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为了阐明这两种截然不同的成功之道，我将简要讲述两个成功采用由下而上管理方式的小型岛屿： 新几内亚岛和蒂科皮亚岛，和一个成功采取由上而下管理方式的大型岛屿，即德川幕府时代的日本（现在该国的总人口占世界第八位）。在这三个案例中，共同的环境问题是滥伐森林、土壤侵蚀和土壤肥力流失。除此以外，过去许多社会也曾采用类似的方法来解决水资源不足和过度狩猎的问题。在权力呈金字塔式的大型社会，这两种管理方式可以共存。例如在美国等民主国家，既有社区范围内由下而上的管理方式，也有各级政府层面（市、郡、州和全国）的由上而下的管理方式。
新几内亚的高地（1）
第一个例子是新几内亚高地。新几内亚由下而上的管理方式是全世界最成功的案例之一。人类在新几内亚自给自足生活了46000年后，直到近代才从外部社会输入一些无足轻重的经济物品，如子安贝壳和天堂鸟的羽毛等代表身份地位的奢侈品。新几内亚是一个位于澳大利亚北面的大岛（参见地图3），靠近赤道，因此拥有茂密的低地热带雨林。然而内陆崇山峻岭，海拔16500英尺的高山终年被冰雪覆盖。新几内亚地形复杂崎岖，400多年来欧洲探险家只在海岸和低地河谷间徘徊，以为内陆是被森林覆盖的无人区。
然而到了1930年代，生物学家和矿场主第一次坐飞机飞越新几内亚的内陆地区，赫然发现底下是一个人口密集的世外桃源，景色风情宛如荷兰的富庶小镇： 谷地开阔坦荡，绿树点缀其间，良田美池、阡陌交通；其陡峭山坡上层层分布的梯田又让人想到爪哇和日本。村落的四周还用防御的栅栏团团围住。此后，有更多的欧洲人前来这里探险，他们发现当地居民以务农为生，种植芋头、香蕉、马铃薯、甘蔗、番薯，也养猪和鸡。我们现在知道前四种主要作物（和其他次要作物）都是在新几内亚本地驯化的，新几内亚高地是世界上九大作物驯化中心之一。农业已经在此发展了7000多年，是粮食生产实验持续时间最长的地区之一。
对欧洲探险家和殖民者而言，新几内亚高地是一个“尚未开化的野蛮之地”。他们住的是草棚，相互间争战不断，没有国王或酋长，没有文字，严寒酷暑天衣不蔽体，甚至赤身裸体。他们没有金属，所有工具都用石头、木头或骨头制成，用石斧砍树，用木棍挖掘沟渠、开辟农田，也用木制弓箭和竹刀做武器。
虽然当地人看起来野蛮无知，但农耕技术却非常先进。迄今为止，欧洲的农业技术专家仍不能理解为什么有时候新几内亚人的老方法行得通，而他们善意引进的新技术却失败了。例如有个欧洲的农业顾问在新几内亚惊奇地发现，位于湿地斜坡上的番薯田排水管居然是垂直的，他说服村民改正这个可怕的错误，按照欧洲的做法应该把排水管安置在平行于地面的位置。出于对他的敬重，村民们遵循这位农业技术专家的指示改变了排水管的位置，于是水蓄积在排水管的后方。其后一场暴雨导致泥石流将所有的农田都冲进河里。事实上，早在欧洲人来到之前，新几内亚的农民已经非常清楚如何避免这种情况，对高地的雨量和土壤了如指掌，知道垂直排水管的好处。
几千年来，新几内亚的农民们一直在恶劣的自然条件下种植作物，垂直排水管的例子不过是新几内亚人不断尝试和犯错得来的经验教训中的沧海一粟。新几内亚年降雨量达400英寸，地震和泥石流频繁发生，高海拔地区常年浓雾环绕。在人口密集的地区，粮食需求大，人们必须减短休耕期或取消休耕期，进行持续不断地耕作，因此新几内亚人发展出下述一整套包括育林法在内的维持土壤肥力的方法。他们将杂草、青草和老藤等有机物与土壤混合做堆肥，每英亩农田大约16吨堆肥；也将垃圾和草木灰撒在休耕的农田里；用腐烂的木头和鸡粪肥料覆盖在土壤上。