本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
几周前,我搬进了布鲁克林的一间新公寓。我最喜欢新家的地方是它的花园。10年来,我第一次拥有一个私人户外空间,可以在这里阅读和放松;可以在自己的后院烧烤;并且可以自由地塑造一块土地——决定哪些植物在哪里生长。
在我看来,我的花园有三个主要特征:一个小石板露台;几条绣球花、百合花和灌木带;以及在这些花卉边界的中间,一块未驯服的三叶草、蔓生筋骨草和各种杂草。我的第一反应是拔掉这片被忽视的草坪上的所有杂草,准备好土壤,并播上草皮。“你确定吗?”一位房东在搬家前不久我们在后院时问我。“我的意思是,你必须浇水,而且我们没有任何洒水器。你还得买个割草机,还要找地方存放。”
我勉强地同意了。尽管我一直喜欢园艺——尤其喜欢种植蔬菜——但每周都要给一大片草坪浇水和修剪的前景并没有让我感到兴奋。割草在我童年时只是偶尔的家务活,而不是固定的责任。此外,杂草丛生的草坪真的有那么糟糕吗?你仍然可以在上面行走和坐下。而且它有点更有趣——当然也比传统的草坪更丰富多样。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
我仔细看了看。这里不仅仅有植物。一只菜粉蝶以其矛盾的笨拙而又优雅的方式在杂草丛中跳跃。一只蜜蜂盘旋并拥抱一朵三叶草花。在过去的几个月里,为了完成一系列相关的写作和编辑任务,我一直在研究蜜蜂——它们随着殖民者来到美国——以及我们国家许多本土的蜜蜂物种:舔舐人类汗水的金属蓝色汗蜂;在木头或土壤中筑巢的独居蜂;将叶子制成育儿室的泥蜂。
在全国各地,本土传粉者多年来一直在死亡,主要是因为我们用大片单一栽培取代了它们曾经多样化的自然栖息地:一英亩又一英亩的单一作物,其中许多作物——例如玉米和小麦——是昆虫食用的花粉和花蜜的不良来源。同样,我最近了解到,没有杂草和鲜花的草坪是微观的单一栽培;它们对传粉者来说也是荒地,不提供任何营养。我们将郁郁葱葱的绿色草坪与活力联系在一起,但在许多方面,草坪是花园中最贫瘠的部分。
具有讽刺意味的是,本地蜜蜂数量的减少既是农业损失,也是生态损失。尽管一些主要的农作物如玉米和小麦主要依靠风力授粉,但我们三分之一的食物供应——包括苹果、杏仁、樱桃、蓝莓、生菜、鳄梨和西兰花——都依赖于传粉蜜蜂。家养蜜蜂根本无法独自访问所有这些植物,而且在许多情况下,本地蜜蜂是对其共同进化的植物更有效的传粉者。例如,熊蜂会剧烈地摇动蓝莓花,使自己身上沾满花粉,以至于它们每次访问新的蓝莓花时都会传递大约 15 到 20 粒花粉,而蜜蜂通常携带三到四粒花粉。当蜜蜂因多种原因——杀虫剂、营养不良、顽固的病原体——而大规模死亡,并且本地蜜蜂发现越来越少的栖息地和越来越少的食物时,野生蜜蜂的福祉从未像现在这样至关重要。
那么,我怎么能再偷走我们野生传粉者仅存的一小块可行栖息地呢?环顾我的花园,我把一簇簇开花的所谓杂草拔掉,并用单色的草皮来代替的冲动,现在我觉得有点自私,而且完全没有灵感。如果房子旁边有一块土地可以随意使用,为什么要把它的大部分变成草坪?为什么草坪必须完全由超绿、短切、几乎相同的草叶组成?草坪到底是什么?
