调整一下核心技术的先后次序和实施力度,也可以针对特殊的需要配置其他的辅助治理技术,从而实现可资推广的普适性治本方略。

(一) 启用现代无土栽培技术

无土栽培是现代农业技术中的一大类栽培技术的总称。具体到此项治理而言,笔者建议可采用大型陶瓮作为栽培葛藤的基本装备。首先定制容量在1/5立方米到1/3立方米的大型陶瓮,安置到需要治理的废矿渣堆积场上,陶瓮设置的行株间距保持在5~8米之间。陶瓮设置完毕后,统一安装营养液配置管道。这里需要利用当代的滴灌技术,以便后期严密监控葛叶的生长样态和颜色,并能实现定时计量喷雾供给水分营养。最后采用营养繁殖法带根挖起有栽培价值的葛根移栽到陶瓮中,并用废弃塑料作为支架,将根部固定在陶瓮口,以便根部在陶瓮中生长。瓮口的固定和封口材料,要求对瓮内实施遮光,保温,但要求通气。

在该项技术操作中,由于作为生态恢复种植植物的水分和营养来源,与废弃矿渣可以以最小的成本实现完全隔离。因而产生的产品无毒无害,可以直接付诸实践运用,在实现生态恢复的同时,当年就可以获得可观的经济收入。长出的葛根,无需挖掘,从瓮中提出直接割取80%的块根之后,在切口处涂上生石灰粉或草木灰粉,即可原地放回瓮中继续生长,整个生长过程无需中断。同样,因为生态修复中植物的水分和营养与矿渣完全隔绝,从而长出的纤维也可作纺织之用,葛的其他部分,也可作饲料使用。由于葛藤生长极为迅速,而且可以向不同方向均衡蔓延,因而只需要两年的时间,即可将寸草不生的有毒矿渣堆积场彻底覆盖变绿,从而实现生态恢复的目标。同时,又能生产出能够满足食用和工业应用的生物产品,真正实现生态恢复与经济效益的兼容协调推进,实现双赢而不相冲突。

(二) 物种的反向配置法

此项技术在陶瓮植葛的空闲空间辅助应用。其目标在于,那些配置引进的物种成活后,可以和葛类作物形成自组织能力,能够独立运行的生态系统,并据此发挥整体性脱毒功效。

此前的矿渣治理方案,过分关注高大乔木的栽培,特别是少数有实际经济价值物种的配置,一方面忽视了多物种的复合配置原则,另一方面更是忽视了对低等植物的配置和低等动物的多物种引进[10]。以至于即令生态恢复所配置的物种,能够在不利条件下大体成活,并使这样的荒地初步转绿,但却不能形成具有自组织能力的人造生态系统,其后的管护培育还得不断地投入人力、物力和财力,去加以维持。这不仅增加了成本,恢复过程还得不停地引进其他的技术又增加了维护的难度,而且其配套的附属技术还会使普通的民众难以掌握,从而增加了可推广的社会性障碍。

矿山堆积场的有毒物质含量,虽然总量很大,但分布不均衡,存在的形势又复杂多样,因而并不会同时等量均衡地排除有毒物质,而是根据气象、水温的变化,机率性地排放分布不均衡的有毒物质,包括气态、液体和固态的有毒物质。这些非规律性释放出的有害物质,不仅会抑制其他物种的生长,甚至生态恢复所用的物种也会就地受到斑块式的伤害,还得因此付出更多劳力和财力去实施复垦和补种。在这样的情况下,如果用于生态恢复的物种是相对高大的高等植物,那么释放出来的有毒物质就很容易扩散到周边环境,从而对周边的生态系统,甚至是农田和人口构成直接的威胁。但如果在葛藤的荫蔽下,配备大量的低等植物,那么有害物质就能就地控制在矿渣场的大气底层内,防止有害物质的扩散,并能实现就地封闭,就地无害化处理。其间的科学依据在于,凡属低等的植物或动物,个体的生命周期很短,以至于在生存的过程中,生物体与周边物质能量的信息交流会得到有效的加快,交换量也可以得到极大的提升。如低等的苔藓植物等靠孢子传播,流水、风吹、动物的搬运都可以实现受损生物的自我恢复。因而一次引种后可以长期持续生效,不断地发挥生态恢复功效。

