注意：這篇文章最初發表於1960年4月刊的《大眾科學》，現在作為2010年4月刊50、100、150年前特輯的補充內容提供。
以色列國已著手在一片古老而受損的土地上建立新的農業。20世紀的以色列人並沒有像他們3300年前的祖先那樣找到他們的應許之地“流著牛奶與蜜”。他們來到的是一片曾經草木茂盛的海岸線上沙丘蔓延、瘧疾沼澤和裸露石灰岩山丘的土地，據估計，那裡有三英尺厚的表土被沖刷、分揀，並作為貧瘠的覆蓋物散佈在平原上，或者在咆哮的洪水中被衝入大海，一次又一次地將美麗的地中海藍色變成了遠至地平線的髒棕色。以色列的土地與中東其他地區的土地遭遇了同樣的命運。大約在1300年前，隨著拜占庭帝國的衰落，生產力、人口和文化的下降開始了。無樹山坡上昔日森林邊界的標誌，以及水壩、渡槽和梯田灌溉工程，城市、橋樑和鋪好的高速公路的遺蹟，都證明這片土地曾經養育了一個偉大的文明，人口更多，生活水平也更高。
去年，為了慶祝以色列國成立十週年，一個國際會議邀請了來自37個國家的485位農民，來參觀所取得的成就。他們發現一個擁有200萬人口的國家，其人口在十年內翻了一番，主要是透過移民。然而，以色列已經是一個農產品出口國，並且幾乎實現了農業自給自足的目標，在食品方面的出口/進口平衡。它的耕地面積增加了一倍以上，達到一百萬英畝。它排幹了44000英畝的沼澤地，並將灌溉範圍擴大到325000英畝；它使地下水的供應量增加了許多倍，並且在轉移和利用稀少的地表水方面取得了很大進展。在廣闊的無法耕種的土地上，它建立了新的牧場覆蓋，以支援不斷增長的畜牧業，並在新的森林和防護林中種植了3700萬棵樹。所有這一切都是在一個國家計劃下完成的，該計劃徵集了公民的奉獻精神以及現代農業科學提供的最佳理解和技術。以色列不僅僅是在恢復過去，而是在尋求土地的充分利用，包括實現古代人所不知道的潛力。
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對於來訪的農民，他們中的許多人來自世界上較新的和欠發達的國家，以色列的例子是一個證明和一個承諾。文明正與饑荒賽跑。對結果的懷疑，與其說是由於地球資源（儘管它們已被掠奪）的限制，不如說是由於在採用先進農業實踐方面的滯後以及在分配當前糧食產量方面的失敗。世界上超過三分之二的人營養不良。他們中的大多數人生活在人類在有組織的社會中生活時間最長的土地上。在那裡，除了少數例外，土壤的狀況最差。以色列的例子表明，土地可以被改造，糧食供應的增加可以超過人口的增長，到本世紀末，世界人口將增加一倍，達到28億。以色列是世界乾旱地區的試點地區，特別是它的阿拉伯鄰國，它們在與以色列繁榮的同一片土地上仍然處於貧困狀態。
以色列的成就更加引人注目，因為在劃定國家邊界時，政治幾乎沒有考慮到地形和分水嶺的邏輯。在1948年巴勒斯坦分治中分配給以色列的7815平方英里土地，使之成為沿地中海東岸的一條狹長地帶，大致長265英里，寬12至70英里。它僅包括約旦河谷的一部分，該地區的主要水道，有三個湖泊：位於北端的胡拉湖，海拔230英尺；加利利海，向南九英里，海拔低於海平面680英尺；死海，向南65英里，海拔低於海平面1290英尺。以色列一半以上的領土被真正的沙漠或近沙漠所佔據，主要的農業耕地位於狹窄的沿海平原、北部高地以及約旦河谷的西坡，從胡拉湖下游到加利利海以下25英里處，以色列的邊界延伸到河流。這種領土劃分以及以色列阿拉伯鄰國的持續敵對行動繼續阻礙著在該地區水資源稀缺的情況下，實現所有相關方充分利用供水資源的計劃。
在氣候方面，以色列很像加利福尼亞州。雨季在冬季，夏季漫長而乾燥。此外，不穩定的降雨量在全國各地差異很大，從北部的平均42英寸到耶路撒冷的26英寸，再到位於內蓋夫沙漠腳下亞喀巴灣的埃拉特的不足2英寸。在短距離內，溫度範圍也達到了類似的極端水平，高海拔地區涼爽，約旦河谷炎熱且熱帶。在春天，一種炎熱乾燥的風，被稱為哈姆辛風，可能會從東部的沙漠中吹來數天，對未受保護的農作物造成災難性的影響。儘管這些條件很惡劣，但自羅馬時代以來，氣候沒有發生明顯的惡化。同樣的植物在受保護的地方仍然茂盛生長，聖經中記載的泉水仍然從地下湧出。“沙漠”接管曾經繁榮的土地是人類的傑作，而不是大自然的傑作。
