节日季节正如火如荼地进行着,就像任何参加当地音乐节的有自尊心的植物土壤生物地球化学家一样,我很好奇这些户外活动如何改变重要的营养循环。
当人群聚集在田野里,消耗大量的食物和饮料,然后在并不十分理想的设施中排泄时,尿液和粪便中的多余营养物质很容易泄漏到环境中。
人类排泄物含有大量的氮和磷两种常量营养素。其他人类活动,包括使用化肥、污水排放和化石燃料燃烧,也会导致大量氮和磷排放到土壤、空气和水中,造成生态失衡、水质问题和生物多样性丧失。研究表明,人类已经扰乱了这些营养循环,足以威胁到我们星球的长期宜居性。
那么,参加节日的人会产生多少氮和磷呢?与粪便相比,尿液更有可能无法被节日厕所完全吸收,所以我把重点放在了尿液上。一般来说,一个人一天的尿液中会产生大约11 克氮和 1 克磷。在节日期间,人们往往会吃得更多、喝得更多,但为了进行计算,我假设每个人的排便量都与平时相同。
今年 8 月,约有 40,000 名观众和 5,000 名工作人员参加了我当地的音乐节,即湖区 Kendal Calling。音乐节场地约占地 800 公顷,包括露营地。在四天的时间里,Kendal Calling 音乐节的参与者共清除了约 2 吨氮。这大约相当于每公顷 2.5 公斤,约为每年从降雨和大气中进入英格兰天然草原的氮含量的四分之一。然而,这比农民每年可能向农业草原添加的每公顷50 公斤或更多的氮要少得多。
节日厕所收集了大量尿液——幸运的是,这些尿液并没有全部进入土壤。为了估计人们在露天小便的频率,而不是上厕所,我征询了十位参加节日活动的朋友和同事的意见——估计数字差异很大,从 1/100 到 50:50。即使只有五分之一的尿液是自然排出的,这也相当于大气中年平均氮剂量的 5%。
接下来会发生什么?根据土壤条件、降雨量和温度,氮可能会以氨气或一氧化二氮(一种强效温室气体)的形式释放到大气中,也可能以硝酸盐的形式冲入水道,或者被植物根部吸收。因此,它可能会污染空气或水,使大气变暖或促进植物生长。
在这个节日期间,人们每公顷土地生产了约 0.225 公斤磷。这相当于仅用四天时间从大气中释放出一年的磷——远远超过氮。然而,农业管理草地的典型肥料投入率要高得多,每公顷高达5 公斤。
磷的循环与氮不同,因为它不易转化为气体。磷会牢牢地附着在土壤表面,因此土壤中的磷含量可能会过高。如果地面条件管理不善,土壤就会受到侵蚀,富含磷的沉积物会流入溪流,或者大雨会将溶解的磷酸盐从尿液转移到水道中。
河流、湖泊和海洋对磷含量的生态敏感,这些额外的营养物质可能导致藻类大量繁殖——当这种情况发生时,藻类迅速生长,阻挡阳光,消耗水中的氧气含量,影响甚至杀其他水生生物。
排尿热点
我的粗略计算表明,几天的节日乐趣可以为整个地区带来少量的养分增加,相比一年中正常情况下的养分增加量来说,这一增量并不大。
事实上,野草不会均匀地散布在整个节日场地,而是集中在特定的热点地区。与自然条件相比,热点地区的氮和磷含量可能要高得多,更有可能扰乱营养循环并造成环境破坏。
这些不受控制的化学物质流动还可能带来其他后果。尿素可能会改变土壤的 pH 值。其他更奇特的物质可能会出现在普通节日参与者的尿液中,对蠕虫和健康土壤中的数十亿微生物产生未知影响。
我恳请音乐节的观众在移动厕所里小便,最好是尿在洞里,而不是尿在地板上。音乐节组织者请提供舒适的厕所,甚至可以提供堆肥厕所或其他创新解决方案。在格拉斯顿伯里音乐节上,人们被积极劝阻不要在户外小便,组织者正在试验回收这些宝贵的人体营养物质的方法。
即使有良好的设施,在每个人都回家后,节日现场仍可能存在一些散发着臭味的营养热点。在活动前、活动中和活动后,要照顾好土壤,以减少流失的营养物质量,或许可以考虑逐年移动主要基础设施(酒吧、厕所和舞台)的位置,以避免这些营养热点随着时间的推移而积累。