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古人、動物和細菌為何吃土?那些以泥巴為食的傢伙

嚴融怡_96
・2017/09/13 ・7467字 ・閱讀時間約 15 分鐘 ・SR值 533 ・七年級

土壤,作為萬物之源。

地球上每一種生物或多或少都得依靠土壤而生。植物生長於土壤,所以直接吸取土壤的養分,那是天經地義。那其他的生物呢?事實上很多生物也都或多或少有過直接以泥巴為食的情形,這當中也包括人類。

source:wikimedia

僅管,從十九世紀晚期現代醫學日益蓬勃至今,很多科學家已習慣以食土癖(geophagia)來稱呼吃土的行為。精神科醫生甚至在標準參考指南《精神障礙診斷與統計手冊第四版》(DSM-IV)中,把食土癖列入異食癖(把非食物的東西拿來吃的飲食失調症,如菸灰和油漆片)。但實際上吃泥土的行為,尤其是吃黏土,其實早已流傳於人類和動物數千年甚至上萬年的時間。

吃土的古人們

食土行為可追溯自 250 萬年前的巧人(Homo habilis)。從中國東漢的《神農本草經》、到明代的《本草綱目》等藥典當中皆記載土壤可以入藥。而在古希臘和羅馬時代,黏土則常被認為是可以防治霍亂和細菌感染的藥材。希臘醫生希波克拉底時期(公元前460年)。美索不達米亞人和古埃及人把黏土入藥:用以塗抹傷口;也吃土治療各種疾病,尤其是腸道疾病。古埃及人甚至將黏土處方記載於紙草書卷裡。

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病人家屬向印和闐(Imhotep)祈禱。印和闐是公元前 27 世紀古埃及第三王朝時期著名集醫生、大法官、農業大臣與建築總監於一身的學者,也是古埃及醫學的啟蒙者。古埃及醫學也十分善用黏土做為醫藥,公元前 2500 年,古埃及醫師使用一種黃色的黏土和鐵的氧化物/氫氧化物混合的材料作為治癒傷口的敷料。 約當同一時期,也開始使用銅鹽作為眼睛用藥。圖/wikimedia commons

進入中古時代以後,古地中海文明的習慣被基督教文明所吸收和實踐,聖潔的黏土片被廣泛流傳於地中海地區和西歐,被使用在宗教習俗和儀式上,並應用於治療中毒和瘟疫。這些羅馬天主教會所祈福過的黏土片甚至還曾在 1848 年被列入藥典(pharmacopeia)。我們知道1796年,英國醫生愛德華·金納(Edward Jenner)已經發明了牛痘疫苗,許多醫學和微生物學的發展在十八世紀末正突飛猛進。1848年,距離巴斯德(Louis Pasteur)和柯霍(Heinrich Hermann Robert Koch)帶動微生物醫學的全面革新也只不過幾十年。所以聖潔的黏土片被列入藥典應該不僅僅只是宗教上的慰藉而已。

在古代有一些黏土還常被用以塗抹皮膚抵禦感染,最近有一種法國的綠色黏土(富含Fe-smectite),在 2010 年被科學家驗證它的黏土礦物表面緩衝的 pH 與氧化態可能是抑制細菌細胞壁上產生溶液化學和氧化還原相關反應的關鍵,未來或許可應用作為布如里氏潰瘍(Buruli ulcer)這類感染病症的治療材料。

距今三千五百年前古埃及莎草紙卷「埃伯斯草紙醫典」(Ebers Papyrus)記載當時的人以赭石或藥用粘土作為腸道與泌尿外科疾病的處方。圖/wikimedia commons

事實上,直至今日,地球上也仍然存在持續以泥巴為食的人們。

在喀麥隆的大部分市場上都可以買到高嶺土,而且吃泥土的習俗由來已久。在撒哈拉以南的非洲地區,進食土壤或黏土的孕婦比例從坦尚尼亞的 28% 上升到肯亞的 65%。黏土在這些地區的市場上準備與銷售,或者從被認為富含礦物質的白蟻堆當中取出,每天平均吃 30 克。在坦尚尼亞,特殊的黏土被稱為“udongo wa pemba”,斯瓦希里語意為『Pemba的土壤』。

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關於這些地區的孕婦為何吃土,有三個主要的理論,包括:

  1. 黏土當中有一些特定的礦物質含量。在非洲,容易獲得鈣的族群,吃土行為通常比起不易獲得鈣的族群要少見。母親為了獲取更多的鈣來提供胎兒骨骼發展所需。鈣需求是其中一類最常被提及的礦物質。
  2. 使用黏土或可提供噁心和嘔吐症狀的緩解。
  3. 黏土在消化道中的作用,或可防止毒素。關於黏土解毒的功用其實也被澳洲北邊的住民所使用,他們會在吃比較毒的魚肉前,吃一些黏土墊墊肚子,有利於毒素的排除。若是遭遇糧食缺乏,而需要食取草根、莖、樹皮或雜草時,摻入黏土食用也可避免吸收太多有毒的植物次級代謝物。

