本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
幾周前,我搬進了布魯克林的一間新公寓。我最喜歡新家的地方是它的花園。10年來,我第一次擁有一個私人戶外空間,可以在這裡閱讀和放鬆;可以在自己的後院燒烤;並且可以自由地塑造一塊土地——決定哪些植物在哪裡生長。
在我看來,我的花園有三個主要特徵:一個小石板露臺;幾條繡球花、百合花和灌木帶;以及在這些花卉邊界的中間,一塊未馴服的三葉草、蔓生筋骨草和各種雜草。我的第一反應是拔掉這片被忽視的草坪上的所有雜草,準備好土壤,並播上草皮。“你確定嗎?”一位房東在搬家前不久我們在後院時問我。“我的意思是,你必須澆水,而且我們沒有任何灑水器。你還得買個割草機,還要找地方存放。”
我勉強地同意了。儘管我一直喜歡園藝——尤其喜歡種植蔬菜——但每週都要給一大片草坪澆水和修剪的前景並沒有讓我感到興奮。割草在我童年時只是偶爾的家務活,而不是固定的責任。此外,雜草叢生的草坪真的有那麼糟糕嗎?你仍然可以在上面行走和坐下。而且它有點更有趣——當然也比傳統的草坪更豐富多樣。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
我仔細看了看。這裡不僅僅有植物。一隻菜粉蝶以其矛盾的笨拙而又優雅的方式在雜草叢中跳躍。一隻蜜蜂盤旋並擁抱一朵三葉草花。在過去的幾個月裡,為了完成一系列相關的寫作和編輯任務,我一直在研究蜜蜂——它們隨著殖民者來到美國——以及我們國家許多本土的蜜蜂物種:舔舐人類汗水的金屬藍色汗蜂;在木頭或土壤中築巢的獨居蜂;將葉子製成育兒室的泥蜂。
在全國各地,本土傳粉者多年來一直在死亡,主要是因為我們用大片單一栽培取代了它們曾經多樣化的自然棲息地:一英畝又一英畝的單一作物,其中許多作物——例如玉米和小麥——是昆蟲食用的花粉和花蜜的不良來源。同樣,我最近了解到,沒有雜草和鮮花的草坪是微觀的單一栽培;它們對傳粉者來說也是荒地,不提供任何營養。我們將鬱鬱蔥蔥的綠色草坪與活力聯絡在一起,但在許多方面,草坪是花園中最貧瘠的部分。
具有諷刺意味的是,本地蜜蜂數量的減少既是農業損失,也是生態損失。儘管一些主要的農作物如玉米和小麥主要依靠風力授粉,但我們三分之一的食物供應——包括蘋果、杏仁、櫻桃、藍莓、生菜、鱷梨和西蘭花——都依賴於傳粉蜜蜂。家養蜜蜂根本無法獨自訪問所有這些植物,而且在許多情況下,本地蜜蜂是對其共同進化的植物更有效的傳粉者。例如,熊蜂會劇烈地搖動藍莓花,使自己身上沾滿花粉,以至於它們每次訪問新的藍莓花時都會傳遞大約 15 到 20 粒花粉,而蜜蜂通常攜帶三到四粒花粉。當蜜蜂因多種原因——殺蟲劑、營養不良、頑固的病原體——而大規模死亡,並且本地蜜蜂發現越來越少的棲息地和越來越少的食物時,野生蜜蜂的福祉從未像現在這樣至關重要。
那麼,我怎麼能再偷走我們野生傳粉者僅存的一小塊可行棲息地呢?環顧我的花園,我把一簇簇開花的所謂雜草拔掉,並用單色的草皮來代替的衝動,現在我覺得有點自私,而且完全沒有靈感。如果房子旁邊有一塊土地可以隨意使用,為什麼要把它的大部分變成草坪?為什麼草坪必須完全由超綠、短切、幾乎相同的草葉組成?草坪到底是什麼?
