注意：这篇文章最初发表于1960年4月刊的《大众科学》，现在作为2010年4月刊50、100、150年前特辑的补充内容提供。
以色列国已着手在一片古老而受损的土地上创建新的农业。20世纪的以色列人并没有像他们3300年前的祖先那样找到他们的应许之地“流着牛奶与蜜”。他们来到的是一片曾经草木茂盛的海岸线上沙丘蔓延、疟疾沼泽和裸露石灰岩山丘的土地，据估计，那里有三英尺厚的表土被冲刷、分拣，并作为贫瘠的覆盖物散布在平原上，或者在咆哮的洪水中被冲入大海，一次又一次地将美丽的地中海蓝色变成了远至地平线的脏棕色。以色列的土地与中东其他地区的土地遭遇了同样的命运。大约在1300年前，随着拜占庭帝国的衰落，生产力、人口和文化的下降开始了。无树山坡上昔日森林边界的标志，以及水坝、渡槽和梯田灌溉工程，城市、桥梁和铺好的高速公路的遗迹，都证明这片土地曾经养育了一个伟大的文明，人口更多，生活水平也更高。
去年，为了庆祝以色列国成立十周年，一个国际会议邀请了来自37个国家的485位农民，来参观所取得的成就。他们发现一个拥有200万人口的国家，其人口在十年内翻了一番，主要是通过移民。然而，以色列已经是一个农产品出口国，并且几乎实现了农业自给自足的目标，在食品方面的出口/进口平衡。它的耕地面积增加了一倍以上，达到一百万英亩。它排干了44000英亩的沼泽地，并将灌溉范围扩大到325000英亩；它使地下水的供应量增加了许多倍，并且在转移和利用稀少的地表水方面取得了很大进展。在广阔的无法耕种的土地上，它建立了新的牧场覆盖，以支持不断增长的畜牧业，并在新的森林和防护林中种植了3700万棵树。所有这一切都是在一个国家计划下完成的，该计划征集了公民的奉献精神以及现代农业科学提供的最佳理解和技术。以色列不仅仅是在恢复过去，而是在寻求土地的充分利用，包括实现古代人所不知道的潜力。
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对于来访的农民，他们中的许多人来自世界上较新的和欠发达的国家，以色列的例子是一个证明和一个承诺。文明正与饥荒赛跑。对结果的怀疑，与其说是由于地球资源（尽管它们已被掠夺）的限制，不如说是由于在采用先进农业实践方面的滞后以及在分配当前粮食产量方面的失败。世界上超过三分之二的人营养不良。他们中的大多数人生活在人类在有组织的社会中生活时间最长的土地上。在那里，除了少数例外，土壤的状况最差。以色列的例子表明，土地可以被改造，粮食供应的增加可以超过人口的增长，到本世纪末，世界人口将增加一倍，达到28亿。以色列是世界干旱地区的试点地区，特别是它的阿拉伯邻国，它们在与以色列繁荣的同一片土地上仍然处于贫困状态。
以色列的成就更加引人注目，因为在划定国家边界时，政治几乎没有考虑到地形和分水岭的逻辑。在1948年巴勒斯坦分治中分配给以色列的7815平方英里土地，使之成为沿地中海东岸的一条狭长地带，大致长265英里，宽12至70英里。它仅包括约旦河谷的一部分，该地区的主要水道，有三个湖泊：位于北端的胡拉湖，海拔230英尺；加利利海，向南九英里，海拔低于海平面680英尺；死海，向南65英里，海拔低于海平面1290英尺。以色列一半以上的领土被真正的沙漠或近沙漠所占据，主要的农业耕地位于狭窄的沿海平原、北部高地以及约旦河谷的西坡，从胡拉湖下游到加利利海以下25英里处，以色列的边界延伸到河流。这种领土划分以及以色列阿拉伯邻国的持续敌对行动继续阻碍着在该地区水资源稀缺的情况下，实现所有相关方充分利用供水资源的计划。
在气候方面，以色列很像加利福尼亚州。雨季在冬季，夏季漫长而干燥。此外，不稳定的降雨量在全国各地差异很大，从北部的平均42英寸到耶路撒冷的26英寸，再到位于内盖夫沙漠脚下亚喀巴湾的埃拉特的不足2英寸。在短距离内，温度范围也达到了类似的极端水平，高海拔地区凉爽，约旦河谷炎热且热带。在春天，一种炎热干燥的风，被称为哈姆辛风，可能会从东部的沙漠中吹来数天，对未受保护的农作物造成灾难性的影响。尽管这些条件很恶劣，但自罗马时代以来，气候没有发生明显的恶化。同样的植物在受保护的地方仍然茂盛生长，圣经中记载的泉水仍然从地下涌出。“沙漠”接管曾经繁荣的土地是人类的杰作，而不是大自然的杰作。