不過,有的時候以土壤為食材卻也可能是饑荒中沒有辦法的選擇。

地球上也仍然存在持續以泥巴為食的人們。圖/Pixabay

2008 年,美國國家地理雜誌以及其他國際媒體就曾報導過海地窮人以泥餅(mud cake)果腹的情形。在海地中部高原有一種以乾掉的黃色泥土所製作的餅乾。它是用鹽、沙拉油與當地的泥土所製成。這種泥土早年即被孕婦和兒童所珍視,是一種抗酸劑與鈣源。在某些地方被視作點心,而並非充飢的食物。但是前幾年有段時間,加勒比地區原物料和食品的價格飛漲,在諸如太陽城(Cité Soleil)這樣的極其貧困又人口稠密的地區,很多海濱貧民窟的家庭,已將這種泥餅作為常規的膳食。雖然當地人有些已習慣了泥餅的口感,但是泥餅吃多了還是會給婦女和孩童帶來腹痛的問題。

吃土和以土為家的動物們

食土的行為在動物界也很普遍。其中很大一部分是為了要攝取不足的礦物質。

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現代人類因為高度科技文明而和自然界脫節,所以常會覺得一些野生動物或傳統區域的居民吃土很奇怪。人類是自然界當中很典型會去攝取礦物質的動物,其中人類對於食鹽的開採和精製可以說是礦物質攝取的極致行為。但自然界當中,哺乳動物(特別是偶蹄類動物的鹿、牛和綿羊)也很常頻繁地對鹽漬地進行鹽舔的行為(Salt Licks),以獲得鈉、鈣、鐵、磷和鋅等礦物質的補充。有些大象也會有跑到地下洞穴去挖掘含鹽石塊來吃的情形。

牛在進行鹽舔的行為(Salt Licks)。source:wikimedia

在過去,研究人員發現了 200 多種動物都有吃土的行為,包括鸚鵡、鹿、大象、蝙蝠、兔子、狒狒、大猩猩和黑猩猩等。

以金剛鸚鵡為例,牠所處的亞馬遜熱帶雨林,由於安地斯山脈會把太平洋水氣加以阻擋,因此雨林區域受到大西洋帶來的潮濕氣團所影響,等到海洋水氣飄到亞馬遜西部,大部分鹽份已經消耗殆盡,而雨林區域的土壤在大量雨水的沖刷之下,又帶來強烈的淋溶作用(leaching),將許多可溶解性礦物質,如鉀、鈉、鈣、鎂等的鹽基都加以溶解流失,土壤失去植物必需養分而變得特別貧瘠。於是讓此區動物極度缺乏鹽份,專吃林冠果實的金剛鸚鵡,也會為了獲取鹽份而飛到裸露土層上吃土。牠們還會挑取地質演進上比其他時期較鹹的土壤層。

亞馬遜雨林的金剛鸚鵡由於氣候和土壤的因素,使得食物當中的鹽份含量不足,因此這種鸚鵡會特別去攝取一些含鹽量較高的土壤。圖/作者提供

土壤是白蟻築窩重要的材料。有的鳥類例如家燕也會使用土壤作為巢材。不過,巴西的黃翅斑鸚哥(yellow-chevroned parakeets;Brotogeris chiriri),則是直接將巢築在廢棄的白蟻窩當中。這種鳥會用嘴喙把白蟻窩的壁面刮薄,以擴大巢內的空間。但是,有時候這種鳥會乾脆將牆壁一塊塊地吃掉。同樣都是土壤材料,為什麼黃翅斑鸚哥有時候會吃白蟻窩的牆壁,而不是直接吃地面上的土壤。

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科學家透過對於白蟻窩牆壁上的土層與地面的土層進行了化學分析比較,包括有機物、pH、陽離子交換能力、和微量營養元素等等。結果發現白蟻窩中的土壤,主要營養元素和陽離子交換能力都高於地面土壤,有機物更是地面土壤的好幾倍。對於主要營養元素如磷和鉀,白蟻窩土壤的含量剛好可以提供這種鳥類的大量攝取。

而白蟻窩牆壁土壤的鐵和鋅等微量元素含量較少,這些元素雖然重要,但對鳥類而言只需要少量攝取。黃翅斑鸚哥不僅可從白蟻窩的泥土當中獲取額外的營養物質。而且當牠產卵育雛而需要大量取時野果時,白蟻窩中的泥土還能夠協助這些鳥鍵結掉水果中存在的毒素。

白蟻窩。source:wikimedia

動物對於礦物質的需求會隨季節、年齡與整體健康狀況等而有不同的情形,也因此當動物的飲食不能提供足夠礦物質時,或者環境額外的挑戰而需要元素補充時,就會比較常見吃土的行為。例如生活在高海拔的山地大猩猩和非洲水牛,從土壤當中攝取促進紅血球細胞發育的鐵元素。大象、猩猩與蝙蝠在飲食中的鈉不足時,就會吃富含鈉的黏土。