草坪的历史至少可以追溯到 900 年前的英国和法国北部,这两个地方都有海洋性气候,冬季相对温和,夏季温暖潮湿,非常适合多种不同的草。最初,“草坪”一词可能指的是公共放牧牧场——树林中的空地,绵羊和其他牲畜不断地啃食野生草,使其屈服。即使在今天,一些地名也保留了早期草坪的记忆:例如,英国的巴尔默草坪包含 500 英亩的草地牧场。很快,人们就发现了草的其他用途:美学、运动和休闲。国王亨利二世(1113 年至 1189 年)在克拉伦登宫拥有“拥有大量草坪”的花园,亨利三世(1216 年 – 1272 年)命令劳工切开自然生长的草皮,并将其移植到他的宫殿中。世界上最古老的保龄球绿地位于英国南安普顿,自至少 1299 年以来一直维护至今。
然而,在古代,草坪并不总是连绵不断的绿色。一些中世纪花园的绘画描绘了点缀着各种花朵的草坪地毯,例如铃兰、罂粟花、报春花、樱草花、野生草莓、紫罗兰、雏菊和水仙花。人们在这些鲜花盛开的草地上行走、跳舞和放松,这些草地旨在模仿天然草地。在 15 和 16 世纪,欧洲人使用白三叶草、洋甘菊、百里香、蓍草、自疗草 (Prunella vulgaris) 和其他低矮的草地和地被植物——有时与草混合——来创建草坪和步行和交往的道路。在 20 世纪初,一种名为科图拉草(Leptinella dioica)的杂草开始入侵新西兰的保龄球草坪。当卡莱多尼亚保龄球俱乐部的场地管理员试图通过耙松草坪来清除杂草时,他只是加速了它的蔓延。然而,橄榄球运动员注意到,他们在杂草形成的紧密、光滑的地毯上跑得更快,打得更好,而不是在草地上。到 1930 年,卡莱多尼亚保龄球俱乐部用科图拉草取代了所有的草;其他俱乐部也这样做了。
然而,在历史上,混合植物草坪和非草坪一直是例外,部分原因是光滑、维护良好、郁郁葱葱的草坪不仅成为功能性的一部分,而且成为人们财产的象征。在 19 世纪初,围绕庄园的大片草坪不仅在美学上令人愉悦——提供了对庄园一览无余的视野——而且进一步证明了财富。为了保持草坪整洁和修剪,英国贵族和乡绅必须照顾放牧的动物——最常见的是一群绵羊——或雇用劳工用镰刀切割长长的草。
最终,草坪的概念传到了美国,并在那里以自己的方式发展。起初,早期的殖民者种植食用和药用植物的花园,没有时间和金钱来维护草坪。无论如何,美国本土的草通常太难以驯服,无法形成整洁的草坪。然而,一些富裕的公民想要模仿英国修道院和豪宅周围的草坪,因此从欧洲和亚洲进口了合适的草皮。英国工程师埃德温·比尔德·巴丁在 1830 年发明了割草机,彻底改变了草坪护理——尽管它是一种笨重的熟铁装置,经常会挖起土壤。其他人改进了第一台割草机,使其更轻更光滑。大西洋两岸的人们现在可以自己修剪大小适中的草坪,而无需数十甚至数百名工人或一群绵羊。
迈克尔·波伦指出 1860 年代是美国草坪历史上的关键时刻:在那十年里,景观设计师弗雷德里克·劳·奥姆斯特德设计了伊利诺伊州里弗赛德的郊区社区。奥姆斯特德禁止栅栏和围墙,并在每排房屋前铺上无缝的绿色草坪。大约在同一时间,安德鲁·杰克逊·唐宁和弗兰克·J·斯科特等有影响力的景观设计师出版了流行的书籍,提倡草坪是任何体面的房主的必需品。“光滑、紧密修剪的草地表面是郊区住宅地面上最重要的美丽元素,”斯科特写道。“让你的草坪成为你家的天鹅绒长袍,让你的花成为它不太放荡的装饰。”
草坪洒水器出现在 1871 年,花园软管变得更便宜、更耐用。在 1947 年至 1951 年间,莱维特父子公司建造了第一个大规模生产的郊区社区:17,000 所房屋中的每一所都有一块草坪。莱维敦成为各地郊区的典范,每一代新的购房者都继承了带有草坪的房屋。尽管美国人热衷于私人财产,但任何一个房主的草坪都成了每个邻居的事情。修剪整齐的草坪——或者相反,无人看管的丛林——不仅反映了它的主人,也反映了整个周边社区。即使在今天,调查显示,与英国公民相比,美国人非常关心邻居草坪的状态。在F·斯科特·菲茨杰拉德的《了不起的盖茨比》中的一个特别令人难忘的场景中,住在高档西卵区最豪华住宅之一的杰伊·盖茨比给他邻居尼克·卡拉威简陋的房子进行了改造,包括给他“杂乱的草坪”进行了急需的修剪。