幸运的是，一个地质特征有利于降雨的保持；景观中多孔的石灰岩吸收了大部分降雨，并通过地下迷宫般的含水层将水广泛地从降雨量最大的地区分配出去。泉水的总流量超过了约旦河的流量：犹太山麓附近的一处大型泉水形成了雅尔孔河。另一个重要的水源，夏季的浓重露水，有助于高地上农作物的生长。
以色列的农业恢复始于19世纪80年代，随着第一批移民的到来，他们是新兴的犹太复国主义运动作为逃离东欧大屠杀的难民带到这里的。他们能够购买沿海平原上“无用”的沼泽地。这些沼泽是由受侵蚀的溪流的淤积和沙丘向内陆推进的阻碍效应造成的。早期定居者以英勇的劳动成功地排干了沼泽并成功地进行了耕种。但是在以色列国成立之前，这项工作是基于“急救”的基础。
当新政府着手制定一项全面的计划以开发该国的土壤和水资源时，它可以依靠其公民中的许多杰出权威：来自德国和中欧的难民的林业、园艺、土壤科学、植物育种和土木工程方面的专家。但是，随着其不断增长的人口中有很大一部分来自北非和近东的阿拉伯国家，以色列没有足够的专家来快速建立现代农业所需的许多学科。因此，政府是最先利用联合国专门机构和美国“第四点”计划提供的技术援助的政府之一。我有幸参与了这项工作，担任联合国粮食及农业组织下属的以色列特派团成员，在1951年至1953年期间，我参与了制定国家土地开发计划和建立人员队伍的工作；并在1955年至1957年期间，帮助在以色列理工学院建立农业工程系。
首先要解决的问题是，从1951年开始并在1953年完成的，是对土地进行全面的清点。这包括北纬60度以北的238万英亩土地，约占以色列领土的一半，这里有可能进行主要的农业开发。它是世界上最彻底的土地清点之一，为土地利用政策和随后的巨大开垦和水资源开发任务提供了坚实的基础。对清点土地按最终用途进行的分类表明，如果有足够的水供应，大约40％（即一百万英亩）的土地可以适合一般耕种；大约15％的土地用于果园、葡萄园、牧场和其他将在土壤上保持永久植物覆盖的用途；20％的土地用于无灌溉的天然牧场；以及25％的土地用于森林、公园和荒地。在详细调查区域之外的内盖夫，一项广泛的勘测规划了一项牧场开发计划，以及在冬季少量径流可以转移或蓄积以支持灌溉的地区种植饲料作物的计划。
土地清点的一个主要特点是根据土地受风和水侵蚀的相对程度对土地进行分类。在以色列土壤保护局手中，这已成为保护最佳土壤并最终开垦目前无法使用土地的蓝图。侵蚀的危险性随着土壤坡度的增加而呈几何级数增长。第一道防线是针对雨滴的动态，其中包括对土壤进行管理的措施，这些措施也是为了获得持续的作物产量所必需的，例如增加有机质以增加土壤的持水能力，以及使用作物残渣吸收能量并减少雨滴的飞溅侵蚀。沿等高线进行等高线耕作和种植条带状作物是第二道防线，通常足以抵御中等风暴的危害。这些防御措施可以由个体农民或农业合作社建立，并通过土壤保护局的教育和示范在各地得到鼓励。但是以色列的降雨通常是大暴雨的形式，在雨季的几次大暴雨中以及每隔几年出现的极端暴雨中。在这些降雨超过前两道防线的情况下，必须由土壤保护局的土壤保护工程师设计和制定更复杂和昂贵的措施。必须通过宽基梯田来打破斜坡，以收集和减缓暴雨径流，并且梯田必须通过水道相互连接，以防止积水在田野中冲刷出沟壑。然后，暴雨水可用于存储在地表池塘和水库中或用于补充地下水。这道防线必须经过准确和充分的工程设计，因为流水不会原谅设计中的错误或疏忽。
过去人为造成的侵蚀的影响之一是在狭窄的沿海平原上形成了沼泽，尤其是在哈代拉、卡布里和耶斯列谷地。以色列继承了早期定居者开始的工作，现在已经完全开垦了这些土地，在最低洼的地方排水并种植桉树，在较高的土地上种植柑橘园和农作物。