動物當中某些昆蟲對土壤的依存度更高,很多鞘翅目的昆蟲在幼蟲階段都是以土壤中的腐植質為食。例如赤腳青銅金龜和獨角仙等。雖然這類昆蟲有不少在成蟲階段經常是農民所厭惡,會啃食農作物的害蟲。但牠們幼蟲生活期的攝食和糞便還是對土壤腐植質的進一步分解有一小點作用。獨角仙幼蟲準備化蛹時還會將體內的糞便排空,並利用這些潮濕有黏性的糞便做出一個光滑堅硬、呈直立型的橢圓形蛹室,然後進入蛹室中靜待蛻變。

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非洲大蝸牛什麼都吃,當然也吃土壤腐植質。圖/wikimedia commons

蝸牛有時候也會吃土壤。在臺灣,隨處可見的非洲大蝸牛很多人以為是臺灣人自己在近代引入的,但實際上最早引入者是日本學者下條久馬一,他在 1932 年以食用目的從新加坡引進台灣飼養,結果後來因為缺乏周詳計畫,加上這種蝸牛繁殖力太強不易處置等因素而遭到棄養,結果造成野外大量擴散並持續危害農作物至今。

非洲大蝸牛什麼都吃,當然也吃土壤腐植質。許多地棲性蝸牛會在攝食時也攝取到一些土壤,土壤自然不是蝸牛的主食,對許多蝸牛而言,植物性食材是主要的食物,其次是真菌類食材,也有的肉食性蝸牛具有掠食性。土壤的攝取在蝸牛而言並非主要,但因為蝸牛們需要利用碳酸鈣來製造外殼,而牠所棲身的土壤環境,是石灰質土壤或是酸性土壤等,對牠們仍具有一定的影響性。無論蝸牛可能直接從土壤中攝取到或是從植物中攝取到鈣,酸性土壤都不利於鈣質在生態系統中的利用和傳遞。

其實一些蝸牛體內器官的重金屬污染物含量還能夠作為反映土壤污染程度的重要指標,透過這一指標的分析,可適時瞭解土壤環境是否受到重金屬的污染。事實上蝸牛器官對土壤重金屬的反映並不輸給蚯蚓,甚至還比彈尾目這類小型土壤節肢動物要更敏感一些。也更適宜作為生態毒理學的生物指標

吃土的大戶:蚯蚓

蚯蚓大概是以土壤為食最著名的動物群了,目前世界上已命名的蚯蚓有二千五百多種,而且牠們吃土壤的方式很特別。蚯蚓鑽洞的行為本身就和攝食相結合,牠一面攝食,一面鑽土。不僅在鑽土的過程當中獲得食物,也用食物當中取得的能量繼續鑽土,因此蚯蚓可以長時間不斷在土裡鑽洞。蚯蚓就像是一臺非常有效率而耐久的鑽洞器具。

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蚯蚓雖然消化系統極為簡單,分為口、咽喉、食道、嗉囊、砂囊與腸等結構,但一整個消化道卻強而有力,就像一條高效率的輸送帶,把阻力很大的土吃下去之後,又往後輸送,並形成鑽洞的推進力。目前無論表層型(epigeic)與底層型(endogeic)的蚯蚓都已發現其腸子中有纖維素消化酶(cellulase),且砂囊的構造是強壯的肌肉,可以把物質磨碎,並且具有各類酵素可以消化食物。蚯蚓消化排出後的糞球,由於將有機質進一步分解,並且又和體內微生物加以混合,是協助土壤生成團粒結構與改善土壤養分很有益的動物,自古以來就頗受人類文明的重視。

蚯蚓大概是以土壤為食最著名的動物群。圖/BY Natfot @ wikimedia commons

不過不是每種蚯蚓都對土壤有益,也有少部分蚯蚓種類反而是土壤劣化的推手,例如台灣目前常見的入侵種蚯蚓─原產南美洲的黃頸蜷蚓(Pontoscolex corethrurus),這類蚯蚓反而會讓土壤變硬不利於植物生長。

現今農業上,除了直接將蚯蚓加入到土壤當中作為改良幫手,也有應用蚓糞堆肥的方式。蚓糞堆肥是藉由蚯蚓及微生物的作用,把農業廢棄物、工業廢棄物、禽畜糞、有機垃圾、和廚餘等廢棄物轉變成無臭味並具較低有害化合物、較高植物養分、較高微生物生質量、較多土壤酵素,類似腐植質的東西。大部分蚯蚓每天可消化相當於自己體重的有機廢棄物,且增殖快,因此蚯蚓可提供對於環境廢棄物另一個便宜有效的解決方法。

吃土的小玩意兒,是土壤生態系的大功臣

真菌和細菌每天都在以土壤為食,而且牠們有很多直接就住在土壤裡面。牠們想方設法從土壤有機質當中分解出可以使用的養分,或者直接去破壞土壤礦物的鍵結來取得必要的養分,像是具有溶磷作用的細菌或真菌如 Pseudomonas spp. 、Mycobacterium spp.Bacillus spp.Aspergillus spp. 和 Penicillium spp.等,都具有直接利用不溶性磷酸鹽作為磷素來源的能力。