草坪的歷史至少可以追溯到 900 年前的英國和法國北部,這兩個地方都有海洋性氣候,冬季相對溫和,夏季溫暖潮溼,非常適合多種不同的草。最初,“草坪”一詞可能指的是公共放牧牧場——樹林中的空地,綿羊和其他牲畜不斷地啃食野生草,使其屈服。即使在今天,一些地名也保留了早期草坪的記憶:例如,英國的巴爾默草坪包含 500 英畝的草地牧場。很快,人們就發現了草的其他用途:美學、運動和休閒。國王亨利二世(1113 年至 1189 年)在克拉倫登宮擁有“擁有大量草坪”的花園,亨利三世(1216 年 – 1272 年)命令勞工切開自然生長的草皮,並將其移植到他的宮殿中。世界上最古老的保齡球綠地位於英國南安普頓,自至少 1299 年以來一直維護至今。
然而,在古代,草坪並不總是連綿不斷的綠色。一些中世紀花園的繪畫描繪了點綴著各種花朵的草坪地毯,例如鈴蘭、罌粟花、報春花、櫻草花、野生草莓、紫羅蘭、雛菊和水仙花。人們在這些鮮花盛開的草地上行走、跳舞和放鬆,這些草地旨在模仿天然草地。在 15 和 16 世紀,歐洲人使用白三葉草、洋甘菊、百里香、蓍草、自療草 (Prunella vulgaris) 和其他低矮的草地和地被植物——有時與草混合——來建立草坪和步行和交往的道路。在 20 世紀初,一種名為科圖拉草(Leptinella dioica)的雜草開始入侵紐西蘭的保齡球草坪。當卡萊多尼亞保齡球俱樂部的場地管理員試圖透過耙松草坪來清除雜草時,他只是加速了它的蔓延。然而,橄欖球運動員注意到,他們在雜草形成的緊密、光滑的地毯上跑得更快,打得更好,而不是在草地上。到 1930 年,卡萊多尼亞保齡球俱樂部用科圖拉草取代了所有的草;其他俱樂部也這樣做了。
然而,在歷史上,混合植物草坪和非草坪一直是例外,部分原因是光滑、維護良好、鬱鬱蔥蔥的草坪不僅成為功能性的一部分,而且成為人們財產的象徵。在 19 世紀初,圍繞莊園的大片草坪不僅在美學上令人愉悅——提供了對莊園一覽無餘的視野——而且進一步證明了財富。為了保持草坪整潔和修剪,英國貴族和鄉紳必須照顧放牧的動物——最常見的是一群綿羊——或僱用勞工用鐮刀切割長長的草。
最終,草坪的概念傳到了美國,並在那裡以自己的方式發展。起初,早期的殖民者種植食用和藥用植物的花園,沒有時間和金錢來維護草坪。無論如何,美國本土的草通常太難以馴服,無法形成整潔的草坪。然而,一些富裕的公民想要模仿英國修道院和豪宅周圍的草坪,因此從歐洲和亞洲進口了合適的草皮。英國工程師埃德溫·比爾德·巴丁在 1830 年發明了割草機,徹底改變了草坪護理——儘管它是一種笨重的熟鐵裝置,經常會挖起土壤。其他人改進了第一臺割草機,使其更輕更光滑。大西洋兩岸的人們現在可以自己修剪大小適中的草坪,而無需數十甚至數百名工人或一群綿羊。
邁克爾·波倫指出 1860 年代是美國草坪歷史上的關鍵時刻:在那十年裡,景觀設計師弗雷德里克·勞·奧姆斯特德設計了伊利諾伊州里弗賽德的郊區社群。奧姆斯特德禁止柵欄和圍牆,並在每排房屋前鋪上無縫的綠色草坪。大約在同一時間,安德魯·傑克遜·唐寧和弗蘭克·J·斯科特等有影響力的景觀設計師出版了流行的書籍,提倡草坪是任何體面的房主的必需品。“光滑、緊密修剪的草地表面是郊區住宅地面上最重要的美麗元素,”斯科特寫道。“讓你的草坪成為你家的天鵝絨長袍,讓你的花成為它不太放蕩的裝飾。”