约旦河谷源头的胡拉盆地沼泽地提出了更重大的工程挑战。在罗马时代及之前，这个地区肥沃且人口稠密，但它已变成一片令人沮丧的沼泽，成为该国疟疾感染的集中地。来自北部高地的沉积物逐渐填满了胡拉湖的北部末端，从而形成了一片长满纸莎草的沼泽。现在，通过拓宽和加深湖泊出口以降低水位，并通过一套排水渠系统，沼泽地已被排干。随着纸莎草被清除，下面的深层泥炭像旧金山湾头的三角洲泥炭地一样，为耕作提供了丰富的资源。胡拉开垦管理局估计，这个小小的伊甸园将以密集的农业经济养活 10 万人口，种植蔬菜、葡萄、水果、花生、谷物、甘蔗、水稻甚至鱼（在旧湖床上蓄水形成的池塘中）。水果和蔬菜的产量很快将需要在当地安装加工和罐头厂。开垦这片土地的另一个收获是节约用水；减少湖泊和周围沼泽的蒸发面积将节省足够的水来灌溉 17,000 到 25,000 英亩的土地，具体取决于这些水将被输送到的地区的降雨量。胡拉排水和灌溉项目规模不大，但它象征着以色列决心充分利用其资源。
水资源的开发和灌溉是这个新国家最显著的成就，也是其农业与周边阿拉伯国家（除了少数地区外）盛行的农业的最大区别。自从亚伯拉罕时代“那地有饥荒”以来，这个地区的农业一直受制于冬季降雨量的变化。在古代巴勒斯坦，灌溉仅限于可以从常年泉水通过重力供水的小面积区域。这些工程早已废弃，在本世纪初，圣地几乎没有灌溉。在 10 年的时间里，以色列国将灌溉面积增加了三倍，从 72,500 英亩增加到 325,000 英亩。正是这一成就使得吸收大量移民成为可能。灌溉使每英亩的产量比该地区的旱地耕作的产量提高了三到六倍甚至更多，并确保了年复一年可靠的产量。
以色列的大部分水来自水井，灌溉是通过喷洒而不是通过沟渠或边沟完成的。泵和管道网络以低流量输送压力下的水。灌溉工程师很快发现，喷洒最适合这种输送方式，并且适用于将水施用于沙质土壤和不适合平整的较粗糙的石质土地。对泵和管道的高投资已被灌溉所实现的全年密集耕作以及在土地上安置自给自足的移民的迫切需要所抵消。每年有 25,000 到 30,000 英亩的土地被纳入灌溉，预计这种情况将持续下去，直到达到供水的极限。
与此同时，广泛的实地研究致力于实现最有效的水资源利用。例如，在内盖夫北部，人们发现，在冬季降雨之前施用约六英寸的灌溉水，将土壤浸泡至其持水能力达到约四英尺的深度，将相当于 20 英寸的降雨量，足以满足冬季谷物的需求。在许多土壤中，灌溉会引发严重的排水问题。土壤的蒸发和农作物在使用水时发生的“消耗性”蒸腾作用会留下水中溶解的盐分。几年后，盐分的积累可能会达到有毒的程度。某些农作物，如甜菜，会吸收一些盐分，可以轮作种植以减少这种积累。但是，无论种植什么作物，都必须及时排水以滤除盐分，并且必须对土壤的化学成分进行监测。
为了使大部分土地得到灌溉和耕种，需要付出巨大的努力来修复几个世纪的侵蚀造成的破坏。石质土壤中的斜坡通常覆盖着“侵蚀路面”，这些路面由太重而无法被雨水飞溅和暴雨径流冲走的石头组成，暴雨径流带走了表土。在该国的一些地区，农民将这些石头从田地里耙出，并堆成巨大的堆。''''在侵蚀暴露岩石或冲刷出深层土壤而无法耕种的地方，土地已被用于其他较低的用途，例如粗放牧场或林地。在许多高地地区，现代农民能够利用古代腓尼基人的土壤保护工程。我自己的调查表明，腓尼基人在 3,000 到 4,000 年前是中东地区第一个在雨水农业下清理和耕种山坡的人，因此也是第一个遇到土壤侵蚀的人。他们也是第一个通过使用等高线原理并通过建造石墙将斜坡变成一系列水平梯田来控制土壤侵蚀的人。大多数这些古老的梯田已被允许倒塌成废墟。今天，它们正在被重建和重新设计。由于梯田狭窄，因此仅适用于手工劳动，因此通常的做法是从旧梯田墙上收集石头，并将它们堆成等高线上间距更大的山脊，从而形成具有缓坡的梯田，以便使用拖拉机牵引的农具进行耕作。在喷灌下，新的梯田被证明是葡萄园和果园的有利场所。