如今,美国大陆拥有超过4000万英亩的住宅和商业草坪,这个数字是经过精确计算后,由美国宇航局(NASA)的克里斯蒂娜·米莱西及其同事在2000年代初首次利用卫星数据和航空照片得出的。就面积而言,草皮与小麦相当,小麦是该国第四大农作物。所有这些草坪为人类和环境提供了一些明显的好处:它们吸收二氧化碳(一种在大气中吸收热量的温室气体),从而可能缓解全球变暖(只要草坪的建立、修剪和施肥不会产生过多的二氧化碳和一氧化二氮,以至于抵消了这种好处);它们可以防止土壤侵蚀和散热,从而抵消城市热岛效应(城市和城镇的金属和混凝土比周围农村地区保留更多的热量);草坪是进行足球、橄榄球和触身式橄榄球等比赛的理想场所;它们为幼儿提供了一个安全柔软的户外玩耍空间;而且——正如越来越多的生态心理学研究所表明的那样——绿地可以减轻压力,恢复注意力,提升情绪,让人对生活感觉更好。
然而,最终,我们对原始草坪的痴迷所造成的后果可能会削弱任何好处。除了剥夺本地传粉者和蜜蜂的野生栖息地和食物——从而威胁到我们的农业系统——草坪护理还会消耗大量水,排放烟雾,并用可能有害的化学物质浸泡地球。米莱西的计算机模拟显示,全国的草坪每天需要大约每人200加仑的饮用水。一些研究表明,或多或少保持原样的花园和公园比高度人工栽培的草坪捕获更多的碳。美国环境保护署估计,燃气动力割草机——每运行一小时排放的空气污染是新车的11倍——在某些地区造成高达5%的烟雾。每年夏天,美国人在给割草机和其他园艺设备加油时会溢出1700万加仑的汽油。在美国拥有庭院或花园的约9000万户家庭中,有4500万户使用化肥,4600万户使用杀虫剂,4700万户使用化学除草剂。这些化学物质——其中许多,特别是较老的品种,都具有已知的健康风险——会污染自然栖息地,并渗入我们的家庭和饮用水中。
传统的草坪也完全颠覆了草的典型生命周期。草坪草分为两大类:冷季草种,如羊茅和早熟禾,以及暖季草种,如百慕大和结缕草。在夏季,野生的冷季草停止光合作用,变成棕色,生长速度大大减慢,甚至完全停止,以节省能量;在秋季,它们会反弹。相反,野生的暖季草在较冷的月份休眠,在夏季则会繁荣生长。为了使我们的草坪全年保持绿色,我们不断地给它们浇水和施肥,迫使植物不停地生长。当然,我们不希望它们长得太高。通过在草有机会产生花朵和种子之前就将其割掉,我们实际上是将植物困在了永久的性不成熟状态——尽管许多植物仍然能够无性繁殖,通过匍匐的根系克隆自己并横向蔓延。修剪还需要草付出大量的能量和资源来通过封闭所有伤口来自我修复。新鲜割草的味道——如此令人舒适和怀旧——是一种化学警报信号:植物在受到攻击时释放出的芳香挥发性有机化合物的组合。啊,草坪的循环:浸透、斩首、重复。
在这一点上,草坪已经深深扎根于美国文化中,以至于大多数人从未质疑过它们。郊区居民从小在草坪上玩耍。他们所有的朋友都有草坪。没有草坪会很奇怪。然而,我们大多数人并没有决定用草覆盖我们前院和后院的这么多地方——它已经存在了。许多从头开始建造房屋的人默认都会加入草坪。草坪与其说是选择,不如说是一种强加——一种源于虚荣和贪婪的遗产,为了社区的名义演变成了顺从。
自从至少1960年代——当时蕾切尔·卡森在她的小说《寂静的春天》中强调了草坪上使用的杀虫剂的危害——在美国和欧洲,一些大胆的个人和一小群反主流文化的园艺学家就一直在抵制或直接拒绝传统的草坪。在《纽约客》中,伊丽莎白·科尔伯特描述了他们提出的一些替代方案