幸運的是，一個地質特徵有利於降雨的保持；景觀中多孔的石灰岩吸收了大部分降雨，並透過地下迷宮般的含水層將水廣泛地從降雨量最大的地區分配出去。泉水的總流量超過了約旦河的流量：猶太山麓附近的一處大型泉水形成了雅爾孔河。另一個重要的水源，夏季的濃重露水，有助於高地上農作物的生長。
以色列的農業恢復始於19世紀80年代，隨著第一批移民的到來，他們是新興的猶太復國主義運動作為逃離東歐大屠殺的難民帶到這裡的。他們能夠購買沿海平原上“無用”的沼澤地。這些沼澤是由受侵蝕的溪流的淤積和沙丘向內陸推進的阻礙效應造成的。早期定居者以英勇的勞動成功地排幹了沼澤併成功地進行了耕種。但是在以色列國成立之前，這項工作是基於“急救”的基礎。
當新政府著手製定一項全面的計劃以開發該國的土壤和水資源時，它可以依靠其公民中的許多傑出權威：來自德國和中歐的難民的林業、園藝、土壤科學、植物育種和土木工程方面的專家。但是，隨著其不斷增長的人口中有很大一部分來自北非和近東的阿拉伯國家，以色列沒有足夠的專家來快速建立現代農業所需的許多學科。因此，政府是最先利用聯合國專門機構和美國“第四點”計劃提供的技術援助的政府之一。我有幸參與了這項工作，擔任聯合國糧食及農業組織下屬的以色列特派團成員，在1951年至1953年期間，我參與了制定國家土地開發計劃和建立人員隊伍的工作；並在1955年至1957年期間，幫助在以色列理工學院建立農業工程系。
首先要解決的問題是，從1951年開始並在1953年完成的，是對土地進行全面的清點。這包括北緯60度以北的238萬英畝土地，約佔以色列領土的一半，這裡有可能進行主要的農業開發。它是世界上最徹底的土地清點之一，為土地利用政策和隨後的巨大開墾和水資源開發任務提供了堅實的基礎。對清點土地按最終用途進行的分類表明，如果有足夠的水供應，大約40％（即一百萬英畝）的土地可以適合一般耕種；大約15％的土地用於果園、葡萄園、牧場和其他將在土壤上保持永久植物覆蓋的用途；20％的土地用於無灌溉的天然牧場；以及25％的土地用於森林、公園和荒地。在詳細調查區域之外的內蓋夫，一項廣泛的勘測規劃了一項牧場開發計劃，以及在冬季少量徑流可以轉移或蓄積以支援灌溉的地區種植飼料作物的計劃。
土地清點的一個主要特點是根據土地受風和水侵蝕的相對程度對土地進行分類。在以色列土壤保護局手中，這已成為保護最佳土壤並最終開墾目前無法使用土地的藍圖。侵蝕的危險性隨著土壤坡度的增加而呈幾何級數增長。第一道防線是針對雨滴的動態，其中包括對土壤進行管理的措施，這些措施也是為了獲得持續的作物產量所必需的，例如增加有機質以增加土壤的持水能力，以及使用作物殘渣吸收能量並減少雨滴的飛濺侵蝕。沿等高線進行等高線耕作和種植條帶狀作物是第二道防線，通常足以抵禦中等風暴的危害。這些防禦措施可以由個體農民或農業合作社建立，並透過土壤保護局的教育和示範在各地得到鼓勵。但是以色列的降雨通常是大暴雨的形式，在雨季的幾次大暴雨中以及每隔幾年出現的極端暴雨中。在這些降雨超過前兩道防線的情況下，必須由土壤保護局的土壤保護工程師設計和制定更復雜和昂貴的措施。必須透過寬基梯田來打破斜坡，以收集和減緩暴雨徑流，並且梯田必須透過水道相互連線，以防止積水在田野中沖刷出溝壑。然後，暴雨水可用於儲存在地表池塘和水庫中或用於補充地下水。這道防線必須經過準確和充分的工程設計，因為流水不會原諒設計中的錯誤或疏忽。
過去人為造成的侵蝕的影響之一是在狹窄的沿海平原上形成了沼澤，尤其是在哈代拉、卡布裡和耶斯列谷地。以色列繼承了早期定居者開始的工作，現在已經完全開墾了這些土地，在最低窪的地方排水並種植桉樹，在較高的土地上種植柑橘園和農作物。