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而植物則是這些微生物分解礦化作用的直接受益者。原先封鎖在有機物和土壤礦物當中的各類養分,由於微生物作用的釋放,而讓植物的根部得以利用。當然植物也不是白吃白喝,植物透過根分泌物回饋了微生物,在植物根圈分泌物當中常常包含有多種醣類、胺基酸、有機酸、維生素、核酸鹽、甚至是促進真菌物質或促進線蟲卵孵化物質等豐富的食料給予微生物們,所以植物根圈附近經常成為土壤微生物聚集的熱點。

換句話說,植物在土壤中培育出一整套生物群,它是一個地下社區,甚至包括蠕蟲、昆蟲、蟎蟲,以及我們從未聽說過的其他節肢動物、變形蟲和原生動物。而這當中主要的生物體則是細菌和真菌。所有這些成員一起工作,而有時則會彼此掠食和競爭。細菌會聚集在根部周圍。而真菌則會形成大量的網際網路,這些網際網路還常常可以將一個植物連接到另一個植物。

菌根真菌不僅和植物共生,一起攝取土壤中的養分,而且還可以做為植物和植物之間的訊息聯絡網。圖/作者提供

目前科學家已經發現植物和植物之間也巧妙運用這些菌根真菌的菌絲作為訊號傳遞的線路;當某株植物地上部正遭受蚜蟲侵襲時,受害者可透過真菌互聯網傳遞蚜蟲入侵的警訊,這時收到訊號的其他植物便可以發出既排斥蚜蟲又吸引蚜蟲天敵的化學防禦物質。而當細菌將氮或其他營養成分轉化為植物可以運用的形式時,其他微生物也狼吞虎嚥地吃掉這些養份。一種見者有份的概念。

在日常生活中,和植物一起共生的真菌,還能透過真菌絲和菌絲體,有效地將宿主植物的根質量提高一千倍,並協助將一些好吃的養分運送到宿主植物這裡,包括磷、銅、鈣、鋅等養分。微生物和植物之間彼此合作而讓土壤的營養能夠持續的循環,並且也讓整個土壤生態系統形成極為豐富多元的地下王國。

科學家從紐約中央公園採集了將近 600 個土樣,發現驚人的多樣性與豐富性。當中有超過 12 萬種細菌以及超過 4 萬多種真菌、原生動物和節肢動物等等。對於土壤微生物而言,土壤既是一個大餐廳,又是牠們居住的地方。而這樣的一個環境既複雜多元,卻又很容易受到各類物理、化學等因子而被干擾。就拿化學上我們最熟悉的酸鹼度來說。土壤酸鹼度對土壤養分有效性的影響很大,強酸性土壤容易引起磷、鉀、鈣、鎂等養分的短缺,強鹼性土壤則又會引起鐵、錳、鋅、銅和磷、硼等養分的不足,酸鹼度也同樣影響細菌和真菌以及許多土棲生物的生活。

以磷元素在土壤當中的有效性來說,一些微生物在生長過程中雖然本身會分泌一些有機酸代謝產物,例如乳酸、乙醇酸、草酸和檸檬酸等;或是一些化學自營性菌如硝化菌和硫酸菌本身就會分泌硝酸和硫酸;或是微生物分解利用腐植質過程中也會產生腐植酸和黃酸,這些酸性物質經常能促進土壤無機磷的溶解釋放,而讓磷元素轉變為生物較好利用的化學形式。不過如果當土壤酸性持續加強,則會不利於根瘤菌、硝化菌等細菌的生存,土壤過酸同樣容易造成磷素被土壤層間所吸附固定。

而真菌的酸鹼耐受度比細菌要強,當微生物相因為土壤酸鹼性而發生變動時,真菌會開始拓展牠們的勢力範圍,但過度擴張的真菌有時會是很多問題的根源,這也是某些真菌容易在土壤酸鹼度發生異常時侵害植物根系的原因。而通常一些極端情況發生時,土壤微生物的穩定性已經先被破壞掉了。簡而言之,這整個餐廳都被毀掉了。

某些亞熱帶土壤當中的 B 層(可移動物質洗入聚積的礦物質土層)常常會有紅棕色的呈色,這種顏色常常源自於含有三價鐵的礦物。三價鐵通常在土壤通氣良好的情況下生成,通氣良好對多數土壤中的微生物而言十分有利,然而亞熱帶高溫多雨,容易造成土壤酸化,當土壤呈現強酸性時又會衝擊到微生物對有機質的分解和攝取。圖/wikimedia commons

生態系統當中那些吃土的傢伙們,真的有那麼奇怪嗎?

