本文刊载于三联生活周刊2019年第41期原文标题农业一万年严禁私自转载侵权必究
人类进化史上有很多重要节点农业的发明无疑是其中最重要的一个人类之所以变成了今天这个样子与农业的发明有着直接的关系同理地球之所以变成了今天这个样子也和农业的发明息息相关
主笔袁越
夕阳下广西的水稻田稻米是中国最主要的主食来源之一视觉中国供图
最古老的城市
7月的以色列正是一年中最热的时候由于地处地中海东岸以色列的气候是典型的地中海式气候短暂的冬季温和多雨漫长的夏季炎热干燥放眼望去整个国家一片枯黄只有北部山区和依靠人工浇灌的农田里才能看到些许绿色
我和一群来自世界各地的散客拼成了一个旅行团在耶路撒冷登上了一辆巴勒斯坦牌照的大巴车开往位于巴勒斯坦境内的小城耶利哥Jericho这是圣经里提到过的一座古城在基督教里有着特殊的地位不过我并不是因为这个原因才加入了这个团而是因为耶利哥是人类历史上的第一座城市距今已有上万年的历史了
位于约旦河西岸有着万年历史的耶利哥古城视觉中国供图
我们的导游是个巴勒斯坦人一路上尽顾着骂以色列了介绍起景点来三心二意据他说耶利哥曾经是约旦河西岸的农业基地因为这里有一个永远不会干枯的泉眼虽然经过多年的开采泉水早已干涸但现代人发明了抽水机把地下水抽出来灌溉所以这里依然是巴勒斯坦人的粮仓该国三分之一的蔬菜水果产自这里
大巴车沿着盘山公路一路向下穿过成片的农田来到了耶利哥古城遗址这地方位于一个山谷的谷底海拔280米难怪会有泉水古城遗址位于一座小山包上最早是在1868年被发现的这地方的原住民喜欢在旧城的原址上再造新城所以这里的古迹都是按照年代分层的距今最古老的城市在最下面考古学家们直到20世纪后期才终于挖到了最底层发现了那个距今已有1万年历史的最早的古城
古城里有价值的东西自然早就被搬进了博物馆遗址处只剩下一个大坑里面有一段古城墙的遗址以及一个圆锥形的石头建筑这座建筑是古人建造的粮仓这说明此处的农业很发达粮食有了富余这才有能力建造起一座城市导游指着那座圆锥形建筑对我们说城里养着一群不从事粮食生产的工匠和官员这就是城市和村庄的最大区别
导游最后这句话代表了考古界的传统想法即城市都是在农业的基础上建立起来的耶利哥古城位于新月沃地FertileCrescent的西南角这块地方在地图上状如一个倒悬的弯月大致涵盖了今天的伊拉克叙利亚黎巴嫩以色列巴勒斯坦埃及约旦和土耳其等国家是公认的全世界最早的农业发源地传统理论认为人类只有在发明了农业之后才第一次有了多余的粮食养活一批不直接从事食物生产的闲人比如手工业者和商人等等如果没有他们我们就不会发展出科学和艺术人类文明将永远停留在茹毛饮血的阶段
但是导游前面那句话却让我起了疑心那个圆锥形建筑的直径约有6米外墙却厚达1米看上去更像是一座石塔而不是粮仓我立刻掏出手机查了一下维基百科发现这个导游在乱讲这座建筑果真是一座高达85米的石塔塔身的主体部分埋在土里我们看到的只是顶端的一小部分而已塔内据说还有一个22级的石阶直通塔顶但从外面是看不到的
碳14测年结果显示该塔已有11万年的历史了那时的人类才刚刚开始学习种地文明程度还很低石头房屋都很少见难怪考古学家们称之为人类最早的摩天大楼奇怪的是1万年前的古人为什么要建造一座如此之高的石塔针对此疑问考古学家们提出过很多解释多数人根据常识认为这座塔是个瞭望哨目的是防止敌人偷袭也有少数人相信这是当地酋长的坟墓类似古埃及的金字塔但是该塔位于古城的一角位置太偏不像是瞭望塔那段时期该地区也没有爆发过部落冲突古城居民没有必要花那么大力气建造瞭望塔塔内也没有发现过任何遗骸或者陪葬品不太像是个坟墓
2011年以色列特拉维夫大学的考古学家们用计算机模型分析了该塔和周围环境地貌之间的关系得出结论说这座塔是当地酋长为了彰显自己的权力而建造的目的是吓唬老百姓强迫他们放弃狩猎采集生活改为开荒种田
原来这座塔的位置是经过精心挑选的每年夏至那天的黄昏时分附近最高的那座山的影子正好落在塔尖上视觉效果十分震撼考古学家们猜测当地酋长会选择在那一天登上塔顶向周围的老百姓炫耀自己的威仪好让大家臣服于自己搬到城里定居下来成为一名种地的农民
为什么种地还要强迫呢狩猎采集难道不是一种更辛苦的生活方式吗
按照传统教科书上的说法农业的发明是人类进化史上最重要的转折点我们的祖先自20多万年前诞生在非洲之后就一直靠狩猎和采集为生过着吃了上顿没下顿的生活直到1万年前新月沃地的居民们灵机一动发明了农业人类终于过上了自给自足的安逸生活人类文明从此走上正轨
非洲卡拉哈利游猎部落视觉中国供图
教科书还告诉我们农业的发明也是人类进化的必然结果这个说法有两个看似无可辩驳的证据一全世界至少有6个独立的农业发源地当地人在没有外来经验借鉴的前提下独立地发明出了农业这说明农业是人心所向只要想到了一定会去做二如果一个农业部落包括畜牧业和一个狩猎采集部落之间爆发冲突几乎总是以前者获胜而告终如果两者发生融合只要自然条件允许农业一定会取代狩猎采集成为融合民族新的谋生方式历史上找不到任何反例这两个证据似乎说明农业代表着先进文明狩猎采集代表着落后文明人类一旦学会了种地肯定会主动放弃采猎生活
但是在非洲进行的一系列田野调查颠覆了这个观点一批人类学家跟踪调查了一个名为卡拉哈利Kalahari的游猎部落发现这个部落成员们每周平均只需花1219小时找吃的其余时间不是在树荫下乘凉就是在和朋友家人聊天日子过得非常逍遥相比之下早期农民活得非常辛苦几乎每天都要下地劳动工作强度反而要比狩猎采集者大得多
