像补丁一样覆盖着大陆的土壤薄层控制着我们人类和大地 上各种动物的生存。如我们所知，若没有土壤，陆地植物不能 生长；而没有植物，动物就无法生活。
如果说我们的以农业为基础的生活依然依赖于土壤的话， 那么同样真实的是，土壤也依赖于生命；土壤本身的起源及其 所保持的天然特性都与活的动、植物有亲密的关系。因为，土 壤在一定程度上是生命的创造物，它产生于很久以前生物与非 生物之间的奇异相互作用。当火山爆发出炽热的岩流时，当奔 腾于陆地光秃秃的岩石上的水流磨损了甚至最坚硬的花岗岩 时，当冰霜严寒劈裂和破碎了岩石时，原始的成土物质就开始 得到聚集。然后，生物开始了它们奇迹般的创造，一点一点地 使这些无生气的物质变成了土壤。岩石的第一个覆盖物－－地 衣利用它们的酸性分泌物促进了岩石的风化作用，从而为其它 生命造就了栖息的地方。藓类在原始土壤的微小空隙中坚持生 长，这种土壤是由地衣的碎屑、微小昆虫的外壳和起源于大海 的一系列动物的碎片所组成的。
生命创造了土壤，而异常丰富多彩的生命物质也生存于土 壤之中；否则，土壤就会成为一种死亡和贫瘠的东西了。正是 由于土壤中无数有机体的存在和活动，才使土壤能给大地披上 绿色的外衣。
土壤置身于无休止的循环之中，这使它总是处于持续变化 的状态。当岩石遭受风化时，当有机物质腐烂时，当氮及其他 气体随雨水从天而降时，新物质就不断被引进土壤中来了。同 时，另外有一些物质被从土壤中取走了，它们是被生物因暂时 需用而借走的。微妙的、非常重要的化学变化不断地发生在这 样一个过程中，在此过程中，来自空气和水中的元素被转换为 宜于植物利用的形式。在所有这些变化中，活的有机体总是积 极的参与者。
没有哪些研究能比探知生存于黑暗的土壤王国中生物的巨 大数量问题更为令人迷惑，同时也更易于被忽视的了。关于土 壤有机体之间彼此制约的情况以及土壤有机体与地下环境、地 上环境相制约的情况我们也还只知道一点点。
土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉 眼看不见的细菌和丝状真菌。它们的数量是一个庞大的天文学 数字，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。纵然这些细菌形 体细微，但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总 重量可以达到1000磅之多。长得像长线似的放线菌其数目比 细菌稍微少一些，然而因为它们形体较大，所以它们在一定数 量土壤中的总重量仍和细菌差不多。被称之为藻类的微小绿色 细胞体组成了土壤的极微小的植物生命。
细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因，它们将 动、植物的残体还原为组成它们的无机质。假若没有这些微小 的生物，像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织 的巨大循环运动是无法进行的。例如，若没有固氮细菌，虽然 植物被含氮的空气“海洋”所包围，但它们仍将难以得到氮 素。其他有机体产生了二氧化碳，并形成碳酸而促进了岩石的 分解。土壤中还有其他的微生物在促成着多种多样的氧化和还 原反应，通过这些反应使铁、锰和硫这样一些矿物质发生转 移，并变成植物可吸收的状态。
另外，以惊人数量存在的还有微小的螨类和被称为跃尾虫 的没有翅膀的原始昆虫。尽管它们很小，却在除掉枯枝败叶和 促使森林地面碎屑慢慢转化为土壤的过程中起着重要的作用。 其中一些小生物在完成它们任务的过程中所具有的特征几乎是 令人难以置信的。例如，有几种螨类甚至能够在掉下的枞树针 叶里开始其生活；隐蔽在那儿，并消化掉针叶的内部组织。当 螨虫完成了它们的演化阶段后，针叶就只留下一个空外壳了。 在对付大量的落叶植物的枯枝败叶方面真正的令人惊异的工作 是属于土壤里和森林地面上的一些小昆虫。它们浸软和消化了 树叶，并促使分解的物质与表层土壤混合在一起。
除过这一大群非常微小但却不停地艰苦劳动着的生物外， 当然还有许多较大的生物，土壤中的生命包括有从细菌到哺乳 动物的全部生物。其中一些是黑暗地层中的永久居民，一些则 在地下洞穴里冬眠或度过它们生命循环中的一定阶段，还有一 些只在它们的洞穴和上面世界之间自由来去。总而言之，土壤 里这些居民活动的结果使土壤中充满了空气，并促进了水分在 整个植物生长层的疏排和渗透。