其實那只是各類生物的適應性行為罷了。人類因為將視角跳脫了生態太久,所以當吃土行為發生時,有時反而本能上就覺得那些是食土癖(geophagia),是不太正常的行為。但食土癖不見得是不正常的,在生物圈當中,很多時候直接獲取土壤中的養分或微量元素反而是非常經濟而有效率的方式。

而透過大大小小的生物吃土行為加以連結在一起,我們會發現,其實土壤對每個生物而言還真的是滿重要的。也許哪一天,當你正作為一個園丁,在一塊土地上種植小番茄的時候,你發現土壤中的小蚯蚓正在大快朵頤地吃土,而實際上土壤當中還有萬千的生命也正在吃土。然後你可能在國外看過鸚鵡和猩猩吃土。一切都不再那麼奇怪了。

顧好你腳下的那塊土壤王國,每個人都是地球的園丁,只有健康的土壤才能撐起一大群以土維生的生物們。

參考資料

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  2. 辛天妤,2013科普寫作競賽優選暨人氣獎:原來你也喜歡吃土!
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  7. 陳尊賢、許正一,台灣的土壤,遠足文化出版。
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  9. 劉育志,醫者的神鬼傳奇,外科失樂園。
  10. 海地泥餅鹹澀入口即化 海地婦女當零食餅乾吃
  11. 雨林土壤
  12. 放蛇不行放蚯蚓好嗎?蚯蚓生態學者:不妥
  13. 台灣蚯蚓資料庫
  14. 吃土成癮的人
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  20. Find out why women in Tanzania are addicted to soil ? (BBC Africa)
  21. ‘Mud Cake’ – A Delicacy Made With Mud in Poverty Stricken Haiti
  22. Poor Haitians Resort to Eating Dirt -NATIONAL GEOGRAPHIC
  23. The zoo beneath our feet: We’re only beginning to understand soil’s hidden world
  24. Fungus network ‘plays role in plant communication’ (BBC NEWS)
  25. Ancient Egyptian Medicine (crystalinks)
  26. Imhotep and the Origins of Ancient Egyptian Military Medicine
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嚴融怡_96
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曾就讀中興大學土壤環境科學系,曾在中央研究院地球科學研究所擔任助理,長期作為台北鳥會的生態解說志工,並曾在多個學校社團擔任過講師;喜歡生態學、環境科學、地球科學、生物學、與科學史等領域,對科普教育和環境教育都有著很大的熱情。居里夫人曾說:『我們應該不虛度一生,應該能夠說我已經做了我能做的事。』希望一生都徜徉在科學的星河當中。

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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找回擁有食物的主導權?從零開始「菇類採集」!——《真菌大未來》
積木文化
・2024/02/25 ・4266字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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菇類採集

在新冠肺炎(COVID-19)大流行後,馬斯洛「需求層次理論」裡的食品與安全在眾目睽睽下被抽離出來,變成後疫情時代最重要的兩個元素。對食物的焦慮點燃人們大腦中所有生存意志,於是大家開始恐慌性地購買,讓原本就已經脆弱、易受攻擊的現代糧食系統更岌岌可危。

值得慶幸的是,我們的祖先以前就經歷過這一切,留下來的經驗值得借鏡。菇類採集的興趣在艱難時期達到顛峰,這反映了人類本能上對未來產生的恐懼。1 無論是否有意,我們意識到需要找回擁有食物的主導權,循著古老能力的引導來找尋、準備我們自己的食物,如此才能應付食物短缺所產生的焦慮。

在新冠肺炎大流行後,馬斯洛「需求層次理論」裡的食品與安全在眾目睽睽下被抽離出來,變成後疫情時代最重要的兩個元素。圖/pexels

我們看見越來越多人以城市採集者的身分對野生菇類有了新的品味,進而找到安全感並與大自然建立起連結。這並不是說菇類採集將成為主要的生存方式,而是找回重新獲得自給自足能力的安全感。此外,菇類採集的快感就足以讓任何人不斷回歸嘗試。

在這個數位時代,菇類採集是讓我們能與自然重新連結的獨特活動。我們早已遺忘,身體和本能,就是遺傳自世世代代與自然和諧相處的菇類採集者。走出現代牢籠、進入大自然從而獲得的心理和心靈滋養不容小不容小覷。森林和其他自然空間提醒著我們,這裡還存在另一個宇宙,且和那些由金錢、商業、政治與媒體統治的宇宙同樣重要(或更重要)。

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在這個數位時代,菇類採集是讓我們能與自然重新連結的獨特活動。圖/unsplash

只有願意撥開遮蓋的落葉並專注尋找,才能體認到菇類的多樣性和廣泛分布。一趟森林之旅能讓人與廣大的生態系統重新建立連結,另一方面也提醒我們,自己永遠屬於生命之網的一部分,從未被排除在外。

腐爛的樹幹不再讓人看了難受,而是一個充滿機遇的地方:多孔菌(Bracket Fungi)──這個外觀看起來像貨架的木材分解者,就在腐爛的樹幹上茁壯成長,規模雖小卻很常見。此外,枯葉中、倒下的樹上、草地裡或牛糞上,也都是菇類生長的地方。

菇類採集是一種社會的「反學習」(遺忘先前所學)。你不是被動地吸收資訊,而是主動且專注地在森林的每個角落尋找真菌。不過度採集、只拿自身所需,把剩下的留給別人。你不再感覺遲鈍,而是磨練出注意的技巧,只注意菇類、泥土的香氣,以及醒目的形狀、質地和顏色。

只有願意撥開遮蓋的落葉並專注尋找,才能體認到菇類的多樣性和廣泛分布。圖/unsplash

菇類採集喚醒身體的感官感受,讓心靈與身體重新建立連結。這是一種可以從中瞭解自然世界的感人冥想,每次的發現都振奮人心,運氣好的話還可以帶一些免費、美味又營養的食物回家。祝您採集愉快。