换句话说比起狩猎采集来种地反而是一种更加艰苦的生活方式也许这就是为什么耶利哥古城的那个酋长用尽了各种手段威逼利诱甚至不惜组织手下人建造了那样一座巨无霸这才让周围的居民们甘愿放弃狩猎采集生活成为人类历史上的第一代农民
如果这个说法是对的我们的祖先当初为什么要放弃舒适的采猎生活改以务农为生呢答案要从地球生态系统的基本规律说起
农业的起源
生活在21世纪的现代人很容易产生一种错觉以为人类是这个世界的主人我们有很强的自由意志想干啥就干啥其实人类一直是地球生态系统中的一员必须遵守这个系统的基本法则没有例外
按照著名的加拿大植物生态学家和农业史专家拉奥罗宾逊RaoulRobinson教授的说法大自然有三个基本法则无论是谁都必须遵守第一任何一个固定空间的环境承载力都是有限的生活在其中的每一个物种都有一个数量上限无法超越第二每个物种所占有的生态位也是有限的比如陆地动物很难生活在海里热带植物不可能在极地生根发芽第三任何一种生物的繁殖速度都必须超过其环境承载力的上限其目的是为了增加保险系数否则一旦有个风吹草动这个物种就有可能灭绝
细心的读者不难发现前两个法则和第三条法则是互相矛盾的如果它们必须同时成立的话那只能意味着两件事要么每个生物个体都活得不舒服始终处于半饥饿的状态要么很多生物个体都必须死把有限的资源留给别人事实证明这正是生物界已经持续了亿万年的状态也是物种进化的原始动力毕竟适者生存又可以翻译成不适者死
作为地球上最聪明的物种人类极大地扩展了前两条法则的适用范围比如人类虽然诞生在温带的非洲大陆但我们的祖先逐渐学会了缝制兽皮衣服掌握了制造帆船和木屋的技巧最终占领了地球上几乎所有的陆地生态系统甚至包括北极地区和一部分近海海洋成为首个跨越不同生态圈的大型物种
不过地球上可供人类捕猎的地方毕竟是有限的根据第三条自然法则人类的繁殖速度必将超越土地的供养能力等到那一天到来之后祖先们就不得不像狮子老虎等顶级捕食者那样划分出各自的地盘每个部落只在自己的领地范围内狩猎采集自生自灭偶尔有吃不饱肚子的新生代成员试图走出领地开辟新的疆土等待他们的只有殊死的搏斗和不可避免的死亡
以前的历史教科书认为人类是从发明出农业之后才选择定居生活的新的考古发现推翻了这个说法比如纳图夫人Natufian早在14万年前就在新月沃地建立了永久性村庄每个村庄的规模甚至高达数百人但他们都是狩猎采集者不是农人
事实上相比于农业定居才是人类进化史上真正的大事件定居生活使得人类智慧的代际传承成为可能人类文明从此开始腾飞定居生活还使得人类首次产生了私有财产的概念等级制度应运而生剥削和压迫成为常态更重要的是定居生活导致了人类历史上的第一次人口大爆炸因为早年间四处游荡的猎手们不得不带着妻儿一起上路为了照顾年幼的孩子女人们主动减少了怀孕的次数定居之后母亲们不但不用背着孩子四处走动了甚至还可以把全村的孩子们集中起来交给老人抚养于是育龄妇女们生孩子的频率由过去的平均每46年生一个改为平均每年生一个虽然其中半数都会因为各种原因而夭折但人口的增长速度仍然比过去快了至少一倍大家很快就发现狩猎采集来的食物不够吃了
虽然人类是自然界的顶级猎手但根据第一条自然法则一块土地所能养活的野生动物就那么多吃光了就没了第二条自然法则规定既然人类的消化系统已经适应了肉食就没办法再去吃草和树叶了植物界中只有一部分果实能被人类祖先直接食用因为果实进化出来就是为了被动物吃的可惜一块土地上所能采集到的果实同样是非常有限的很快也采光了
值得一提的是聪明的祖先们发明了火极大地扩展了食物的范围比如以前无法食用的腐肉终于可以在烧烤后被人类利用了以前难以消化的种子也终于可以在烹饪之后变成易于消化的粥饭了为了给下一代提供能量种子的能量密度非常高理论上属于优质的食物来源但为了不被动物们吃掉其中含有的淀粉都是难以消化的复杂淀粉不煮熟的话是没法吃的凡是小时候偷吃过生大米的读者对此想必都有切身体会
就这样当人类祖先因为人口密度太大而吃不饱肚子的时候某位智者灵光一现意识到种子发芽后可以结出更多种子农业就这样诞生了事实上这样的灵光一现只能在人类选择定居之后才有可能出现因为从一粒种子到很多粒种子的过程需要漫长的时间大量的劳动力以及无与伦比的耐心只有定居者才能做到所以说农业绝不是狩猎采集者为了偷懒主动做出的选择而是当人口密度增加到一定程度光靠狩猎采集已经不够吃时的一种无奈之举
美国人类学家贾雷德戴蒙德ICphoto供图
著名的美国人类学家贾雷德戴蒙德JaredDiamond是最早开始质疑农业起源的学者之一他早在1987年时便在发现Discover杂志上撰文指出发明农业是人类所犯的最大的错误农业的目的不是为了追求更好的生活而是为了喂饱越来越多的人口所以农业发明之后人类的生活质量每况愈下
戴蒙德是讲述人类历史的畅销书枪炮病菌与钢铁GunsGermsandSteel的作者他在文章中列举了农业带来了三大害处每一个都有充分的证据第一为了喂饱越来越多的人口农民们只能用廉价的热量谷物淀粉代替营养丰富的食物肉类和野果导致蛋白质和维生素的缺失狩猎采集时代的人类食物种类非常丰富营养均衡所以那时候的人类健康状况普遍要比农民们好甚至身材也都更加高大健壮这一点有无数考古学家可以证明
第二农业的本质是追求能量生产效率所以农民们倾向于只种那些能够带来高产的农作物导致农作物的品种越来越单一进化史上的无数案例证明生物多样性越低抵抗风险的能力也就越差单一作物一旦遇到某种病虫害或者气候稍有不适就会面临绝产的风险其结果就是大面积饥荒纵观整个古代人类史大大小小的饥荒几乎每隔几年就要来一次没有任何一个农业社会能够逃脱这一宿命