在土壤里所有大个的居住者中，可能再没有比蚯蚓更为重 要的了。四分之三世纪以前，查理斯·达尔文发表了题为《蠕 虫活动对作物肥土的形成以及蠕虫习性观察》一书。在这本书 里，达尔文使全世界第一次了解到蚯蚓作为一种地质营力在运 输土壤方面的基本作用--在我们面前展现了这样一幅图画： 地表岩石正逐渐地被由蚯蚓从地下搬出的肥沃土壤所覆盖，在 最良好的地区内每年被搬运的土壤量可达每英亩许多吨重。与 此同时，含在叶子和草中的大量有机物质（六个月中一平方米 土地上产生20磅之多）被拖入土穴，并和土壤相混合。达尔 文的计算表明，蚯蚓的苦役可以一寸一寸地加厚土壤层，并能 在十年期间使原来的土层加厚一半。然而这并不是它们所做的 一切；它们的洞穴使土壤充满空气，使土壤保持良好的排水条 件，并促进植物的根系发展。蚯蚓的存在增加了土壤细菌的硝 化作用，并减少了土壤的腐败。有机体通过蚯蚓的消化管道而 被分解，土壤借助于其排泄物变得更加肥沃。
然而，这个土壤综合体是由一个交织的生命之网所组成， 在这儿--事物与另一事物通过某些方式相联系——生物依赖于 土壤，而反过来只有当这个生命综合体繁荣兴旺时，土壤才能 成为地球上一个生气勃勃的部分。
在这里，对我们有关的这样一个问题一直未引起足够重 视：无论是作为“消毒剂”直接被施入士壤，还是由雨水带来 （当雨水透过森林、果园和农田上茂密的枝叶时已受到致命的 污染），总之，当有毒的化学药物被带进土壤居住者的世界时， 对这些数量巨大、极为有益的土壤生物来说，将会有什么情况 发生呢？例如，假设我们能够应用一种广谱杀虫剂来杀死穴居 的损害庄稼的害虫幼体，难道我们有理由假设它同时不杀死那 些有本领分解有机质的“好”虫子吗？或者，我们能够使用一 种非专属性的杀菌剂而不伤害另一些以有益共生形式存在于许 多树的根部并帮助树木从土壤中吸收养分的菌类吗？
一个简单的事实是，土壤生态学这样一个极为重大的问题 很大程度上甚至已被科学家们所忽视，而治虫人员几乎完全不 理睬这一问题。对昆虫的化学控制看来一直是在这样一个假定 的基础上进行的，即土壤真能忍受引入任何数量毒物的欺侮而 不进行反抗。土壤世界的天然本性已经无人问津了。
通过已进行的少量研究，一幅关于杀虫剂对土壤影响的画 面正在慢慢展开。这些研究结果并非总是一致的，这并不奇 怪，因为土壤类型变化如此之大，以致于在一种类型土壤中导 致毁坏的因素在另一种土壤中可能是无害的。轻质沙土就比腐 殖土受损害远为严重。化学药剂的联合应用看来比单独使用危 害大。且不谈这些结果的差异，有关化学药物危害的充分可靠 的证据正在逐步积累，并在这方面引起许多科学家的不安。
在一些情况下，与生命世界休戚相关的一些化学转化过程 已受到影响。将大气氮转化为可供植物利用形态的硝化作用就 是一个例子。除莠剂2.4-D可以使硝化作用受到暂时中断。 最近在佛罗里达的几次实验中，高丙体六六六、七氯和BHC（六 氯联苯）施入土壤仅两星期之后，就减弱土壤的硝化作用：六六 六和DDT在施用后的一年中都保持着严重的有害作用。在其 他的实验中，六六六、艾氏剂、高丙体六六六、七氯和DDD全都 妨碍了固氮细菌形成豆科植物必需的根部结瘤。在菌类和更高 级植物根系之间那种奇妙而又有益的关系已被严重地破坏了。
依赖于生物数量间巧妙的平衡，自然界达到其深远目的， 但问题是，有时这种巧妙的平衡被破坏了。当土壤中一些种类 的生物由于使用杀虫剂而减少时，土壤中另一些种类的生物就 出现爆发性的增长，从而搅乱了摄食关系。这样的变化能够很 容易地变更土壤的新陈代谢活动，并影响到它的生产力。这些 变化也意味着使从前受压抑的潜在有害生物从它们的自然控制 力下得以逃脱，并上升到为害的地位。
在考虑土壤中杀虫剂时必须记住的一个非常重要的事情是 它们非以月计而是以年计地盘踞在土壤中。艾氏剂在4年以后 仍被发现，一部分为微量残留，更多部分转化为狄氏剂。在使 用毒杀芬杀死白蚁10年以后，大量的毒杀芬仍保留在沙土中。 六六六在土壤中至少能存在11年时间；七氯或更毒的衍生化 学物至少存在9年。在使用氯丹12年后仍发现原来重量的 15%残留于土壤中。