他们还在农田周围挖沟渠，用以降低地下水位，避免积水，还把沟渠里的腐殖土挖上来覆在农田土壤表面。豆类作物可固定空气中的游离氮，增加土壤的氮素含量，可与其他作物实行轮作。事实上，新几内亚人独立发展出来的维持土壤养分的轮作理论目前在第一世界被广泛应用。新几内亚人在陡峭的山坡垒造梯田，修筑栅栏固土护坡，当然还利用垂直排水管来排除多余的水。这些专业精到的技巧使得当地的年轻人必须学习多年才能成功掌握。我的当地朋友小时候在外求学，长大后回到村子，发现自己干不好农活，深感这是一个庞大复杂的知识体系。
新几内亚高地持续耕作的农业不单有土壤肥力不足的问题，还有农民们焚林辟田造成木头供应不足。传统的高地生活对树木依赖很大，如盖房子、搭篱笆，还有制工具、器皿和武器都需要用到木材，烹煮和取暖也要用木头做燃料。原先新几内亚高地遍布繁盛的橡树林和桦树林，但是经过几千年的开垦之后，在人口最密集的地区（特别是巴布亚新几内亚的瓦基谷和印度尼西亚属新几内亚的巴里姆谷），海拔8000以下的树木均已砍伐殆尽。那么高地居民从何处获得木头呢？
在1964年，我来到新几内亚高地的第一天，就注意到这里的村子和田地里种了许多木麻黄。木麻黄又称铁木，可分为几十种，叶子如松针，原产于太平洋群岛、澳大利亚、东南亚和热带东非等地，现在遍布全世界。木麻黄木质坚硬（因此被称为铁木），但很容易劈开。新几内亚高地原产的木麻黄是小头木麻黄，自然生长在溪流两岸，然后由高地居民将木麻黄的幼苗移植到高地。除此以外，他们还移植了其他的树种，但木麻黄长得最为茂盛。这种在高地大规模种植木麻黄的方式如今被称为“育林法”。
欧洲森林学家慢慢才了解到小头木麻黄的独特优点，以及这些树给新几内亚高地居民带来的好处。小头木麻黄生长快，是上好的木材和燃料；其根瘤可以固定空气中的游离氮，大量的落叶还可为土壤带来氮元素和碳元素。因此在农田种植木麻黄，可增加土壤的肥力；在休耕地种植木麻黄，则可缩短休耕期，能在较短的时间内恢复土壤肥力，种植新作物。木麻黄的根部还可以起到固定土壤的作用，避免水土流失。新几内亚的农民认为，木麻黄能够减少芋头上的甲虫，虽然农业学家尚未研究出其中的奥妙。另外，高地居民还认为木麻黄树林能给他们带来愉悦的美，他们喜欢听风吹过木麻黄枝叶的声音，喜欢在树荫下乘凉。因此，虽然许多山谷的原始森林已完全消失，但木麻黄育林法使得这个依赖树木的社会继续得以繁荣昌盛。
新几内亚高地居民实行育林法已有多久了呢？古植物学家重建高地植物史的方法与我在第二章到第八章探讨过的在复活节岛、马雅、冰岛和格陵兰所使用的方法基本类似： 一是分析沼泽和湖底泥芯的花粉来辨别植物种类；二是寻找火烧后的碳粒子或炭化粒子（不管是天然火灾还是人为焚林造成的）；三是检测是否因为清理林地造成土壤侵蚀，导致沉积物增加；四是利用放射性碳年代测定法断年。
研究结果显示46000年前，人类坐木筏或独木舟从亚洲途经印度尼西亚群岛初次登上新几内亚和澳大利亚。那时新几内亚和澳大利亚处于同一块大陆，尚未分离；现在这两个地方仍能看到早期人类活动的遗迹。大约在32000年前，这里开始有频繁火烧后的炭存在；另外新几内亚高地非森林树种的花粉增多了，这表明人类开始涉足此地，可能是前来狩猎或在森林里采集露兜树的果实，就像现在的新几内亚高地居民。大约在7000年前，开始有林地持续清理的迹象，在谷地沼泽也出现人工排水道，这显示新几内亚高地农业形成。其后，森林花粉不断减少，非森林花粉持续增多，一直到1200年前左右。在其中一个时间段，大量的木麻黄花粉几乎同时出现在相距500英里的东边的瓦基谷和西边的巴里姆谷。今日这两个地方是最开阔和森林砍伐最多的谷地