第三农业是绝大多数人类传染病的罪魁祸首主要原因在于农业导致人类聚居区的密度进一步增加这就给传染病的传播提供了温床另一个原因是畜牧业的发展让人类和动物之间经常发生亲密接触相当多的病菌和病毒都是从动物传到人的
除此之外农业还加剧了贫富分化并进一步降低了妇女们的生活质量农村家庭对劳动力的需求非常大逼得农村妇女们从青春期开始就得为丈夫生孩子一直生到更年期为止有人研究过古代妇女的经期发现一名典型的农村妇女一辈子来月经的时间加起来平均只有一年多一点其余时间要么在怀孕要么在哺乳简直就是一台婴儿制造机
正是因为农业为人类带来了如此多的灾难耶利哥古城的那个酋长这才要动员那么多人力物力修建了一座彰显权力的高塔强迫部落里的人们放弃自由自在的猎人生活变成整天面朝黄土背朝天的农民
别看农业有那么多缺点但农业有一项优势那就是丰年时能够支撑的人口数量远比狩猎采集多得多在冷兵器时代100个老弱病残一定能打败一个强壮的猎手这就是为什么当两个部落发生冲突时农业部落总能获胜的原因
在那个荒蛮年代这个优点胜过了一切缺点于是农业迅速在整个地球普及开来成为绝大多数人类社会唯一的谋生方式人类在农业的帮助下进一步巩固了自己地球霸主的地位地球的生态环境面临灭顶之灾
1993年索马里饥荒中被国际组织救助的儿童高品图像供图
被农业改变的人类
离开了耶利哥古城我们乘坐的大巴车调头向东朝着下一个目的地约旦河驶去沿途除了几块依靠地下水浇灌的农田外漫天遍野尽是黄沙路边连棵杂草都很少见到
半小时后我们到达了位于约旦河边的耶稣受洗处万万没想到这条大名鼎鼎的约旦河还不到5米宽应该改名叫约旦小溪才对溪水泛着绿光有气无力地向南流去最终汇入比它名气更响的死海虽然名字里有个海字其实那就是一个内陆湖含盐量高到能让人浮起来由此可见这条约旦小溪确实没能提供足够多的水量
自然环境如此严酷的地方怎么会成为人类最早的农业发源地呢这就要从它的地理位置说起了中东地区是欧亚非三块大陆的交会处智人走出非洲后在这里建立了第一个根据地人口密度一直非常大依靠采猎得来的食物经常不够吃就像前文所说发明农业的最大动力是喂饱越来越多的人口新月沃地是当时地球上人口密度最大的地区符合这个条件
另一个原因在于这块地方独特的地中海式气候这里的旱季又热又干野草活不下去只能趁着短暂的雨季拼命生长然后迅速把所有营养富集到种子里以此来熬过漫长的旱季等待下一个雨季的来临正因为如此这里的野草种子个头都非常大而且易于储藏深受采集者们的青睐
如今被称为草的植物大都属于禾本科这类植物最晚在6500万年前就已经出现在地球上了那段时间正是恐龙灭绝哺乳动物成功上位的年代地球上的动植物来了一次大洗牌和其他植物不同的是禾本科植物的叶片是从基底处长出来的被吃掉后不影响整株植物继续生长这一特质使它从哺乳动物的围剿中脱颖而出成为地球上最具统治力的植物物种如果不算格陵兰岛和南极洲的话地球陆地表面积的40是被禾本科中的草本植物占据的我们甚至可以说没有禾本科植物就没有哺乳动物的今天人类也就不会出现了
也许是因为经常被吃的原因大部分草本植物都是一年生的其特点是根系浅生长迅速仅需一年就可以完成整个生命周期结出很多富含营养并易于储藏的种子这些特点保证种植者每年都有收获而且加快了新品种的优化速度在农业的诞生和发展过程中起到了决定性作用如今70的农作物品种都属于禾本科人类从食物中获取的卡路里至少有一半来自禾本科我们赖以为生的粮食作物比如被称为人类三大主粮的小麦水稻和玉米也都属于禾本科
这其中小麦是在新月沃地被驯化的应该是人类驯化的第一种农作物小麦种子的营养成分相对比较丰富除了含有大量碳水化合物之外蛋白质的含量也比较高但小麦的缺点是产量低远逊于后来在长江流域被驯化的水稻稻米的单产最高可达小麦的5倍大米中含有的碳水化合物在烹饪后也更易消化这就是为什么以大米为主食的民族人口密度普遍要比以面粉为主食的民族高的根本原因
稻米虽然产量高但营养成分较为单一缺乏一些人体必需的维生素和矿物质比如维生素A和铁元素等也许这就是东亚人身材普遍较矮的原因稻米不但是所有谷物当中铁含量最低的而且大米中含有的植酸Phytates能够和铁元素相结合防止其他食物中含有的铁元素被肠胃吸收因此以大米为主食的儿童易患贫血症和维生素A缺乏症后者不但会降低人的免疫力甚至还会导致失明科学家们曾经用转基因的方式培育出一种不含植酸同时又富含胡萝卜素可以在体内转化为维生素A的黄金大米能够帮助那些以大米为主食的穷人解决这两个问题可惜因为部分发达国家的反转势力太过强大这种充满人道主义关怀的新品种一直没能在全世界普及开来
那么古代人是如何解决大米营养缺乏这个问题的呢答案就是多吃菜凡是吃米饭的地方蔬菜的品种都异常丰富除了特别穷的人家之外每顿饭都会配好几样菜远比吃面食的地区丰富得多所有的蔬菜当中豆类富含蛋白质是谷物最好的伙伴中国人的饮食中包含大量以大豆黄豆为原材料的豆制品印度人则喜欢在米饭旁边配一勺用咖喱汤煮出来的扁豆以色列人的解决办法就是把鹰嘴豆压成豆泥配以橄榄油和各种调味料做成胡姆斯Hummus酱搭配用面粉做成的大饼Pita这个吃法味道可口营养齐全被誉为以色列的国民饮食
2005年严重的干旱和蝗灾共同造成了尼日尔饥荒尼日尔在世界最贫穷国家中位列第二视觉中国供图
原产于美洲大陆的玉米和水稻有点类似两者同样是产量很高但营养价值相对较低的谷物所以美洲原住民也喜欢吃豆子道理是一样的虽然玉米的单产比不上水稻口感比不上小麦但玉米的优点是种植时不需要太多的劳动力成熟的玉米粒也不容易被鸟啄食生产成本较低在如今这个事事讲求效率的年代逐渐显出了优势所以玉米的播种面积不断扩张大有取代小麦和水稻成为人类第一大粮食作物的趋势