草坪灑水器出現在 1871 年,花園軟管變得更便宜、更耐用。在 1947 年至 1951 年間,萊維特父子公司建造了第一個大規模生產的郊區社群:17,000 所房屋中的每一所都有一塊草坪。萊維敦成為各地郊區的典範,每一代新的購房者都繼承了帶有草坪的房屋。儘管美國人熱衷於私人財產,但任何一個房主的草坪都成了每個鄰居的事情。修剪整齊的草坪——或者相反,無人看管的叢林——不僅反映了它的主人,也反映了整個周邊社群。即使在今天,調查顯示,與英國公民相比,美國人非常關心鄰居草坪的狀態。在F·斯科特·菲茨傑拉德的《了不起的蓋茨比》中的一個特別令人難忘的場景中,住在高檔西卵區最豪華住宅之一的傑伊·蓋茨比給他鄰居尼克·卡拉威簡陋的房子進行了改造,包括給他“雜亂的草坪”進行了急需的修剪。
如今,美國大陸擁有超過4000萬英畝的住宅和商業草坪,這個數字是經過精確計算後,由美國宇航局(NASA)的克里斯蒂娜·米萊西及其同事在2000年代初首次利用衛星資料和航空照片得出的。就面積而言,草皮與小麥相當,小麥是該國第四大農作物。所有這些草坪為人類和環境提供了一些明顯的好處:它們吸收二氧化碳(一種在大氣中吸收熱量的溫室氣體),從而可能緩解全球變暖(只要草坪的建立、修剪和施肥不會產生過多的二氧化碳和一氧化二氮,以至於抵消了這種好處);它們可以防止土壤侵蝕和散熱,從而抵消城市熱島效應(城市和城鎮的金屬和混凝土比周圍農村地區保留更多的熱量);草坪是進行足球、橄欖球和觸身式橄欖球等比賽的理想場所;它們為幼兒提供了一個安全柔軟的戶外玩耍空間;而且——正如越來越多的生態心理學研究所表明的那樣——綠地可以減輕壓力,恢復注意力,提升情緒,讓人對生活感覺更好。
然而,最終,我們對原始草坪的痴迷所造成的後果可能會削弱任何好處。除了剝奪本地傳粉者和蜜蜂的野生棲息地和食物——從而威脅到我們的農業系統——草坪護理還會消耗大量水,排放煙霧,並用可能有害的化學物質浸泡地球。米萊西的計算機模擬顯示,全國的草坪每天需要大約每人200加侖的飲用水。一些研究表明,或多或少保持原樣的花園和公園比高度人工栽培的草坪捕獲更多的碳。美國環境保護署估計,燃氣動力割草機——每執行一小時排放的空氣汙染是新車的11倍——在某些地區造成高達5%的煙霧。每年夏天,美國人在給割草機和其他園藝裝置加油時會溢位1700萬加侖的汽油。在美國擁有庭院或花園的約9000萬戶家庭中,有4500萬戶使用化肥,4600萬戶使用殺蟲劑,4700萬戶使用化學除草劑。這些化學物質——其中許多,特別是較老的品種,都具有已知的健康風險——會汙染自然棲息地,並滲入我們的家庭和飲用水中。
傳統的草坪也完全顛覆了草的典型生命週期。草坪草分為兩大類:冷季草種,如羊茅和早熟禾,以及暖季草種,如百慕大和結縷草。在夏季,野生的冷季草停止光合作用,變成棕色,生長速度大大減慢,甚至完全停止,以節省能量;在秋季,它們會反彈。相反,野生的暖季草在較冷的月份休眠,在夏季則會繁榮生長。為了使我們的草坪全年保持綠色,我們不斷地給它們澆水和施肥,迫使植物不停地生長。當然,我們不希望它們長得太高。透過在草有機會產生花朵和種子之前就將其割掉,我們實際上是將植物困在了永久的性不成熟狀態——儘管許多植物仍然能夠無性繁殖,透過匍匐的根系克隆自己並橫向蔓延。修剪還需要草付出大量的能量和資源來透過封閉所有傷口來自我修復。新鮮割草的味道——如此令人舒適和懷舊——是一種化學警報訊號:植物在受到攻擊時釋放出的芳香揮發性有機化合物的組合。啊,草坪的迴圈:浸透、斬首、重複。
在這一點上,草坪已經深深紮根於美國文化中,以至於大多數人從未質疑過它們。郊區居民從小在草坪上玩耍。他們所有的朋友都有草坪。沒有草坪會很奇怪。然而,我們大多數人並沒有決定用草覆蓋我們前院和後院的這麼多地方——它已經存在了。許多從頭開始建造房屋的人預設都會加入草坪。草坪與其說是選擇,不如說是一種強加——一種源於虛榮和貪婪的遺產,為了社群的名義演變成了順從。
自從至少1960年代——當時蕾切爾·卡森在她的小說《寂靜的春天》中強調了草坪上使用的殺蟲劑的危害——在美國和歐洲,一些大膽的個人和一小群反主流文化的園藝學家就一直在抵制或直接拒絕傳統的草坪。在《紐約客》中,伊麗莎白·科爾伯特描述了他們提出的一些替代方案