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計畫

菇類採集就像在生活中摸索一樣,很難照既定計畫執行,而且以前的經歷完全派不上用場。最好的方法就是放棄「非採集到什麼不可」的念頭,持開放心態走出戶外執行這項工作。菇類採集不僅是享受找到菇的滿足感,更重要的是體驗走過鬆脆的樹葉、聞著森林潮濕的有機氣味,並與手持手杖和柳條筐的友善採菇人相遇的過程。

菇類採集很難照既定計畫執行,最好的方法就是放棄「非採集到什麼不可」的念頭。採集過程幾乎就像玩捉迷藏,只不過你根本不確定自己在找什麼,甚至根本不知道要找的東西是否存在。圖/unsplash

你很快就會明白為什麼真菌會有「神秘的生物界」的稱號。真菌無所不在但又難以捉摸,採集過程幾乎就像玩捉迷藏,只不過你根本不確定自己在找什麼,甚至根本不知道要找的東西是否存在。但還是要有信心,只要循著樹木走、翻動一下原木、看看有落葉的地方,這個過程就會為你指路。一點點的計畫,將大大增加你獲得健康收益的機會。所以,讓我們開始吧。

去哪裡找?

林地和草原,是你將開始探索的兩個主要所在。林地底層提供真菌所需的有機物質,也為樹木提供菌根關係。橡樹、松樹、山毛櫸和白樺樹都是長期的菌根夥伴,所以循著樹種,就離找到目標菇類更近了。

林地底層提供真菌所需的有機物質,也為樹木提供菌根關係。圖/pexels

草原上也會有大量菇類,但由於這裡的樹木多樣性和環境條件不足,所以菇類種類會比林地少許多。如果這些地點選項對你來說都太遠了,那麼可以試著在自家花園或在地公園綠地當中尋找看看。這些也都是尋菇的好地方。

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澳洲新南威爾斯州奧伯倫

澳洲可以說是真菌天堂。與其他大陸隔絕的歷史、不斷變化的氣候以及營養豐富的森林,讓澳洲真菌擁有廣大的多樣性。澳洲新南威爾斯州(New South Wales)的奧伯倫(Oberon)就有一座超過四萬公頃的松樹林,是採集菇類的最佳地點之一。

在那裡,有廣受歡迎的可食用菌松乳菇(又稱紅松菌),據說這種真菌的菌絲體附著在一棵歐洲進口樹的根部,而意外被引進澳洲。 1821 年,英國真菌學家塞繆爾・弗里德里克・格雷(Samuel Frederick Gray)將這種胡蘿蔔色的菇命名為美味乳菇(Lactarius deliciosus),這的確名符其實,因為「Deliciosus」在拉丁語中意為「美味」。如果想要在奧伯倫找到這些菇類,秋天時就要開始計劃,在隔年二月下旬至五月的產季到訪。

位於澳洲新南威爾斯州的奧伯倫就有一座超過四萬公頃的松樹林,是採集菇類的絕佳地點。圖/unsplash

英國漢普郡新森林國家公園

在英國,漢普郡的新森林國家公園(Hampshire’s New Forest)距離倫敦有九十分鐘的火車車程。它由林地和草原組成,當中有種類繁多的植物群、動物群和真菌可供遊客觀賞,甚至還有野生馬匹在園區裡四處遊蕩。

這片森林擁有兩千五百多種真菌,其中包括會散發惡臭的臭角菌(Phallus impudicus),它的外觀和結構就如圖鑑中描述般,與男性生殖器相似且不常見。還有喜好生長於橡樹上,外觀像架子一樣層層堆疊的硫色絢孔菌(Laetiporus sulphureus ,又稱林中雞)。該國家公園不允許遊客採收這裡的菇,所以請把時間花在搜尋、鑑別與欣賞真菌上。如果幸運的話,該地區可能會有採集團體可以加入,但能做的也僅限於採集圖像鑑別菇類,而非採集食用。

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在英國,漢普郡的新森林國家公園由林地和草原組成,當中有種類繁多的植物群、動物群和真菌可供遊客觀賞。該國家公園不允許遊客採收這裡的菇,所以請把時間花在搜尋、鑑別與欣賞真菌上。圖/unsplash

美國紐約市中央公園

甚至紐約市的中央公園也有採集菇類的可能性。雖然在 1850 年代公園建造之時並未刻意引進菇類物種,但這個占地八百四十英畝的公園現已登錄了四百多種菇類,足以證明真菌孢子的影響之深遠。

加里・林科夫(Gary Lincoff)是一位自學成才、被稱作「菇類吹笛人」2 的真菌學家,他住在中央公園附近,並以紐約真菌學會的名義會定期舉辦菇類採集活動。林科夫是該學會的早期成員之一,該學會於 1962 年由前衛作曲家約翰・凱吉(John Cage)重新恢復運作。凱吉也是一位自學成才的業餘真菌學家,並靠自己的能力成為專家。

甚至紐約市的中央公園也有採集菇類的可能性。雖然在 1850 年代公園建造之時並未刻意引進菇類物種,但這個占地八百四十英畝的公園現已登錄了四百多種菇類。圖/wikipedia

進行菇類採集時,找瞭解特定物種及其棲息地的在地專家結伴同行,總是有幫助的。如果你需要一個採集嚮導,求助於所在地的真菌學會會是一個正確方向。

何時去找?