南美洲除了为人类贡献了玉米之外还贡献了西红柿土豆辣椒和烟草它们对于人类的重要性不必多言值得一提的是这四种农作物都是茄科植物除了茄子最早是被印度人驯化的之外世界上绝大部分茄科植物都是被美洲原住民驯化的因为大部分野生的茄科植物只分布在中北美洲这个例子充分说明了传统农业的一个最基本的特征那就是因地制宜任何一个地方的农民只能从当地野生植物的宝库中去寻找可被驯化的品种没有例外比如新几内亚岛的原住民虽然独立地发展出了农业但因为岛上缺乏适合驯化的草本植物当地人只有芋头Taro可种这玩意儿无论营养价值还是产量都极差岛上的原住民之所以没有发展出先进的文明与当地的农业效率低下有着直接的关系
同理畜牧业的发展也和当地特有的野生动物资源息息相关动物驯化比植物驯化更难人们只能从群居动物中寻找可被驯化的品种因为群居让它们天生就容易被驯服事实上目前已被驯化的家禽家畜全都来自群居的野生动物唯一的例外就是猫猫最初是为了防老鼠而被驯化的不是为了吃它的肉这也是所有驯化动物当中唯一的特例
美洲大陆缺乏大型野生群居动物这就是为什么美洲原住民一直没能驯化出类似牛和马的大型牲畜这种牲畜不但可以帮助农民耕地还可以帮助人们拉车增加人类的机动性作用非常大但因为缺乏牛马美洲原住民的文明程度一直比不过欧亚大陆当年西班牙殖民者之所以轻而易举地打败了美洲原住民原因就在这里
换句话说农业包括畜牧业的运作方式很大程度上决定了各个民族的发展轨迹有人甚至认为农业还能决定不同民族的性格美国弗吉尼亚大学心理学教授托马斯塔尔海姆ThomasTalhelm曾经在2014年出版的科学Science杂志上撰文指出吃米的民族偏好集体主义善于从整体的角度思考问题吃面的民族则正相反崇尚个人主义善于分析细节重视个案他的理由是水稻属于劳动密集型农作物需要很多人合力修建灌溉系统相互商量分配水资源所以稻农们必须学会相互合作避免冲突相比之下小麦虽然单产比水稻低但种小麦基本上无需灌溉所需劳动力也较少麦农不需要和他人合作就可以自给自足了
这个说法存在争议需要更多的证据但有一点已经无需证明了那就是农业的发明彻底改变了地球生态系统其结果将直接决定人类未来的命运
巴塔哥尼亚高原具有非常优良的畜牧条件阿根廷也是南美洲畜牧业最发达的国家视觉中国供图
被农业改变的环境
起源于世界各地的原始农业有一个共同的特征那就是最早驯化的粮食作物都是一年生的试想如果某位农民决定尝试驯化一种多年生的植物那么他种下去的种子要等好几年才能有收获这期间恐怕他早就饿死了
但是如果我们从农业本身的角度来看不难发现一年生植物有个致命的缺陷那就是每年都必须重新播种干过农活的人都知道播种可是个力气活必须先犁地松土准备好苗床顺便把杂草除干净种子发芽后还必须经常浇水防止幼苗因为根系尚浅吸收不到足够多的水分而夭折收获时又必须把整株植物都杀死长了一季的根茎叶等其他部位就都白长了从能源利用的角度来看纯属浪费
想象一下如果有人能培育出一种多年生的谷物每播种一次就可以维持好多年其间不用松土也不用过多地浇水施肥收获时只需把种子打下来就行了其余的根茎叶等部分悉数保留那该有多好啊事实上这正是一批作物育种专家们正在做的事情也许未来的农民们真的可以种上这种新型农作物那将彻底改变农业的格局
可惜的是农业的发明者们尚不具备这样的远见和能力从一开始就把驯化的目标放在了一年生草本植物身上导致后来的农民们不得不年复一年地翻耕土地施肥浇水没有意识到这么做将会带来怎样的后果
众所周知土壤是所有陆生植物的根基自然状态下每生成1厘米厚的土壤层至少需要耗费100年的时间所幸大部分土壤受到地表植被的保护不容易流失农业耕作把原本被植物覆盖的土壤暴露在光天化日之下被烤干的表层土壤很容易被风吹到空中飘向远方或者被雨水裹挟着汇入江河最终被大海所吞噬
南美洲除了为人类贡献了玉米之外还贡献了西红柿土豆辣椒和烟草它们对于人类的重要性不必多言
正常情况下土壤侵蚀的速度并不快每年最多只有几毫米一个普通农民甚至种一辈子地都不会注意到这个变化但这个速度比土壤形成的速度快了几十倍时间一长问题就显现出来了事实上凡是农业开始得早的地区几乎都存在土壤流失的问题我们的黄河之所以叫黄河就是因为曾经遍布黄土高原的农耕土壤被雨水冲进了河里同理中东地区之所以变成了今天这个样子原因也是农业导致的土壤侵蚀研究表明自1万年前农业开始以来幼发拉底河和底格里斯河的出海口向外延伸了将近200公里形成了一个总面积高达数千平方公里的冲积平原组成这个冲积平原的泥土全都来自上游的新月沃地而后者则因为土壤的流失而逐渐成为不适合耕作的半沙漠地区中东地区的政治动荡很大原因就在于环境恶化导致农业衰落当地人养活不了自己只能铤而走险
类似的情况在历史上发生过很多次古罗马的衰落被认为与罗马帝国境内耕地质量的急速下降有关玛雅文明的衰落与尤卡坦半岛土壤的大面积流失有关复活节岛文明的衰落同样是因为波利尼西亚人把岛上的树都砍光了导致该岛仅有的一点点土壤丢失殆尽冰岛文明的衰落则是因为岛上的土壤更新速度太慢一点点轻微的扰动就足以导致土壤生态系统彻底崩溃连一棵树都支撑不了
有一个例外值得一提那就是水稻产区的土壤往往保护得比较好这是因为水稻田常年被一层水覆盖风吹不走稻田的灌溉系统往往也会比较健全暴雨带来的洪水会被储存起来以便干旱时使用农业史研究专家罗宾逊教授认为这一点足以解释为何种水稻的文明往往会延续得比较久比如中国和印度就是如此
