轉基因為何更環保？_風聞

編者按：2017年1月4日，中國政府網轉載黑龍江日報一篇文章《黑龍江讓人看到食品安全的希望》稱，當這種技術（轉基因技術）還不能準確回答安全不安全時，針對我省寒地黑土和植物多樣性特點，用法律手段保護龍江生態發展空間，促進龍江綠色食品產業發展，謹慎推廣應該是明智的選擇。事實上，如果遵循科學思維方式，要發展綠色產業保護生態的話，轉基因才是最佳選擇。為此，我們再次推送愛爾蘭都柏林大學博士後周彬彬文章《轉基因為何更環保？》，以正視聽。

很多人會擔心轉基因（GMO）作物會對環境產生不利的影響，但事實是否如此呢？其實只要稍微瞭解一下便會發現，結果恰恰相反：轉基因作物反而可以從多個方面保護環境。

那轉基因作物究竟是如何保護環境的呢？

首先，通過“歐洲學術科學諮詢委員會（European Academies Science Advisory Council, ESAC）”的一個報告，我們可以得到一個概括性的説明【1】，其內容如下：

已發表的證據表明：如果適當的種植這些作物（指轉基因作物）可以產生下列相關影響：

1，減少除草劑和殺蟲劑對環境的影響。

2，(有利於通過推廣)免耕/少耕的生產系統來減少水土的流失。

3、具有更好的經濟和健康的利益，尤其對發展中國家中的小農而言。

4、減少農業生產過程中温室氣體的排放。

此外，已有證據表明，高效率的農業也會對現在氣候的變化產生好的影響【2】。

就像“遺傳掃盲項目（Genetic Literacy Project）”中説的那樣：農作物的高產是作物有效利用資源的一種指標。作物的高產表明：水，燃料，肥料，農藥，勞動力等資源都成功地轉移進了食物之中，而並不是被雜草吸收，被蟲害吃掉，或隨着水土流失而浪費掉【3】。（注：遺傳掃盲項目：是一個獨立的非營利性機構推出的科普項目，該機構主要是由無黨派的基金會資助運營）。

顯而易見，具有抗除草劑或抗蟲功能的轉基因作物可以通過減少資源浪費來間接提高農作物的產量，從而提高農業的效率。此外由於轉基因技術使作物具有了抗除草劑的功能，這就使免耕法等保護型耕作方式的大面積推廣成為可能（後文將進一步説明），從而減少了水土流失。最終保護了環境。例如：化肥中的氮、磷等營養物質會隨着水土流失流入水體，從而引起水質污染，最終造成水體富營養化，水藻大量地繁殖，導致水中缺乏氧氣併產生毒素，最終魚類被殺死等現象。而採取保護型耕作（免耕或少耕）則可以減少對土壤的擾動，從而減少水土流失【9】。而且，如果我們種植植酸酶玉米，這種玉米作為飼料餵豬之後，豬既能利用玉米中的植酸，還能預防豬得缺磷症。最終不僅豬長得更好更健康了，而且豬糞中也含有更少的磷。相關科普文章有很多，若想深入瞭解，請自行搜索。

下面讓我們細説一下轉基因作物是如何保護環境的：

眾所周知，大量使用農藥不僅對我們的健康有害（農藥殘留量很高，而且以小農為主的發展中國家沒法飛機噴灑，在人工噴灑農藥過程中容易發生農民中毒事件），而且還會對環境造成污染。而具有抗蟲和抗除草劑功能的轉基因作物可以直接減少農藥的使用量。但是大多數人並不清楚轉基因作物究竟能幫我們減少多少農藥使用？究竟能使農藥對環境的危害程度下降多少？

下面這組數據將讓大家對轉基因作物減少農藥使用量的程度有個直觀的瞭解。兩篇分別發表於2014年【4】和2015年【5】的論文表明：全球農業的轉基因作物對環境有着重要影響。種植具有抗蟲和抗除草劑功能的轉基因作物使農藥的使用量減少了5.53億千克（公斤），這相當於少噴灑了8.6%的農藥。若以對環境影響指數（Environmental Impact Quotient，EIQ）來看，這相當於使農藥對環境的危害下降19.1%【5】。注：環境影響指數是以除草劑與殺蟲劑對農業勞動者、消費者與生態的影響為基礎進行計算而來。

接下來再讓我們看看，轉基因作物減少二氧化碳（CO2）這類温室排放量的能力。

現如今，隨着温室氣體的大量排放，温室效應也越來越明顯。以至於大家越來越關注碳排放對環境的影響。那麼如何減少温室氣體的排放也成了當今環保領域的一個重大問題。

實際上，自1996年轉基因作物開始商業化種植以來，轉基因作物就已經開始幫我們減少碳的排放了（如下圖所示）。而且僅2013這一年，轉基因作物就幫我們減少了280億千克的二氧化碳（CO2）的排放量。這既相當於關閉了7.4個火力發電廠，也相當於從公路上移走了1240萬輛汽車，還相當於提供了250萬户美國家庭所有能源【6】。