在实践操作中,除了葛藤之外,配置的低等植物还能够合成生命物质,可以产出食物支持低等动物的生长和繁殖。为加快协同推进的需要,有必要、有计划地通过人工引种的办法,向生态恢复区引进不同种类的低等动物,包括蠕形动物,软体类,节肢类等动物。由于这些动物的生命周期很短,繁殖能力强,在生长和繁殖过程中,部分个体受损并不会阻断物种的延续;而它们的存在却能够加快物质能量的快速循环,使有毒物品能够实现自然脱毒。这种通过自然的运行,诱导生态系统形成具有自组织能力的生态群落,就可望最终实现生态恢复的目标。

由于这项新的治理方略,并不是从高等植物和高等动物入手,而是更多地关注低等植物和低等动物的引进和优化配置,因而可以称为物种的反向配置法。关于反向配置的技术操作,有关的生物学家可以提供有价值的咨询。如多种以低等植物为食物来源的鸟类、哺乳类动物粪便就可以直接利用。这些动物粪便中含有的低等植物孢子,即使通过消化道消化后也不会失去其繁殖能力,将粪便收集起来用水稀释后喷洒在治理地区,地表就会很自然地长出各种各样的苔藓类和蕨类植物。

(三) 废液的就地循环脱毒法

此项核心技术,需要作出整体性的设置和安排,主要设施要配置在矿渣堆积场葛类作物生长的最低海拔区位,即被污染废水的集中出口处,其目的是让含毒较高的废水在治理区内进行第二次甚至多次的理化和生物办法反复脱毒处理,以免有毒物质污染周边的地下水。

大部分地区的有毒矿渣,都会在当地的环境下对截留的大气降水构成污染,从而使得废弃矿渣堆积场的最低水位点的地下和地表水带有一定的毒性。新治理方法的第三个核心内容,就是需要在接受治理的废矿渣堆积场上,按照3~8米的行间距挖掘浅沟,之后在20~30厘米深的沟中埔填各种具有吸附效用和脱毒性的有机和无机废弃物,或是枯枝落叶,或是人和牲畜的废物,或有选择地用有价值的固体垃圾废物。通过这些废物的吸附和降解作用,从中释放出能够支持毒性降低的有效成分。因而,只需要配置相应的提水装置和管道,将治理区最低海拔区的有毒废水提升到治理区高海拔地段,集中浸润缓释到所挖掘的浅沟之中,就可以实现自然脱毒,降低矿渣的毒性,长期循环操作后,最终都能够实现彻底无害化。比如在浅沟中适度地喷洒硫磺华,借助生态恢复过程中激活的生化作用,将硫磺华还原为硫化氢,从而使重金属离子通过就地发生沉淀反应实现无毒化。这样的做法,在时下的水体治理中,早就规模化地应用到了污水治理工程之中,只需借用类似的技术,就能做好相关的技术操作。本治理办法的优势,恰好在于能够最大限度地防止有毒物质的扩散和蔓延。

(四) 以毒攻毒式脱毒法

此项核心技术,是引进其他工厂排放的废液,在植葛生态恢复场地的地下,实施深层次的浸润缓释,以便通过中和沉淀的理化反应完成地下脱毒操作。鉴于近代以来以企业为单位独立运行的矿山开采,总是习惯于片面地追求利润的最大化,将生态责任置而不管,而且与其他企业和社会各界处于相互隔离的状态。当然,这是工业文明类型文化难以规避的“先污染后治理”普遍存在的负效应。本治理方法,正是针对这样客观存在的负效应,在各企业之间建立污染物的信息联通和共享,最终实现甲企业排放的废液对乙企业排放的废液具有中和作用,或沉降脱毒作用,或氧化还原作用。在这样信息共享的基础上,可以在其他企业排放的废液中,将有助于特定矿山的废弃堆积场脱毒的废液,运输到治理区内实施深层浸润缓释,以此达到加速脱毒速度的实效。在自然界里,以毒攻毒,相生相克,本来就客观存在,只不过脱毒的速度非常缓慢罢了。本治理的方案,仅是在于通过人工的干扰,采用以毒攻毒的方法加快脱毒速度。若根据矿渣的性质和规模交替配置、相续使用,那么当下中国矿渣堆积场的生态恢复就可望获得成功。

四、优势与不足

就优势而言,由于此项治理方略借助了传统与现代的融通思路,将利用与治理对象用最小的成本和代价,甚至是动用最原始的简陋装备,就实现了彻底的隔离。此前已有的各项矿渣治理方略,所需要动用大体量的物质搬运、翻动,以及用巨额资金引入脱毒原理等,这一切都一概可以免除。其生态恢复成本,比此前已有的各种恢复办法都省钱、省力,也省技术的投入,即使普通的乡民都可以无师自通,参与操作。这确实可以称得上是最低成本的整体性治理方略。