农业光有土壤还不够土壤还得肥沃才行不同的土壤肥力相差很大这一点很早就被农民们发现了人类早期文明之所以全都发源于河岸或者三角洲地区就是因为那些地方经常发大水植物生长所需的营养物质随着淤泥不断地被补充到了农田里可惜地球上像尼罗河三角洲或者黄河沿岸这样肥沃的土地是有限的其他地方的农田只要连续种上几年产量就会急速下降走投无路的农民们发现草木灰是很好的肥料这就是刀耕火种的起源农民们烧完一片林地种上几年后再另换一块森林继续刀耕火种这种野蛮的耕作方式在土壤肥力相对较低的热带地区非常流行对热带雨林造成了严重的破坏最近几年亚马孙热带雨林大火频发原因就在这里
农业还会向环境中释放大量的温室气体其后果同样触目惊心土壤中储存了大量的碳翻耕过程把原本深埋于地下的碳暴露于地表加速了有机碳向环境中的释放过程刀耕火种等粗放的耕作方式破坏了原始森林减少了单位面积土地对大气二氧化碳的吸收所以地球大气二氧化碳浓度的上升是从农业兴起时就开始了
此后的1万年时间里二氧化碳浓度一直在稳步上升却在16世纪末期和17世纪初期的一段时间里有一个明显的下降极地冰芯记录显示那段时间地球大气二氧化碳浓度突然下降了710PPM百万分之一地表平均温度也相应地下降了015别小看这个下降幅度它直接导致了那段时间世界各地纷纷出现了气候异常现象造成粮食大幅度减产中国自然也没能幸免于1628年爆发了严重的全国性大饥荒并持续了好几年走投无路的李自成揭竿而起推翻了大明王朝
为了解释这次奇怪的波动英国伦敦国王学院的地理学教授亚历山大科赫AlexanderKoch在2019年3月出版的第四纪科学评论QuaternaryScienceReviews杂志上刊登了一篇论文提出了一个令人震惊的解释众所周知哥伦布于1492年发现了美洲大陆随后大批西班牙殖民者涌入美洲极大地改变了当地的生态环境科赫教授收集了大量史料发现在哥伦布到达之前美洲大陆一共生活着大约6000万原住民平均每人占有104公顷的耕地欧洲殖民者带去的传染病杀死了大约90的美洲原住民造成5600万公顷约合84亿亩的耕地被荒废重新成为森林这一变化吸收了大量二氧化碳足以导致大气二氧化碳含量减少5PPM此事引发的连锁反应又可以解释另外5PPM的变化也就是说美洲大陆农业系统的突然崩溃几乎完美地解释了16世纪末期至17世纪初期的那次全球气温骤降崇祯皇帝是被哥伦布杀死的
当然了以上论断属于一家之言还需收集更多的证据才能下结论但农业增加了温室气体排放已是不争的事实大家争论的只是增加了多少的问题以及这种增加何时超过了正常的自然波动范围目前流行的观点认为传统农业尚不足以导致大气温度发生不可逆转的变化这个临界点是在工业化时代到来之后才出现的为了更好地解释这件事让我们把目光转向国内看看工业化之后的农业究竟对地球环境带来了怎样的影响
洱海边的地理条件最适合种大蒜所以大理产的大蒜质量好利润高视觉中国供图
被工业改变的农业
稍微有点务农经验的人只要去过一次大理立刻就会明白这样一个偏僻的地方为什么会成为一个古代王国的首都这是一个依山傍水的高原盆地雨水沿着苍山陡坡一路向下汇聚成溪流入洱海沿途形成了一大块富含养分的冲积平原农业最需要的水和肥都不缺因此大理自古以来就是优质产粮区人口密度高足以支撑起一座城市
大理古城就建在洱海边周围还散落着无数个小村庄我要找的采访对象张瑞龙曾经担任过上官村第九生产小组的组长并在这个位子上一干就是10年这个村位于洱海的最北端村民大都以种水稻为生张瑞龙从小就跟着大人下地劳动很快就学会了种水稻的所有技术
那时候农村人口多到处开荒种地粪肥不够用了我们就上苍山挖腐殖土顺便砍点柴火取暖做饭张瑞龙回忆说后来有了煤就改用煤灰混上猪和牛的粪便来施肥不用再上山背土了不过那时候山上的腐殖土也被我们挖光了柴也越来越少几乎砍不到了
张瑞龙今年50岁他向我描述的是上世纪80年代初期大理农民的种田方式从这段叙述可以知道中国农民很早就知道土壤肥力的重要性也知道粪便或者落叶可以用来沤肥根据一位名叫富兰克林金FranklinKing的农业专家的说法中国人是全世界最早知道粪肥用处的人金博士曾经担任过美国农业土壤局的局长他于1911年出版了一本书名为四千年来的农夫FarmersofFortyCenturies书中指出中国农民掌握的这个小秘密使得中国人可以在一块土地上常年耕种不需要像同时期的欧洲农民那样依靠休耕来恢复地力所以中国的土地复种指数远比欧洲高再加上中国的水稻产量远胜小麦所以中国同等面积土地能够养活的人口比欧洲多得多
人多的好处是文明发展得比较快所以早期的中国文明领先欧洲很多年举例来说中国在宋朝时的城市化比例已经超过了10欧洲直到1800年左右才达到这样的水平人多的坏处就是自然环境被破坏得比较严重凡是去过欧洲的人对此应该都有印象要知道人光是吃饱饭还不够还有很多其他需求比如柴火和木头我们今天看到的苍山基本上就是一座秃山山上的树几乎全都被砍光了原因就是山下的人口增长得太快了
后来欧洲人也明白了粪肥的好处欧洲农业终于赶了上来但是粪肥的效力毕竟是有限的过了某个上限之后产量就再也上不去了可人口依然在持续增加而且增加的速度远比粮食产量的增速要来得快其结果必将是灾难性的这就是英国学者托马斯罗伯特马尔萨斯ThomasRobertMalthus于1798年出版的人口原理AnEssayonthePrincipleofPopulation一书的核心内容
马尔萨斯的人口论曾经是悬在人类头上的一柄达摩克利斯之剑但最近这几十年来却很少有人再提了原因是马尔萨斯既没有预见到人类会主动降低生孩子的欲望也没有预见到科学的力量会如此巨大竟然彻底改变了农业的面貌以前的农民虽然学会了使用粪肥但却不明白其中的道理欧洲科学家们直到19世纪初期还相信农作物可以直接吸收土壤中的腐殖质直到1840年德国化学家尤斯图斯冯李比希JustusvonLiebig出版了有机化学在农业和生理学上的应用OrganicChemistryinItsApplicationtoAgricultureandPhysiology一书首次提出植物的原始养分只能是矿物质即大家耳熟能详的氮磷钾人类这才明白植物到底从土壤中吸收了什么