“在《诺亚的花园》(1993)中,萨拉·斯坦……提倡‘去园艺’——本质上是让草地恢复为灌木丛。莎莉和安迪·瓦索夫斯基在他们的《割草机安魂曲》(2004)中,建议用本地树木和野花填满院子。对于那些不想放弃草坪所提供的外观或游乐空间的人,瓦索夫斯基夫妇建议使用野牛草,这是北美仅有的几种本地草坪草种之一……威廉·尼林,多年来一直是康涅狄格学院的植物学教授……在他的房产周围种植了树木,然后让其余大部分院子保持不修剪的状态,成为一片草地……在过去的几十年里,来自宾夕法尼亚州巴克斯县的园艺学家大卫·本纳一直在宣传苔藓作为草的替代品……在《食物而非草坪》(2006)中,希瑟·C·弗洛雷斯认为,普通的院子每年可以产出几百磅的水果和蔬菜……《可食用庄园》(2008)是建筑师和艺术家弗里茨·哈格的一个项目的编年史,他拆除了传统的院子,以视觉上引人注目的‘可食用植物’取而代之。哈格称他的方法为“全正面园艺”。
最近,在草坪的发源地,一位坚定的研究生创造了一种全新的草坪——如果我们可以这样称呼它的话。在1970年代,当莱昂内尔·史密斯大约11岁时,一场干旱使他英格兰贝德福德郡家门前的花园枯萎了。尽管灌木和草变黄了,但顽强的杂草和野花却盛开了。他觉得很漂亮,但他的父亲让他把所有的花都割掉。不想放弃零花钱,史密斯屈服了。20多年后,当史密斯在雷丁大学获得园艺硕士学位时,他决定尝试制作一种没有一根草叶的切实可行的草坪——一种稠密的开花、矮生、阔叶植物网,可以经受一些修剪和步行。
最初只有四种植物——红三叶草、夏枯草、雏菊和蓍草——的几个实验花园,发展成了许多紧密编织的草皮,每种草皮包含65种以上本地和非本地物种,而且没有一种是草。为了选择这些物种,史密斯仔细研究了谢菲尔德大学的研究人员收集的关于英国草坪中生长的植物类型的数据,特别寻找柔软茎、横向蔓延的植物。他最终选择了紫罗兰、英国雏菊、小叶三叶草、洋甘菊、百里香、蓍草、夏枯草、草坪延龄草和刺芹等多种植物。这些开花植物不仅提供了完整的地面覆盖,而且所需的修剪次数比传统草坪少三分之一(每年三到九次),部分原因是其中一些植物通过抑制向上生长来适应定期修剪。在草皮的早期阶段,修剪对于防止较高的物种占据主导地位至关重要;然而,一旦建立起来,史密斯发现草皮每年需要的修剪次数越来越少。而且他不给它们浇水;英国的气候可以解决这个问题。
即使是那些被证明在英国天气中很难生长的植物,例如蓝豌豆,也在史密斯的草皮中茁壮成长。他认为,植物的多样性和邻近性模仿了野生栖息地中存在但在传统草坪中缺乏的某种协同作用。更丰富多样的根系意味着一个更大、更多样化的地下微生物和真菌群落,植物与这些微生物和真菌形成共生关系。为了换取养分,生活在白三叶草和其他植物根部的细菌从土壤空气中吸收氮气,并将其转化为氨和硝酸盐,植物利用这些氨和硝酸盐来构建DNA和许多其他细胞部分。当白三叶草植物及其细菌死亡和分解时,氮返回到土壤中。史密斯的草皮也增加了天空中的生物多样性:与典型草坪相比,有25%以上的传粉昆虫访问了多花草坪,而且总体上来的昆虫种类也更多。
今年五月,伦敦的阿凡戴尔公园安装了史密斯的一个开花草皮。当时,肯辛顿和切尔西区的生态经理正为一个公园里脆弱的野花田而烦恼:任何在草地上奔跑的孩子或狐狸都很容易破坏植物。史密斯的无草草坪似乎是理想的解决方案:一种能够承受一些轻微人流的活生生的开花被子。尽管史密斯的一种草皮无法在公园中承受草坪草通常承受的那种日常磨损,但稍微步行一下对草皮有益,有助于压实土壤和根系。到目前为止,游客们都很喜欢它。史密斯说,一位著名的园丁——他目前还不能透露姓名——很快将在她的私人花园里拥有一块草皮,其他公园也对采用他的草坪风格感兴趣。