在適當的環境條件下(例如溫度、光照、濕度和二氧化碳濃度),菌絲體全年皆可生長。某些物種對環境條件較敏感,但平均理想溫度介於 15~24 ℃ 之間,通常是正要進入冬季或冬季剛過期間,因此秋季和春季會是為採集菇類作計畫的好季節。

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秋季和春季是為採集菇類作計畫的好季節,但因為菇類受溫度變化模式和降雨量的影響很大,所以每年採菇的旺季時間會略有不同。圖/unsplash

當菌絲體從周圍吸收水分時,會產生一股破裂性的力量,讓細胞充滿水分並開始出菇。這就是菇類通常會出現在雨後和一年中最潮濕月份的原因。牢記這些條件,就可以引導你找到寶藏。但也要記得,因為菇類受溫度變化模式和降雨量的影響很大,所以每年採菇的旺季時間會略有不同。

註解

  1. Sonya Sachdeva, Marla R Emery and Patrick T Hurley, ‘Depiction of wild food foraging practices in the media: Impact of the great recession’, Society & Natural Resources, vol. 31, issue 8, 2018, <doi.org/10.1080/08941920.2 018.1450914>. ↩︎
  2. 譯注:民間傳說人物。吹笛人消除了哈梅林鎮的所有老鼠,但鎮上官員拒絕給予承諾的報酬,於是他就吹奏著美麗的音樂,把所有孩子帶出哈梅林鎮。 ↩︎

——本文摘自《真菌大未來:不斷改變世界樣貌的全能生物,從食品、醫藥、建築、環保到迷幻》,2023 年 12 月,積木文化出版,未經同意請勿轉載。

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素肉怎麼做?讓菌絲體開啟素食新境界!——《真菌大未來》
積木文化
・2024/02/23 ・2964字 ・閱讀時間約 6 分鐘

以菌絲體作為食物

意外誕生的美食?

人類應用發酵已有很長一段歷史,也產生許多令人驚訝的結果,其中一個令人愉快的意外之作就是天貝(tempeh)。天貝是 1800 年代初起源於印尼的一種素食主食 1。歷史學家經考究認為,天貝是無意間產生的食物,很可能是在試圖將大豆隔夜保存免受熱影響時被發現的。2

天貝是 1800 年代初起源於印尼的一種素食主食。圖/wikipedia

在保存大豆的過程中,少孢根黴菌(Rhizopus oligosporus)的孢子落到大豆上,引起發酵過程並形成天貝的緻密餅狀物。少孢根黴菌將大豆或其豆類基質結合在一起,形成 100 % 可食用又富含蛋白質、礦物質和維他命的網狀棉質菌絲體。

靠真菌製造的最佳素食漢堡?

諾馬餐廳(Noma)前發酵負責人大衛・齊爾伯(David Zilber)將天貝帶往新的境界。素食運動的推動,讓世界各地的廚師都在嘗試使用肉類替代品來複製漢堡中的牛肉餅。齊爾伯開發出一種由藜麥製成的天貝,作法是將藜麥穀物接種菌絲體,並在露天下發酵以降低水分含量,只留下足以在烹飪時保持多汁的水分,最後在天貝上塗抹一層諾馬餐廳以真菌發酵自製的酵母魚醬和蠶豆醬油,就大功告成了。

這款漢堡被品評專家譽為「最佳素食漢堡」。齊爾伯對此評論:「三種真菌和一種穀物,證明也許只要掌握一點技巧,好的烹飪就可以幫助拯救和養活一個需要療癒的世界」。3

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天貝富含蛋白質、碳水化合物、來自大豆的脂肪以及種人體無法合成的必需氨基酸、纖維、維他命和礦物質,熱量低且不含膽固醇。圖/unsplash

是什麼讓天貝富含營養?又為什麼,它會成為一種神奇的食物?天貝不僅含有飲食中的一些基本成分,也就是蛋白質、碳水化合物和來自大豆的脂肪,其中的菌絲體,更提供類似於菇類的益處:富含全部九種人體無法合成的必需氨基酸、纖維、維他命和礦物質,熱量低且不含膽固醇。天貝的例子讓我們瞭解到,不僅菇類可以吃,菌絲也是可以吃的。最棒的是,一些真菌菌絲體與肉的質地非常相似,成為素食饕客餐盤裡的熱門選擇。

菌絲體革命:植物肉的新面貌

溫斯頓・丘吉爾(Winston Churchill) 1931 年發表的文章〈五十年後〉(Fifty Years Hence)裡,他預測「將發展出新的微生物菌株,並為我們量產化學物」,並總結道「當然,未來也將會使用合成食品」。4 現在看來,丘吉爾的說法完全正確。