李比希的植物营养学说否定了腐殖质理论打开了化肥取代有机肥的大门氮磷钾这三大营养元素当中磷和钾的需求量相对较低来源也比较广泛问题还不算大最难搞的是氮空气中虽然充满了氮气却都是惰性氮植物无法直接利用1909年德国化学家弗里茨哈伯FritzHaber和卡尔博世CarlBosch为了生产炸药研究出了从氮气中合成氨的方法此法只要稍加变通就可以生产出廉价的氮肥化肥工业由此开始腾飞农业正式进入了工业化的时代
1909年德国化学家弗里茨哈伯和卡尔博世研究出了从氮气中合成氨的方法
1909年德国化学家弗里茨哈伯左图和卡尔博世右图研究出了从氮气中合成氨的方法ICphoto
化肥的出现极大地改变了农民的耕作方式产量也有了大幅度提高据张瑞龙回忆80年代大理平均每亩只能产800斤稻谷现在的产量至少翻了一番除了品种变好了之外最大的原因就是化肥的改良中国文革前使用的化肥成分是碳铵俗称气儿肥这种氮肥挥发性强闻起来呛鼻子用起来麻烦效果也不好上世纪70年代末期中国从国外引进了19条尿素生产线中国农民终于用上了这种肥力持久的高效化肥产量立刻就上去了
增产的另一个原因就是灌溉效率的提升别看上官村就在洱海边上但村里分给张瑞龙家的两亩地却在距离洱海一公里远的山沟里洱海的水运不过去只能从附近的一条小河里抽水因为上游抽水的人太多了那条小河一直处于时断时续的状态张瑞龙清楚地记得小时候他跟着大人一起用自行车把一台水泵驮到了河边和其他农民一起坐在河边等水一旦上游来水了大家便一起开动水泵往自家田里灌为了抢水经常得彻夜守在田边
水泵用的电是从村里私拉的电线输送过来的每亩耗资100元这在那个年代可是一笔巨款但没有水就没有收成农民们只能出这笔钱后来张瑞龙家买了一台柴油抽水机终于把成本降了下来所以现代化灌溉的本质就是用化石能源来换产量与此类似生产化肥需要耗费大量的电同样是用化石能源来换粮食
从能量守恒的角度看这件事再正常不过了能源是世间万物的基础如果没有能源人类的想象力是不可能变为现实的地球上的绝大部分能源来自太阳但受到光合作用效率的限制地球生态系统所蕴含的总能量是有限的化石能源相当于浓缩了过去数亿年里储存的太阳能工业化的本质就是人类掌握了一次性将存款尽数取出的本领人类改变世界的能力从此有了几何级数的增长马尔萨斯所预言的资源极限终于被打破了
当然了存款毕竟是有限的人类肯定知道这一点但暂时还顾不了那许多更糟糕的是大自然是一个相互连接的复杂系统各种元素经过多年的进化而达到了动态平衡一旦其中任何一种成分发生了快速的变化必将导致平衡被打破引发一系列连锁反应比如自然界含有的氮元素一直在惰性氮和活性氮之间循环两者达成了动态平衡化肥工业的发展使得大量惰性氮转变成了活性氮其中很大一部分活性氮不可避免地进入了江河湖海导致地球水体富营养化蓝藻大爆发迅速耗光了水里的氧气大量水生生物因此而死亡
再比如自然界的碳元素也是一直在循环着的固体的碳和空气中的二氧化碳依靠这个碳循环维持着微妙的动态平衡保证地球温度不会发生大范围的波动农业的发明虽然暂时打破了这个平衡但地球强大的自愈能力还是能够让碳平衡重新回到起点这就是为什么17世纪初期的那次小冰期很快就结束了但是自工业化开始以来人类不计后果地大规模开采化石能源地球的碳平衡再次被打破这一次的变化幅度非常大地球是否能够依靠自身的力量恢复原状谁也没有把握
还没等科学家们想出对策新的问题就又来了工业的介入迅速提升了农业效率再加上医疗卫生条件的改善全球人口总数终于在19世纪初期首次突破了10亿大关又在20世纪初期突破了20亿大关换句话说人类这个物种用了几十万年的时间才突破10亿但下一个10亿只用了100多年的时间就完成了自那之后全球人口总数继续像马尔萨斯所预言的那样加速增长到1974年时便再次加倍突破了40亿大关就这样第一波工业革命带来的农业红利迅速地被新增人口吃光了要不是因为一个名叫诺曼博洛格NormanBorlaug的人马尔萨斯已经可以从棺材里坐起来宣布自己胜利了
1970年度的诺贝尔和平奖得主绿色革命之父诺曼博洛格ICphoto
被商业改变的农业
博洛格是美国公立大学系统培养的新一代育种专家他于上世纪50年代去墨西哥做研究培育出一种高产抗病的矮秆小麦帮助墨西哥人解决了粮荒问题当时印度也正面临着饥荒的威胁走投无路的印度农业部大胆引进了这个新品种强行推广至全国很快就让印度小麦的平均亩产翻了一番此事被后人命名为绿色革命GreenRevolution博洛格则以绿色革命之父的名头获得了1970年度的诺贝尔和平奖
如今一提起绿色革命大家首先想到的都是博洛格的矮秆小麦但实际上这种小麦对水肥条件的要求非常高必须和化肥以及灌溉技术绑在一起加以推广否则产量反而比普通小麦还要低换句话说矮秆小麦是专门为工业化时代的农业定制的与此类似的就是现代化养殖场里的速生鸡品种当一切条件都满足时它们长得飞快但如果放到野外的话肯定竞争不过普通的家鸡
可是一旦农民种过一次新品种尝到了高产的甜头就再也不愿意种回以前的品种了这就意味着化肥和灌溉技术都必须同步更新整个农业体系就会被新品种带着往前走从这个意义上讲绿色革命犹如一剂毒品人类尝过一次就上了瘾再也放不下了