然而,尝试草坪的替代方案并不需要完全禁止草坪草。正如史密斯的研究强调的那样,草坪草具有其他植物不易比拟的有用特性:其令人印象深刻的材料弹性。草能忍受大量的践踏而不会死亡,并且当被防滑钉和躺着的人的背部压缩时会弹回来。一些科学家目前正专注于如何使私人草坪和公共绿地的区域对本地传粉者更具吸引力,而无需完全铲除草坪。肯塔基大学的艾米丽·多布斯和她的同事参观了该州的几处高尔夫球场,并说服管理者将一些偏僻的地方改造成野生栖息地,方法是种植混合的多年生、本地、低维护的野花,这些野花从四月到十月开花,例如松果菊、耧斗菜、黑眼苏珊、三叶草、牛膝草和一枝黄花。包括万豪酒店和度假村在内的五家高尔夫球场的所有者迄今为止已同意,而且结果令人震惊。
多布斯说:“我可以去任何花卉地点,看到大量的蜜蜂,每个小区域都有成百上千只蜜蜂。通常在高尔夫球场上,你会看到一两个物种的熊蜂、一些蜜蜂和一些金属汗蜂。在我的地块上,我们已经看到了二十多个物种的独居蜜蜂、汗蜂、矿蜂和六个不同物种的熊蜂。我们还看到了相当多的蝴蝶。”一般来说,本地蜜蜂远没有蜜蜂那么具有攻击性,只有在被激怒时才会蜇人,因此它们不会对高尔夫球手构成威胁。而且,尽管高尔夫球场上广阔、起伏、整洁的草坪可能很漂亮,但人们并不介意这里那里有一些鲜花;事实上,他们喜欢它们。万豪酒店对此非常满意,他们计划在美国东部一半的高尔夫球场上建立传粉者栖息地。
宾夕法尼亚州的退休生物学家比阿特丽斯·莫伊塞特解释说,人们可以在自己的后院做类似的事情。她为一个融入草坪的杂草和开花植物创造了一个迷人的术语。“草坪可以为传粉者甚至鸟类提供食物,”她写道。“一个像室内绿色地毯一样完美修剪的草坪不应该是草坪美的唯一理想。相反,一个有各种植物(包括一些阔叶‘杂草’)的草坪有其自身的自然美;让我们称它们为‘草地伴侣’。”明尼苏达大学的草地专家 玛丽·梅耶 对传粉者栖息地有另一个名称:“蜜蜂草坪”,她定义为“传统凉季草坪草与其他支持蜜蜂和本地传粉者的低矮植物的组合。”梅耶建议将细羊茅与薄荷科植物、百脉根(Lotus corniculatus)、百里香和鳞茎植物海葱和番红花混合在一起。她目前正在与她的同事、著名昆虫学家 玛拉·斯皮瓦克 合作一个项目,该项目呼应了莱昂内尔·史密斯的研究:他们的目标是识别能够在人们的草坪上生存、承受一些修剪和踩踏并为蜜蜂提供大量花蜜和花粉的低矮开花植物。
对于任何有兴趣了解如何在私人花园中创建传粉者栖息地的人来说,两个最有用的在线资源是 泽西斯学会的网站,这是一个致力于保护无脊椎动物的非营利组织,以及 Lady Bird Johnson 野花中心,这是德克萨斯州奥斯汀大学的一个研究部门,致力于研究本地植物。泽西斯出售各种传粉者保护种子混合物——适合该国不同地区的野花和草籽袋。我订购了一袋为东北地区设计的种子混合物。在夏末和秋季,是播种的好时机,我将开始将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,我将让杂草随意生长,也许偶尔使用房东的除草机,如果有些植物长得太高的话。我的好朋友和室友奥利维亚和我还计划在草坪上开辟一块地方种植蔬菜,我们将把它们种植在木制容器中。
上个周末,我花了一些时间在花园里工作,修剪侵略性的灌木,种植鲜花,并给最近盆栽的薄荷和罗勒浇水。蜻蜓交替追逐,然后以极其精确的姿势栖息在树枝的顶端。我发现一簇长着活泼叶子的杂草,已经展开了紫水晶般的微小星星。在清理过去建筑项目的砖砌小路上的碎片时,我注意到一只胖乎乎的黑色蜜蜂侧躺着。那是一只木匠蜂,是我最近学会辨认的几种本地物种之一。它已经死了,但我确信它首先飞到这里,是因为这个花园——用杂乱的开花杂草代替整洁的草坪——是如此充满生机。