約旦河谷源頭的胡拉盆地沼澤地提出了更重大的工程挑戰。在羅馬時代及之前，這個地區肥沃且人口稠密，但它已變成一片令人沮喪的沼澤，成為該國瘧疾感染的集中地。來自北部高地的沉積物逐漸填滿了胡拉湖的北部末端，從而形成了一片長滿紙莎草的沼澤。現在，透過拓寬和加深湖泊出口以降低水位，並透過一套排水渠系統，沼澤地已被排幹。隨著紙莎草被清除，下面的深層泥炭像舊金山灣頭的三角洲泥炭地一樣，為耕作提供了豐富的資源。胡拉開墾管理局估計，這個小小的伊甸園將以密集的農業經濟養活 10 萬人口，種植蔬菜、葡萄、水果、花生、穀物、甘蔗、水稻甚至魚（在舊湖床上蓄水形成的池塘中）。水果和蔬菜的產量很快將需要在當地安裝加工和罐頭廠。開墾這片土地的另一個收穫是節約用水；減少湖泊和周圍沼澤的蒸發面積將節省足夠的水來灌溉 17,000 到 25,000 英畝的土地，具體取決於這些水將被輸送到的地區的降雨量。胡拉排水和灌溉專案規模不大，但它象徵著以色列決心充分利用其資源。
水資源的開發和灌溉是這個新國家最顯著的成就，也是其農業與周邊阿拉伯國家（除了少數地區外）盛行的農業的最大區別。自從亞伯拉罕時代“那地有饑荒”以來，這個地區的農業一直受制於冬季降雨量的變化。在古代巴勒斯坦，灌溉僅限於可以從常年泉水透過重力供水的小面積區域。這些工程早已廢棄，在本世紀初，聖地幾乎沒有灌溉。在 10 年的時間裡，以色列國將灌溉面積增加了三倍，從 72,500 英畝增加到 325,000 英畝。正是這一成就使得吸收大量移民成為可能。灌溉使每英畝的產量比該地區的旱地耕作的產量提高了三到六倍甚至更多，並確保了年復一年可靠的產量。
以色列的大部分水來自水井，灌溉是透過噴灑而不是透過溝渠或邊溝完成的。泵和管道網路以低流量輸送壓力下的水。灌溉工程師很快發現，噴灑最適合這種輸送方式，並且適用於將水施用於沙質土壤和不適合平整的較粗糙的石質土地。對泵和管道的高投資已被灌溉所實現的全年密集耕作以及在土地上安置自給自足的移民的迫切需要所抵消。每年有 25,000 到 30,000 英畝的土地被納入灌溉，預計這種情況將持續下去，直到達到供水的極限。
與此同時，廣泛的實地研究致力於實現最有效的水資源利用。例如，在內蓋夫北部，人們發現，在冬季降雨之前施用約六英寸的灌溉水，將土壤浸泡至其持水能力達到約四英尺的深度，將相當於 20 英寸的降雨量，足以滿足冬季穀物的需求。在許多土壤中，灌溉會引發嚴重的排水問題。土壤的蒸發和農作物在使用水時發生的“消耗性”蒸騰作用會留下水中溶解的鹽分。幾年後，鹽分的積累可能會達到有毒的程度。某些農作物，如甜菜，會吸收一些鹽分，可以輪作種植以減少這種積累。但是，無論種植什麼作物，都必須及時排水以濾除鹽分，並且必須對土壤的化學成分進行監測。
為了使大部分土地得到灌溉和耕種，需要付出巨大的努力來修復幾個世紀的侵蝕造成的破壞。石質土壤中的斜坡通常覆蓋著“侵蝕路面”，這些路面由太重而無法被雨水飛濺和暴雨徑流沖走的石頭組成，暴雨徑流帶走了表土。在該國的一些地區，農民將這些石頭從田地裡耙出，並堆成巨大的堆。''''在侵蝕暴露岩石或沖刷出深層土壤而無法耕種的地方，土地已被用於其他較低的用途，例如粗放牧場或林地。在許多高地地區，現代農民能夠利用古代腓尼基人的土壤保護工程。我自己的調查表明，腓尼基人在 3,000 到 4,000 年前是中東地區第一個在雨水農業下清理和耕種山坡的人，因此也是第一個遇到土壤侵蝕的人。他們也是第一個透過使用等高線原理並透過建造石牆將斜坡變成一系列水平梯田來控制土壤侵蝕的人。大多數這些古老的梯田已被允許倒塌成廢墟。今天，它們正在被重建和重新設計。由於梯田狹窄，因此僅適用於手工勞動，因此通常的做法是從舊梯田牆上收集石頭，並將它們堆成等高線上間距更大的山脊，從而形成具有緩坡的梯田，以便使用拖拉機牽引的農具進行耕作。在噴灌下，新的梯田被證明是葡萄園和果園的有利場所。