改革开放之后绿色革命之风也吹进了中国同样取得了惊人的成效据张瑞龙回忆70年代末期时大理农民还是按工分发粮食分到手的一大半是粗粮玉米大米很少肉更是稀罕物十天半个月才能吃上一次还经常是过期的腌肉自90年代中期开始普通大理人吃饭就已经不是问题了基本上想吃啥都能随时吃上
不过促成这一进步的不光是粮食单产的提高更重要的原因是粮食贸易的飞速增长比如现在大理人吃到的大米大都是从四川甚至东北运过来的大理人则用卖大蒜挣到的钱去换大蒜是一种需要大水大肥的农作物洱海边最适合种所以大理产的大蒜质量好利润高每亩大蒜最多可以获利2万元但也正因为大蒜的这个特点使得洱海的水位和水质一降再降严重影响了大理的旅游资源开发过量施用化肥还会让地里野草疯长虫害频繁于是大理农民对除草剂和杀虫剂的使用也越来越多同样污染了周边环境当地政府不久前出台了新政策严禁大理农民在洱海边种大蒜种植其他农作物也严禁使用化肥农药必须改用农家肥和生物防治技术哪怕为此牺牲产量也在所不惜
上世纪50年代博洛格培育出一种高产抗病的矮秆小麦帮助墨西哥人解决了粮荒问题ICphoto
但是据我个人观察不少大理农民仍然在偷偷使用化肥农药一位在洱海边种大葱的农民告诉我他承包的那块地原来每年需要施500元的化肥如今则需要施2000元的有机肥产量却比用化肥低20由此造成的损失只能由他个人承担有机肥是附近养鸡场拉来的鸡粪每袋40公斤每亩地要用60袋之多使用起来远不如化肥方便无形中又增加了不少劳动力成本他打算再种个一两年如果情况没有改善的话他就不种了
上面这个故事是粮食贸易的一个经典案例谁也不知道粮食是从什么时候开始成为商品的但粮食贸易的飞速增长肯定是从二战之后才开始的那场战争不但建立了世界贸易新秩序而且还完善了全球交通体系使得粮食的大范围跨境运输成为可能如今全球粮食生产总量的23进入了粮食国际贸易领域大多数中等以上发达国家的农民都不再是自给自足的小农户了而是变成了粮食这种商品的生产者和消费者这一变化不但改变了农业的格局而且还改变了人类的饮食方式影响极其深远
比如既然粮食是商品那就必须满足商品经济的两个基本特征低成本和高销售种粮成本和土地形态地理位置环境条件等先天因素密切相关要想降低粮食的生产成本单一化和专业化是必经之路于是我们看到越来越多的土地年复一年只种同一种农作物种植品种单一化已经成为现代农业的常态据统计地球上原本有7000种可吃的植物如今超过95的人类食物只来自30种农作物人类食物的来源变得越来越窄了这么做虽然降低了生产成本却加剧了病虫害的爆发于是农民们不得不大量使用农药剂量也越用越高如此种法也不利于土壤肥力的恢复于是化肥越用越多畜牧业也为了降低成本而不断增加养殖密度最后不得不依靠抗生素来预防病虫害目前全球养殖业每年消耗15万吨抗生素约占抗生素总消耗量的一半就这样现代农业逐渐走入了一条环境死胡同
写到这里必须指出环境恶化的锅不能全由粮食贸易来背这是不公平的比如有人认为粮食的远距离运输增加了碳排放这个结论不一定是对的设想一个东北人冬天想要吃香蕉他必须自建温室大棚花钱买煤来为温室加热甚至需要加装灯泡来提高光合作用效率但同样一根香蕉在热带地区的果园里却能够以极低的碳排放代价生产出来只要花在运输上的碳排放不是太离谱比如用轮船火车而不是飞机运这个东北人买进口香蕉要远比买本地生产的香蕉更环保
再比如古时候兵荒马乱一些老百姓为了躲避战乱拖家带口钻进了深山老林在陡峭的山坡上修筑梯田种粮为生这些梯田虽然很适合拍照但因为坡度太大一场大雨就能把表层土壤尽数冲走从可持续的角度来看梯田是最不适合开展农业的地方如今这个世界安全了许多老百姓不必再东躲西藏了如果能想办法让这些人改变生活方式依靠旅游种树或者养蜂为生用发展副业挣到的钱从市场上买粮食吃把梯田还给大自然反而是更环保的做法
更重要的是大规模粮食贸易相当于一种互助行为对于解决全球饥荒问题起到了决定性的作用比如19世纪中期爱尔兰爆发土豆疫情直接导致上百万人被饿死20世纪80年代埃塞俄比亚同样爆发饥荒死亡人数更多但国际社会很快伸出援手摇滚歌星们更是用一场横跨欧美两地的援非义演LiveAid让全世界普通老百姓都知道了这件事大家捐钱买来粮食运到非洲避免了饥荒的进一步升级
中国云南的梯田视觉中国供图
随着气候变化的加剧谁也不敢保证自己永远不会碰上天灾人祸粮食的全球贸易体系就成了人类最后的一根救命稻草问题在于这根救命稻草如果用得太快太勤很可能就会失效了比如那次埃塞俄比亚饥荒背后的原因是该国人口增长过快当地农民的耕作方式又不可持续只要气候条件稍有变化饥荒就来了在没有粮食跨国援助的古代埃塞俄比亚人只有一条路可走那就是彻底改变耕作方式和人口政策防患于未然但如今他们有了外国援助失去了改革的动力人口依然在飞速增长农业体系也一直维持现状类似的情况在很多发展中国家都发生过很多次逼得那些地广人稀的富裕国家不断开垦新的土地反正种出来的粮食总会有人买但是如果一直这么做下去的话早晚有一天地主家也没有余粮了
如果此时来一场全球范围的天灾问题就严重了比如1815年印尼坦博拉火山Tambora喷发释放出的大量火山灰使得1816年成为历史上著名的无夏之年虽然英国画家约瑟夫特纳JosephTurner用画笔记录了火山灰导致的无数个美好的日落黄昏但过低的气温给全球农业带来重创光是欧洲就饿死了数万人所幸一年之后火山灰散去气候恢复原状如果类似的事情再次发生而且延续个几年的话人类就没有办法自救了
当然了拯救同胞乃人性之所在我们不可能见死不救粮食的全球贸易体系是不太可能更改的因此我们必须未雨绸缪尽一切可能帮助广大发展中国家建立可持续的农业体系并控制人口的无序增长与此同时发达国家也不是高枕无忧的因为高度商业化的食品工业已经给发达国家带来了严重的健康灾难