1985 年,馬洛食品(Marlow Foods)推出闊恩素肉(quorn),這是一種以真菌菌絲體製成的素食派餅產品系列,品牌名稱為「真菌蛋白」(Mycoprotein)。「真菌蛋白」的商業成功歸功於鑲片鐮孢菌(Fusarium venenatum),其能迅速將澱粉轉化為高含量的蛋白質。

該公司對這種生產工藝的專利已在 2010 年過期,所以其他有興趣的廠商可以進入生產真菌蛋白的領域了。然而,如今闊恩素肉在超市中仍隨處可見,且提供越來越多的無動物肉類和大豆成分所製造的禽肉、牛肉和魚肉。

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如今闊恩素肉在超市中仍隨處可見,且提供越來越多的無動物肉類和大豆成分所製造的禽肉、牛肉和魚肉。圖/pexels

艾本・拜耳(Eben Bayer)和蓋文・金泰爾(Gavin McIntyre)於 2007 年創立生態創新生物技術公司(Ecovative),正利用真菌製造用於包裝、紡織品和肉類替代品的菌絲體材料。他們最新的獨創觀念是「最終食品」(atlast food),也就是控制溫度、氣流、二氧化碳供應和濕度,藉以促使菌絲體的纖維組織長成各種形狀的合成肉。這個複雜過程也是一種發酵形式,使菌絲體在十天內就能形成具有不同質地、強度和纖維的成分,口感類似於動物肉。

菌絲體肉的開發,是希望能減輕畜牧業對地球造成的負擔。「最終食品」的生產設施由垂直農業基礎設施組成,與傳統肉類生產相比,土地需求少了十倍、產生的二氧化碳也降低許多。「最終食品」的第一個產品「菌絲體培根」,其用水量就比傳統豬肉生產少了一百倍。

菌絲體肉的開發,是希望能減輕畜牧業對地球造成的負擔。「最終食品」的第一個產品「菌絲體培根」,其用水量就比傳統豬肉生產少了一百倍。圖/unsplash

生物技術的進步使該工業能找到可行的解決方案,為未來創造永續的食物來源。如果可以使用更少的資源,且對自然造成更少的傷害來人工種植食物,就不必再從大自然中做擷取。當時拜耳對所有等待菌絲體肉的人們說,希望三年內就能實現全球供應。5 菌絲體革命即將到來。

如何自製維他命 D 營養補充品?

只要十五分鐘,幫你補充滿滿維他命 D?

維他命 D 對於保持骨骼、牙齒和肌肉健康來說相當重要。《澳洲醫學雜誌》(The Medical Journal of Australia)建議,如果無法曬太陽,那每天至少要補充 400 IU6 的維他命 D。對於照射陽光不足的人來說,菇類是唯一天然、非動物性的維他命 D 來源。只要將菇類暴露在陽光下就可以產生維他命 D 7,這是在家裡就可以辦到的工作。

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把菇類放在窗臺上讓菌褶朝向陽光,放置 15 分鐘後再烹調,這樣的簡單步驟即可將菇類變成維他命 D 的絕佳來源。圖/pexels

把菇類放在窗臺上讓菌褶朝向陽光,放置 15 分鐘後再烹調,這樣的簡單步驟即可將菇類變成維他命 D 的絕佳來源。僅 84 公克新鮮、暴露於紫外線的洋菇,就含有超過 600 IU 的維他命 D,且與維他命 D 營養補充品一樣容易被身體吸收。8

註解

  1. William Shurtleff and Akiko Aoyagi, History of Tempeh and Tempeh Products (1815– 2020): Bibliography and Sourcebook, Soyinfo Center, Lafayette, 2020, p. 351. ↩︎
  2. Marianna Cerini, ‘Tempeh, Indonesia’s wonder food’, The Economist, 23 January 2020, <economist.com/1843/2020/01/23/ tempehindonesias-wonder-food>. ↩︎
  3. @david_zilber, ‘Biomimicry is a fascinating way⋯’ [Instagram post], David Chaim Jacob Zilber, 26 May 2020,<instagram.com/p/ CAptR8qpN-T> . ↩︎
  4. Winston Churchill and Steven Spurrier, ‘Fifty years hence’, Strand Magazine, issue 82, no. 49, 1931. ↩︎
  5. 摘自作者於 2020 年對艾本・拜耳的訪談。 ↩︎
  6. IU 為國際單位,用於計算或測量維他命 效力和生物有效性的標準化單位之一。 1 IU = 0.025 微克麥角鈣化醇(維他命 D2 )。 ↩︎
  7. Mary Jo Feeney et al., ‘Mushrooms— biologically distinct and nutritionally unique’. ↩︎
  8. Victor L Fulgoni III and Sanjiv Agarwal, ‘Nutritional impact of adding a serving of mushrooms on usual intakes and nutrient adequacy using National Health and Nutrition Examination Survey 2011–2016 data’, Food Science and Nutrition, vol. 9, issue 3, 2021, <doi.org/10.1002/fsn3.2120>. ↩︎

——本文摘自《真菌大未來:不斷改變世界樣貌的全能生物,從食品、醫藥、建築、環保到迷幻》,2023 年 12 月,積木文化出版,未經同意請勿轉載。

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