本治理方略还是一种全局性的人造次生生态系统的恢复方略,与此前的类似治理方略相比,它不仅可以做到让矿渣堆积场表面上的荒山变绿,还能通过人工重新创造一个次生生态系统,以确保能够在不需要人力投入的情况下,矿渣场内的生态运行能够自我修复,反复脱毒。本方案还具有绝对的安全性,治理成效的可持续性更是具有充分的保障。

更值得注意的是,这样的治理方略可以形成庞大的植葛和用葛产业,助推传统的农业文化遗产获得新生,做到传统与现代的高效结合。不需要引入现代化的农耕器具,就可实现不翻土收获;凭借传统的农具,就可收割可资利用的葛纤维和葛籽;也可以通过微型的电动交通工具,在葛藤的种植地内实现产品运输和富集的机械化。在葛藤覆盖下,生态自我恢复的能力还可以得到极大的发挥,为产业的转型切换预留了广阔的空间,一旦矿渣的脱毒达到预期的效果,那么自然长出的木本经济作物就可以置换掉葛产业,也可以通过草地和灌丛的培育,以发展相应的畜牧业置换掉葛产业。这一点,对于巩固扶贫成效、调节市场波动、满足人民的美好生活,都能发挥良好的奠基作用。

本治理办法的不足之处在于,由于这是尽可能采用纯自然的生物办法,并且尽量地借用了传统农业文化遗产的优势,以至于治理的时间相对偏长,治理过程中的现代监控难以预测,监控的手段和方法、以及主管部门的监管都需要获得充分的制度保障。否则的话,既难以证明该方案的有效性,也难以精准掌控各项治理对策的有效匹配和及时切换。

五、结论与讨论

鉴于生态民族学大力主张民族文化的类型不同,其核心价值就各不相同,因而评价得失利弊的标准就得互有区别。在中国历史上,在植葛用葛处于兴旺期的时代,中华各民族的先民们尚处于游耕类型文化的发展阶段,他们对葛这一作物的驯化、认知和利用具有其鲜明的时代性,也具有严格的地域性,还具有民族文化属性和生态属性。植葛用葛在当时之所以兴盛,乃是因为当时处于小国寡民的社会大背景之下,因而“葛”这一作物的劣势———难以储存、难以运输、难以分享等都隐而不现,但投资少、收获大、收入稳定、可利用面广、农牧兼容等优势则得到了充分的发挥。秦汉以后,中原地区进入了固定农耕时代,并形成了多民族统一的大国,随着疆域的扩大和民族文化的多样化,葛类作物的劣势也充分暴露出来,以至于秦汉之后的历代王朝都没有将葛类作物纳入税赋征收体系之中。这就导致先秦时期的农业文化遗产随着评价标准的改变而变得无用武之地,从而在固定农耕文化的评价体系之中变成了杂草、恶草。由此看来,不是葛类作物没有价值,而是制度变迁引发的评价结果才导致植葛用葛的由盛转衰。因而,如果正确地对待葛类作物的复兴,就得着眼于社会大背景下的变迁方向,才能找到助推其复兴的抓手和对策。

在当代社会,随着交通的日趋便利化和信息产业的新起,信息流动的频度几乎是以天文数字般地快速提升。这样一来,葛类作物的不利因素,在当代变得完全不成问题了,对葛的认识和利用也得到了全世界的接纳。最终,这种真正能够实现“藏粮于地”,又具有多重用途的古老农作物,其劣势反而变成了优势,并且其又可以得到了极大的放大和彰显,从而使利用相关的农业文化遗产积淀去处理历史上遗留下来的环境污染问题,在本治理方略中得到了可资利用的空间和社会背景。就这一意义而言,对待传统的东西要真正做到去粗取精,去伪存真,其间也存在着辩证法。秦汉时期,葛类作物被冷落,似乎已经成了定论,但这样的定论仅属于那个时代,不属于当代。当代社会的巨变,反而可以让以上的历史定论送进博物馆,从而为已经濒临灭绝的相关农业文化遗产在现代社会获得新生。就这一意义而言,此项治理对策,不仅是一项可资推行,并能够收到预期成效的有益探索,更是一个今后展开生态文明建设的理想尝试。历史上积淀下来的农业文化遗产,不管处于活态传承,抑或是送进了博物馆,只要遵循本治理方略的思路,在现代社会重放异彩都可以做到。

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