想象一下如果人类是一种严格自律的动物只吃对自己健康有利的食物吃到合适的量之后便胃口尽失那我们就不会出现那么多健康问题了可惜的是人类的祖先诞生于非洲大草原严酷的生活环境使得人类自带的平衡系统朝着多吃的方向发生了倾斜因为下一顿饭不一定能按时吃上这个先天设置上的小误差虽然给今天的人类带来了无穷无尽的烦恼却给食品工业带来了无限商机试想如果每个人都只吃自己身体需要的食物那食品制造商就没法扩张了资本是不会对一个没有扩张潜力的行业感兴趣的
那么如何才能让消费者尽可能多地吃你生产的食物呢答案就是迎合他们对口味的需求非洲大草原独特的地理位置和生态环境让我们的祖先养成了很多特殊的口味几乎所有的口味都被资本家们利用过了
比如非洲大草原上很难找到甜食但甜食又是最高效的能量来源所以我们的祖先养成了嗜甜的习惯甚至不惜冒着被蜇的风险去掏马蜂窝再比如脂肪是能量密度最高的食品吃一块脂肪顶两块同等重量的碳水化合物所以祖先们养成了对肥肉的偏好脂肪的香气会让大部分人流哈喇子还有蛋白质更是优质的营养所以我们对美拉德反应产生的特有香气同样是无法抗拒的因为这是蛋白质和碳水化合物在高温下发生的反应凡是具有这种香气的食品里面肯定富含蛋白质而且是烧熟的不含病菌当然要不惜一切代价赶紧吃进肚子里最后非洲大草原极度缺乏矿物质所以很多食草动物养成了吃土的习惯对于人类来说这太脏了但人类很快就意识到凡是具有咸味的食品里面都富含人类所需的矿物质所以人类又养成了嗜咸的习惯看看超市货架上那些琳琅满目的包装食品吧它们肯定至少采用了上述四种手段中的一种并将其强化目的就是为了让消费者尽可能地多买餐馆厨师做的菜之所以大都是重油重盐的重口味原因也在这里
但是祖先们养成的口味只适合非洲大草原在现代社会很容易被骗其结果就是今天生活在富裕国家的人们热量摄入越来越多体重越来越大营养却摄取不足至今还有很多人相信胖子们只是一群意志力不够强的人没有意识到狡猾的食品商人才是背后的主谋至今仍有很多人以为胖人是不会缺乏营养的这个看法同样大错特错真正的营养指的是健康生活所需的基本物质尤其是蛋白质维生素和纤维素但是食品生产厂商可不在乎这个他们要的是销量如今的蔬菜个头越来越大颜色越来越鲜艳口感越来越宜人但其中含有的营养物质却越来越少这就是食物商品化所带来的负面结果之一
这方面的极致案例就是味精的发明味精之所以会有鲜味是因为味精的主要成分谷氨酸钠代表着蛋白质的主要成分氨基酸自然界中凡是带有鲜味的食物肯定都是富含蛋白质的人类应该尽量多吃但自从味精被发明出来以后自然界的游戏规则就被打破了今天的你如果喝到一碗很鲜的汤很可能不是因为汤里含有丰富的蛋白质而是因为大厨味精放多了喝多了这样的汤不但补充不了蛋白质还会因为钠离子摄入过量而诱发高血压但味精生产商可管不了那么多他们的终极目的只是满足消费者的味蕾其余的一概不管
1万年前人类发明的农业就这样一步一步地走到了人类的对立面人类赖以为生的食物渐渐变成了人类最大的杀手
1815年印尼坦博拉火山喷发出的火山灰遮天蔽日由其导致的过低气温给全球农业带来重创视觉中国供
结语
人类刚发明农业时全球人口仅为400万左右如今这个数字超过了70亿增加了1800倍早期农业生产力低下几乎每个人都必须下地干活否则就会有人饿肚子但如今全世界至少有一半人口已经不再直接从事粮食生产了比如前文提到的大理农民张瑞龙就是如此他在洱海边开了家客栈传扬古老的大理白族甲马文化对他本人来说这是一次幸福的改行他再也不用每天起早贪黑地去维持一家人的温饱了而是把全部精力放在了自己喜爱的传统文化上从一个体力劳动者变成了脑力劳动者
随着农业技术水平的提升和国际粮食贸易的发展像张瑞龙这样的人肯定会越来越多也许这就是农民的归宿未来将有越来越多的人不再直接和大自然打交道而是把注意力转向自己的内心用艺术来填补空闲的时间
与此同时全球动植物却正经历着一场浩劫联合国环境规划署的最新报告指出在约800万个动植物物种当中约有100万个物种正面临灭绝的风险植物方面有人研究了英国皇家植物园未公开的数据库发现在过去的250年里有571种植物已经确定灭绝平均每年灭绝2种这个速度比大自然的正常速度快了500倍甚至比地球历史上发生过的5次物种大灭绝事件的速度还要快动物方面5万年前地球上尚有大型动物350种农业开始后这个数字急剧下降目前仅剩下183种是地球最近这几亿年来的最低点
气候变化还会使这一趋势变得更加严重而农业活动排放的温室气体大约相当于人类活动总排放量的三分之一在所有细分行业中排名第一
不少人相信人类对地球生态系统的影响力已经超过了大自然本身这一影响甚至已经可以从地质层上找到明显的标记物于是一批地质学家建议把20世纪中期正式命名为人类世Anthropocene的起点我们已经名符其实地成为了这个地球的主人
既然如此我们就必须负起责任为子孙后代创造一个更加美好的生活环境让太平盛世尽可能长地延续下去但是目前的食品生产体系存在太多的问题既无法满足我们对于健康的需求又对环境产生了不可逆转的破坏如果任其发展下去的话我们甚至都熬不过21世纪
所幸很多有识之士早就意识到了这一点正在想尽一切办法改变现状我从中挑选了几个典型地区分别去现场做了考察本专题讲述的就是这些先驱者们的故事以及他们所做的那些具有前瞻性的事情
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三联生活周刊2019年第41期1058全球农业考察记
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