那麼轉基因作物究竟是從哪幾方面減少温室氣體排放的呢？

轉基因作物主要通過兩種方式來減少温室氣體排放：

第一種方式：通過減少農業生產過程中燃油的使用量，從而直接減少温室氣體的排放。研究表明：降低温室氣體的排放量很大程度上在於減少拖拉機燃油的使用量【4,5】。

第二種方式：通過改變耕作方式，來間接減少温室氣體的排放。主要是通過增加土壤中的有機質成分，使更多的碳保留在土壤中。這相當於另一種方式的“碳固定”。

那麼轉基因作物是如何幫助實現這種“碳固定”的呢？

一種有效的方法就是：廣泛採用免耕/少耕法來種植作物，從而替代或減少傳統耕作方式。免耕法也被稱為保護型耕作（如下圖所示）【7】，指的是減少農業生產過程中耕作的步驟（少耕法），甚至直接省去耕作（免耕法）。這種保護型耕作方式既減少了農業生產過程中燃油的使用量（因為減少了農業機械使用數量和使用頻率），也減少了農業生產中的耕作步驟，最大程度地使土壤中的碳以有機質形式保留在土壤之中，而不因反覆耕作排放到大氣之中。

此外，由於傳統的耕作方式還容易因反覆耕作造成水土流失，最終導致土壤的退化。而保護型耕作方式可以通過減少土壤的風蝕和水土的流失，從而減緩土壤的退化。而且還如前文所説的那樣，保護型耕作方式還可以減少化肥中的氮、磷等營養成分流失到水體中【9】，既造成營養成分的浪費，還污染了環境。

既然保護型耕作方式具有這麼多優點，那麼如何推廣免耕法和少耕這類保護型耕作方式呢？ 

調查發現，轉基因作物的出現為推廣保護型耕作的方式提供了強大的推力。就如美國農業部（USDA）的研究報告中所説的那樣：免耕法的廣泛運用很大程度上要歸功於具有抗除草劑功能的轉基因作物品種的廣泛種植。美國農業部的數據顯示：到2006年，大約有86％的抗除草劑大豆品種（轉基因品種）是通過保護型耕作方式進行種植的，而且其中45%採用的是免耕法（見下圖左柱）。然而，相對而言，只有36%的傳統大豆品種（非轉基因品種）是通過保護型耕作的方式進行種植的，並且其中僅有5%採用的是免耕法（見下圖右柱）。另外，相類似的調查結果在棉花和玉米的種植上也可以看見【8】。所以這些趨勢表明：轉基因作物的出現使保護型耕作變得更容易。

除此之外，計量經濟學的相關研究指出：“種植抗除草劑的作物”與“推廣保護型耕作”之間是一種互為因果的關係。因此，抗除草劑作物除了通過減少除草劑的使用量來直接保護環境外，還可以通過鼓勵推廣保護型耕作的方式間接地保護環境【8】。

綜上所述，轉基因作物不僅可以給農業生產者，消費者帶來更多的經濟利益並有益於大家的健康（經濟利益方面，對生產者而言：成本降低，產量增加。對消費者而言：農產品價格下降。有益健康方面：農藥殘留降低，水和環境污染降低），還可以通過各種方式來保護我們的環境。我們應該利用各種科學技術來平衡人類利益和保護環境之間的關係。

本文是受GMOs and the environment一文的啓發改編。作者簡介：周彬彬，愛爾蘭都柏林大學博士後，專業方向：麥類作物抗病育種

參考文獻：

【1】European Academies Science Advisory Council, 2013, Planting the future: opportunities and challenges for using crop genetic improvement technologies for sustainable agriculture

http://www.easac.eu/fileadmin/Reports/Planting_the_Future/EASAC_Planting_the_Future_FULL_REPORT.pdf

【2】Oelesen et al, 2006, Modelling greenhouse gas emissions from European conventional and organic dairy farms

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167880905004202

【3】Marc Brazeau, 2015, Organic yield gap shrinking? Study actually shows it’s less sustainable than conventional ag.

http://www.geneticliteracyproject.org/2015/01/20/organic-yield-gap-shrinking-study-actually-shows-its-less-sustainable-than-conventional-ag/

【4】Barfoot and Brookes, 2014, Key global environmental impacts of genetically modified (GM) crop use 1996–2012.

http://www.tandfonline.com/doi/full/10.4161/gmcr.28449

【5】Barfoot and Brookes, 2015, Environmental impacts of genetically modified (gm) crop use 1996-2013: impacts on pesticide use and carbon emissions.

http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/21645698.2015.1025193

【6】Iida Ruishalme, 2015, GMOs and the environment. 

http://thoughtscapism.com/2015/03/22/gmos-and-the-environment/

【7】Environmental and Economic Benefits are Threatened.

http://www.advancefarming.com/threat/

【8】Jorge Fernandez-Cornejo et al, 2014, Adoption of Genetically Engineered Crops by U.S. Farmers Has Increased Steadily for Over 15 Years. 

http://www.ers.usda.gov/amber-waves/2014-march/adoption-of-genetically-engineered-crops-by-us-farmers-has-increased-steadily-for-over-15-years.aspx#.VMgveWjF-Uc

【9】中華人民共和國環境保護部, 2010, 化肥使用環境安全技術導則（HJ 555-2010 2010-05-01實施）.

http://kjs.mep.gov.cn/hjbhbz/bzwb/stzl/201003/t20100312_186790.htm