在该国的大片超出此类开垦范围且过于干燥而无法生长森林的地区，人们正在努力开发土地用于牧场。在近东、中东和北非各地，土地已被过度放牧超过 1,000 年。绵羊不吃的东西，山羊会吃，山羊剩下的东西，骆驼会吃。当这些耐寒的动物在漫长、炎热、无雨的夏季在土地上游荡时，几乎没有植物覆盖物来保护土壤免受冬季降雨的侵蚀。但是，如果可以根据在山羊和骆驼无法到达的岩石地方和荆棘丛中幸存下来的残余饲草和植物物种来判断，可以推测这片土地曾经是牧业天堂。以色列政府在 1948 年将山羊从土地上清除后，草地和草本植物的迅速恢复证实了这一评估。此后，土壤保护局一直在用当地植物以及从美国和南非进口的物种重新播种牧场。此外，正在种植某些木本灌木和低矮树木以保持土壤并为牲畜提供饲料；例如，耐寒的角豆树的丰富豆荚的饲料产量与同等种植的大麦一样多。转移和分散暴雨水在牧场上的措施进一步提高了产量。成群的肉牛和奶牛现在开始在恢复的牧场上繁殖。
在犹太人早期移民到以色列时，种植树木成为对未来信仰的象征。造林现在在控制侵蚀、开垦石山以及为果园和菜园遮风挡雨方面发挥着核心作用，无论是来自海洋还是沙漠的风。在未来 10 年内，将种植约 2.5 亿棵树木，包括以色列森林实验站选择的本地和进口物种。在苗圃中种植幼苗以及在未开垦的山坡、路边、防护林带和沙丘上种植树木，为新移民提供了临时就业机会，直到他们站稳脚跟。新的林地已经产出木材、杆子和燃料产品，这些都是在森林砍伐的土地上的宝贵商品。
土地清查有助于保护最佳农业用地免受以色列不断增长的城市和小城镇的吞噬。例如，在沿海地区，鼓励社区将其边界扩展到沙丘，而不是周围的可耕地。沙丘占沿海土地的 10%；在盛行的西风的拖曳下，沙丘正在淹没良田、果园甚至房屋。人们正在进行实验，通过稳定沙面并将沙粒聚集成团粒结构来保持移动的沙丘。这是通过种植耐寒的灌木和沙草，以及诸如紫花苜蓿之类的须根植物来实现的，在某些地区，污水和部分修复的污水会被用于供水。在这种尝试中，植物的快速生长在几年内将沙子转化为稳定的类土壤材料，适合种植树木甚至某些农作物。但是，将沙丘完全开垦为农业用途仍处于研究阶段。
最终，农业的扩张受到可用水量的限制。以色列水利规划局正寻求在1966年将1956年的供水量翻一番，使该国每年的供水总量达到1450万英亩英尺（一英亩英尺是指每英亩12英寸的水）。该计划的核心内容源于我在1938年和1939年为美国农业部进行的一项调查，以及基于该调查提出的约旦河谷管理局的建议，旨在充分开发该山谷的地表水和地下水资源，以服务于整个原先由国际联盟托管的地区，包括现在的约旦王国和以色列。该建议呼吁开发地下水，并将以色列境内的约旦河上游水引流到南部的干燥地区，并将耶尔穆克河的水引流到约旦河谷的东侧，以灌溉外约旦一个有前景的亚热带地区。为了弥补这些河流流入死海的流量，计划从地中海通过运河和隧道引入海水，使其在低于海平面近1300英尺的两组水力发电站中下降，最终流入死海。这些海水不仅能发电，还能维持死海的水位，以便提取那里储量惊人的矿物质和化学物质。该计划被一个国际工程师咨询委员会宣布为可行。该计划中所有不需要邻近阿拉伯国家合作的部分，现在都由以色列政府实施。将约旦河上游的水输送到内盖夫的108英寸主管道的预应力混凝土段正在制造和铺设在一条巨大的沟渠中，穿过中间山丘的隧道也在建设中。
除了这项重大工程之外，该国还在为使用和再利用而节约一些较小的水流，例如城市污水和沿海间歇性溪流的径流。在南部内盖夫地区，年降雨量不足6英寸，土壤保持局正在采用古代纳巴泰人的方法来拦截山洪，用于灌溉饲料作物。
海水淡化方面的进展最近使未来的前景变得光明起来。政府实验室开发的一种新方法即将在两个日产量为25万加仑的试点工厂进行测试。这项工作的成功不仅对以色列来说是一项重大胜利，对世界上所有其他干旱地区国家来说也是如此。
在逆境的锤炼下，以色列的国家和人民一直在努力解决其他国家迟早要面对的问题。已经没有可供探索或开发的新的大陆了。地球上最好的土地已经被占用和使用。所有这些土地，或多或少地，都需要像在以色列取得巨大成功的那些开垦和保护措施。今天的边疆就在我们脚下的土地上。