在該國的大片超出此類開墾範圍且過於乾燥而無法生長森林的地區，人們正在努力開發土地用於牧場。在近東、中東和北非各地，土地已被過度放牧超過 1,000 年。綿羊不吃的東西，山羊會吃，山羊剩下的東西，駱駝會吃。當這些耐寒的動物在漫長、炎熱、無雨的夏季在土地上游蕩時，幾乎沒有植物覆蓋物來保護土壤免受冬季降雨的侵蝕。但是，如果可以根據在山羊和駱駝無法到達的岩石地方和荊棘叢中倖存下來的殘餘飼草和植物物種來判斷，可以推測這片土地曾經是牧業天堂。以色列政府在 1948 年將山羊從土地上清除後，草地和草本植物的迅速恢復證實了這一評估。此後，土壤保護局一直在用當地植物以及從美國和南非進口的物種重新播種牧場。此外，正在種植某些木本灌木和低矮樹木以保持土壤併為牲畜提供飼料；例如，耐寒的角豆樹的豐富豆莢的飼料產量與同等種植的大麥一樣多。轉移和分散暴雨水在牧場上的措施進一步提高了產量。成群的肉牛和奶牛現在開始在恢復的牧場上繁殖。
在猶太人早期移民到以色列時，種植樹木成為對未來信仰的象徵。造林現在在控制侵蝕、開墾石山以及為果園和菜園遮風擋雨方面發揮著核心作用，無論是來自海洋還是沙漠的風。在未來 10 年內，將種植約 2.5 億棵樹木，包括以色列森林實驗站選擇的本地和進口物種。在苗圃中種植幼苗以及在未開墾的山坡、路邊、防護林帶和沙丘上種植樹木，為新移民提供了臨時就業機會，直到他們站穩腳跟。新的林地已經產出木材、杆子和燃料產品，這些都是在森林砍伐的土地上的寶貴商品。
土地清查有助於保護最佳農業用地免受以色列不斷增長的城市和小城鎮的吞噬。例如，在沿海地區，鼓勵社群將其邊界擴充套件到沙丘，而不是周圍的可耕地。沙丘佔沿海土地的 10%；在盛行的西風的拖曳下，沙丘正在淹沒良田、果園甚至房屋。人們正在進行實驗，透過穩定沙面並將沙粒聚整合團粒結構來保持移動的沙丘。這是透過種植耐寒的灌木和沙草，以及諸如紫花苜蓿之類的鬚根植物來實現的，在某些地區，汙水和部分修復的汙水會被用於供水。在這種嘗試中，植物的快速生長在幾年內將沙子轉化為穩定的類土壤材料，適合種植樹木甚至某些農作物。但是，將沙丘完全開墾為農業用途仍處於研究階段。
最終，農業的擴張受到可用水量的限制。以色列水利規劃局正尋求在1966年將1956年的供水量翻一番，使該國每年的供水總量達到1450萬英畝英尺（一英畝英尺是指每英畝12英寸的水）。該計劃的核心內容源於我在1938年和1939年為美國農業部進行的一項調查，以及基於該調查提出的約旦河谷管理局的建議，旨在充分開發該山谷的地表水和地下水資源，以服務於整個原先由國際聯盟託管的地區，包括現在的約旦王國和以色列。該建議呼籲開發地下水，並將以色列境內的約旦河上游水引流到南部的乾燥地區，並將耶爾穆克河的水引流到約旦河谷的東側，以灌溉外約旦一個有前景的亞熱帶地區。為了彌補這些河流流入死海的流量，計劃從地中海透過運河和隧道引入海水，使其在低於海平面近1300英尺的兩組水力發電站中下降，最終流入死海。這些海水不僅能發電，還能維持死海的水位，以便提取那裡儲量驚人的礦物質和化學物質。該計劃被一個國際工程師諮詢委員會宣佈為可行。該計劃中所有不需要鄰近阿拉伯國家合作的部分，現在都由以色列政府實施。將約旦河上游的水輸送到內蓋夫的108英寸主管道的預應力混凝土段正在製造和鋪設在一條巨大的溝渠中，穿過中間山丘的隧道也在建設中。
除了這項重大工程之外，該國還在為使用和再利用而節約一些較小的水流，例如城市汙水和沿海間歇性溪流的徑流。在南部內蓋夫地區，年降雨量不足6英寸，土壤保持局正在採用古代納巴泰人的方法來攔截山洪，用於灌溉飼料作物。
海水淡化方面的進展最近使未來的前景變得光明起來。政府實驗室開發的一種新方法即將在兩個日產量為25萬加侖的試點工廠進行測試。這項工作的成功不僅對以色列來說是一項重大勝利，對世界上所有其他乾旱地區國家來說也是如此。
在逆境的錘鍊下，以色列的國家和人民一直在努力解決其他國家遲早要面對的問題。已經沒有可供探索或開發的新的大陸了。地球上最好的土地已經被佔用和使用。所有這些土地，或多或少地，都需要像在以色列取得巨大成功的那些開墾和保護措施。今天的邊疆就在我們腳下的土地上。