“在《諾亞的花園》(1993)中,薩拉·斯坦……提倡‘去園藝’——本質上是讓草地恢復為灌木叢。莎莉和安迪·瓦索夫斯基在他們的《割草機安魂曲》(2004)中,建議用本地樹木和野花填滿院子。對於那些不想放棄草坪所提供的外觀或遊樂空間的人,瓦索夫斯基夫婦建議使用野牛草,這是北美僅有的幾種本地草坪草種之一……威廉·尼林,多年來一直是康涅狄格學院的植物學教授……在他的房產周圍種植了樹木,然後讓其餘大部分院子保持不修剪的狀態,成為一片草地……在過去的幾十年裡,來自賓夕法尼亞州巴克斯縣的園藝學家大衛·本納一直在宣傳苔蘚作為草的替代品……在《食物而非草坪》(2006)中,希瑟·C·弗洛雷斯認為,普通的院子每年可以產出幾百磅的水果和蔬菜……《可食用莊園》(2008)是建築師和藝術家弗裡茨·哈格的一個專案的編年史,他拆除了傳統的院子,以視覺上引人注目的‘可食用植物’取而代之。哈格稱他的方法為“全正面園藝”。
最近,在草坪的發源地,一位堅定的研究生創造了一種全新的草坪——如果我們可以這樣稱呼它的話。在1970年代,當萊昂內爾·史密斯大約11歲時,一場乾旱使他英格蘭貝德福德郡家門前的花園枯萎了。儘管灌木和草變黃了,但頑強的雜草和野花卻盛開了。他覺得很漂亮,但他的父親讓他把所有的花都割掉。不想放棄零花錢,史密斯屈服了。20多年後,當史密斯在雷丁大學獲得園藝碩士學位時,他決定嘗試製作一種沒有一根草葉的切實可行的草坪——一種稠密的開花、矮生、闊葉植物網,可以經受一些修剪和步行。
最初只有四種植物——紅三葉草、夏枯草、雛菊和蓍草——的幾個實驗花園,發展成了許多緊密編織的草皮,每種草皮包含65種以上本地和非本地物種,而且沒有一種是草。為了選擇這些物種,史密斯仔細研究了謝菲爾德大學的研究人員收集的關於英國草坪中生長的植物型別的資料,特別尋找柔軟莖、橫向蔓延的植物。他最終選擇了紫羅蘭、英國雛菊、小葉三葉草、洋甘菊、百里香、蓍草、夏枯草、草坪延齡草和刺芹等多種植物。這些開花植物不僅提供了完整的地面覆蓋,而且所需的修剪次數比傳統草坪少三分之一(每年三到九次),部分原因是其中一些植物透過抑制向上生長來適應定期修剪。在草皮的早期階段,修剪對於防止較高的物種佔據主導地位至關重要;然而,一旦建立起來,史密斯發現草皮每年需要的修剪次數越來越少。而且他不給它們澆水;英國的氣候可以解決這個問題。
即使是那些被證明在英國天氣中很難生長的植物,例如藍豌豆,也在史密斯的草皮中茁壯成長。他認為,植物的多樣性和鄰近性模仿了野生棲息地中存在但在傳統草坪中缺乏的某種協同作用。更豐富多樣的根系意味著一個更大、更多樣化的地下微生物和真菌群落,植物與這些微生物和真菌形成共生關係。為了換取養分,生活在白三葉草和其他植物根部的細菌從土壤空氣中吸收氮氣,並將其轉化為氨和硝酸鹽,植物利用這些氨和硝酸鹽來構建DNA和許多其他細胞部分。當白三葉草植物及其細菌死亡和分解時,氮返回到土壤中。史密斯的草皮也增加了天空中的生物多樣性:與典型草坪相比,有25%以上的傳粉昆蟲訪問了多花草坪,而且總體上來的昆蟲種類也更多。
今年五月,倫敦的阿凡戴爾公園安裝了史密斯的一個開花草皮。當時,肯辛頓和切爾西區的生態經理正為一個公園裡脆弱的野花田而煩惱:任何在草地上奔跑的孩子或狐狸都很容易破壞植物。史密斯的無草草坪似乎是理想的解決方案:一種能夠承受一些輕微人流的活生生的開花被子。儘管史密斯的一種草皮無法在公園中承受草坪草通常承受的那種日常磨損,但稍微步行一下對草皮有益,有助於壓實土壤和根系。到目前為止,遊客們都很喜歡它。史密斯說,一位著名的園丁——他目前還不能透露姓名——很快將在她的私人花園裡擁有一塊草皮,其他公園也對採用他的草坪風格感興趣。