看来对杀虫剂多年的有节制使用仍会使其数量在土壤中增 长到惊人的程度。由于氯化烃是顽固的和经久不变的，所以每 次的施用都累积到了原来就持有的数量上。如果喷药是在反复 进行的话，关于“一英亩地使用一磅DDT是无害的”老说法 就是一句空话。在马铃薯地的土壤中发现含DDT为每英亩15 磅，谷物地土壤中含19磅。在一片被研究过的蔓越桔沼泽地 中每亩含有DDT34.5磅。取自苹果园里的土壤看来达到了污 染的最高峰，在这儿，DDT积累的速率与历年使用量同步增长 着。甚至在一个季节里，由于果园里喷洒了四次或更多次 DDT，DDT的残毒就可以达到每英亩30-50磅的高峰。假若 连续喷洒多年，那么在树棵之间的区域每英亩会含有DDT26 -60磅，树下的土中则高达113磅。
砷提供了一个土壤确实能持久中毒的著名事例。虽然从 40年代中期以来、砷作为一种用于烟草植物的喷撒剂已大部 分为人造的有机合成杀虫剂所替代，但是由美国出产的烟草所 做的香烟中的砷含量在1932-1952年间仍增长了300%以上。 最近的研究已揭示出增加量为600%。砷毒物学权威亨 利·S·赛特利博士说，虽然有机杀虫剂已大量地代替了砷，但 是烟草植物仍继续汲取砷，这是因为栽种烟草的土壤现己完全 被一种量大且不太溶解的毒物——砷酸铅的残留物所浸透。这 种砷酸铅将持续地释放出可溶态的砷。根据赛特利博士所说， 很大一部分种植烟草的土地已遭受“选加的和几乎永久性的中 毒”。生长在未曾使用过砷杀虫剂的地中海东部的烟草已显示 出砷含量没有如此增高的现象
这样，我们就面临着第二个问题。我们不仅需要关心在土 壤里发生了什么事，而且还要努力知道有多少杀虫剂从污染了 的土壤被吸收到植物组织内。这在很大程度上取决于土壤、农 作物的类型以及自然条件和杀虫剂的浓度。含有较多有机物的 土壤比其他土壤释放的毒物量少一些。胡萝卜比其他研究过的 农作物能吸收更多的杀虫剂；假若碰巧使用的是高丙体六六六 的话，那么胡萝卜中此农药积累的浓度实际上比当地土壤中还 高。将来，在种植某些粮食作物之前，必需要对土壤中的杀虫 剂进行分析，否则，即使没有被喷过药的谷物也可能从土壤里 吸取足够多的杀虫剂而使其不宜于供应市场。
这种污染方面的问题没完没了，就连一个儿童食品厂的厂 长也一直不愿意去买喷过有毒杀虫剂的水果和蔬菜。令人最恼 火的化学药物是六六六，植物的根和块茎吸收了它以后，就带 上一种霉臭的气味。加利福尼亚州土地上的甜薯两年前曾使用 过六六六，现因含有六六六的残毒不得不弃用。有一年，一个 公司在南卡罗林那州签定合同要买它的全部甜薯，后来发现大 面积土地被污染时，该公司被迫在公开市场上重新去购买甜 薯，这一次经济损失很大，几年后，在许多州生长的多种水果 和蔬菜也不得不抛弃。最令人烦恼的一些问题与花生有关。在 南部的一些州里，花生常常与棉花轮作，而棉花地广泛施用六 六六。其后生长在这种土壤上的花生就吸收了相当大量的杀虫 剂。实际上，仅有一点点六六六就可嗅到它那无法瞒人的霉臭 味。化学药物渗进了果核里而且无法除去。处理过程根本没有 除去霉臭味，有时反而加强了它。对一位决心排除六六六残毒 的经营者来说，他所能采用的唯一办法就是丢掉所有的用化学 药物处理过的或生长在被化学药物污染的土壤上的农产品。
有时威胁针对着农作物本身——只要土壤中有杀虫剂的污 染存在，这种威胁就始终存在。一些杀虫剂对像豆子、小麦、 大麦、裸麦这些敏感的植物会产生影响，妨碍其根系发育，并 抑制种子发芽。华盛顿和爱达荷的蛇麻草栽培者们的经验就是 一例。在1955年春天，许多酒花栽培者承担了一个大规模计 划去控制蛇麻草根部的象鼻虫，这些象鼻虫的幼虫在蛇麻草根 部已经变得特别多。在农业专家及杀虫剂制造商的建议下，他 们选择了七氯作为控制的药剂。在使用七氯后的一年期间，在 用过药的园地里的藤蔓都枯萎了并死掉了。在没有用七氯处理 过的田地里没有发生什么意外，作物受损害的界限就在用药和 未用药的田地交界的地方。于是花了很多钱又在山坡上重新种 上了作物，但在第二年发现新长出的根仍然死了。四年以后的 土壤中依然保留有七氯，而科学家无法预测土壤的毒性到底将 持续多长时间，也提不出任何方法去改善这种状况。直迟至 1959年3月联邦农业部才发现它自己在这个土壤处理问题上 宣布七氯可对蛇麻草施用的错误立场，并为时已晚地收回了这 一表态。而与此同时，蛇麻草的栽培者们则只好寻求在这场官 司中能得到些什么赔偿。
杀虫剂在继续使用着，确实顽固的残毒继续在土壤中积累 起来，这一点几乎是无疑的：我们正在向着烦恼前进。这是 1960年在思尔卡思大学集会的一群专家在讨论土壤生态学时 的一致意见。这些专家总结了使用像化学药物和放射性“如此 有效的、但却为人了解甚少的工具”时所带来的危害：“在人 类方面所采取的一些不当处置可能引起土壤生产力毁灭之时， 那些害虫却能安然无恙。”