然而,嘗試草坪的替代方案並不需要完全禁止草坪草。正如史密斯的研究強調的那樣,草坪草具有其他植物不易比擬的有用特性:其令人印象深刻的材料彈性。草能忍受大量的踐踏而不會死亡,並且當被防滑釘和躺著的人的背部壓縮時會彈回來。一些科學家目前正專注於如何使私人草坪和公共綠地的區域對本地傳粉者更具吸引力,而無需完全剷除草坪。肯塔基大學的艾米麗·多布斯和她的同事參觀了該州的幾處高爾夫球場,並說服管理者將一些偏僻的地方改造成野生棲息地,方法是種植混合的多年生、本地、低維護的野花,這些野花從四月到十月開花,例如松果菊、耬鬥菜、黑眼蘇珊、三葉草、牛膝草和一枝黃花。包括萬豪酒店和度假村在內的五家高爾夫球場的所有者迄今為止已同意,而且結果令人震驚。
多布斯說:“我可以去任何花卉地點,看到大量的蜜蜂,每個小區域都有成百上千只蜜蜂。通常在高爾夫球場上,你會看到一兩個物種的熊蜂、一些蜜蜂和一些金屬汗蜂。在我的地塊上,我們已經看到了二十多個物種的獨居蜜蜂、汗蜂、礦蜂和六個不同物種的熊蜂。我們還看到了相當多的蝴蝶。”一般來說,本地蜜蜂遠沒有蜜蜂那麼具有攻擊性,只有在被激怒時才會蜇人,因此它們不會對高爾夫球手構成威脅。而且,儘管高爾夫球場上廣闊、起伏、整潔的草坪可能很漂亮,但人們並不介意這裡那裡有一些鮮花;事實上,他們喜歡它們。萬豪酒店對此非常滿意,他們計劃在美國東部一半的高爾夫球場上建立傳粉者棲息地。
賓夕法尼亞州的退休生物學家比阿特麗斯·莫伊塞特解釋說,人們可以在自己的後院做類似的事情。她為一個融入草坪的雜草和開花植物創造了一個迷人的術語。“草坪可以為傳粉者甚至鳥類提供食物,”她寫道。“一個像室內綠色地毯一樣完美修剪的草坪不應該是草坪美的唯一理想。相反,一個有各種植物(包括一些闊葉‘雜草’)的草坪有其自身的自然美;讓我們稱它們為‘草地伴侶’。”明尼蘇達大學的草地專家 瑪麗·梅耶 對傳粉者棲息地有另一個名稱:“蜜蜂草坪”,她定義為“傳統涼季草坪草與其他支援蜜蜂和本地傳粉者的低矮植物的組合。”梅耶建議將細羊茅與薄荷科植物、百脈根(Lotus corniculatus)、百里香和鱗莖植物海蔥和番紅花混合在一起。她目前正在與她的同事、著名昆蟲學家 瑪拉·斯皮瓦克 合作一個專案,該專案呼應了萊昂內爾·史密斯的研究:他們的目標是識別能夠在人們的草坪上生存、承受一些修剪和踩踏併為蜜蜂提供大量花蜜和花粉的低矮開花植物。
對於任何有興趣瞭解如何在私人花園中建立傳粉者棲息地的人來說,兩個最有用的線上資源是 澤西斯學會的網站,這是一個致力於保護無脊椎動物的非營利組織,以及 Lady Bird Johnson 野花中心,這是德克薩斯州奧斯汀大學的一個研究部門,致力於研究本地植物。澤西斯出售各種傳粉者保護種子混合物——適合該國不同地區的野花和草籽袋。我訂購了一袋為東北地區設計的種子混合物。在夏末和秋季,是播種的好時機,我將開始將我草坪的一部分改造成更接近野花草地的地方。在草坪的其他地方,我將讓雜草隨意生長,也許偶爾使用房東的除草機,如果有些植物長得太高的話。我的好朋友和室友奧利維亞和我還計劃在草坪上開闢一塊地方種植蔬菜,我們將把它們種植在木製容器中。
上個週末,我花了一些時間在花園裡工作,修剪侵略性的灌木,種植鮮花,並給最近盆栽的薄荷和羅勒澆水。蜻蜓交替追逐,然後以極其精確的姿勢棲息在樹枝的頂端。我發現一簇長著活潑葉子的雜草,已經展開了紫水晶般的微小星星。在清理過去建築專案的磚砌小路上的碎片時,我注意到一隻胖乎乎的黑色蜜蜂側躺著。那是一隻木匠蜂,是我最近學會辨認的幾種本地物種之一。它已經死了,但我確信它首先飛到這裡,是因為這個花園——用雜亂的開花雜草代替整潔的草坪——是如此充滿生機。