• 摘要
• 简介
• 生物技术和农业
• 评估转基因作物的风险和收益
  • 与引进物种的比较
  • 影响的规模和类型
  • 权衡风险和收益
  • 监管风险
  • 改革农业
• 公众对话与科学
• 结论
• 对本文的回应
• 文献引用

任何特定转基因作物的效益和风险取决于其生态功能和自然历史与其所处的农业生态系统和生态系统之间的相互作用。在评估转基因作物时，必须考虑这些进化和生态因素。我们认为，对转基因作物的评估应该扩大到包括替代农业实践、生态系统管理和农业政策。如果能更清楚地了解农业的间接成本和支持农业的生态服务，将有助于进行这种评估。转基因作物的好处应该与其他农业集约化手段的好处进行比较，如有机农业、综合病虫害管理和农业政策改革。对转基因作物的使用采取一种依赖于真正全面的风险评估的渐进和谨慎的方法，可以使人们从转基因作物中获得巨大利益，同时减轻他们的严重风险。

关键词:农业、生物技术、转基因作物、跨学科、公共对话、监管、风险评估。

出版日期:2000年3月27日

在世界范围内，转基因作物的种植面积近年来急剧增加。从1996年到1999年，它从1.6 X 10上升⁶超过35 × 10⁶ha (James 1998, 1999年5月)。这种快速增长引起了人们，特别是在欧洲，对这些作物的健康和环境影响的关注。尽管声称转基因作物的安全性，并警告不要引起大众恐慌，但公众对转基因作物的担忧已经导致了其营销、标签、种植和贸易的变化。这些变化引发了环保倡导者、工业化农业批评者、种子公司、政府和科学家之间日益激烈的辩论。这场辩论的特点是夸大转基因作物的安全性和危险性，并试图压制和避免公众讨论。

这篇论文是一个国际跨学科科学家小组讨论的产物。我们的讨论是基于论坛的文章在本期保护生态．这些文章总结了关于生物技术的争论的本质，描述了应对转基因作物潜在生态影响的方法，对公众关注的原因和有效性提供了见解，并对今后的方向提出了建议。我们自己的对话以这些文章和其他文章为依据，试图扩大辩论并制定应对和指导生物技术发展的战略。作为一个跨学科的小组，我们不试图评估特定转基因作物的细节，而是将围绕它们的生态、经济和政治问题联系起来。

正如Conway(2000)、Pimentel(2000)等人所指出的，证据的平衡表明，转基因生物具有降低和改善农业生态系统功能的潜力。转基因作物可能导致杀虫剂使用的增加或减少、农业生态系统提供的生态服务的增强或退化、生物多样性的丧失或保护，这取决于转基因作物的开发和它们的使用方式。然而，正如Conway所认为的，转基因作物发展的当前特征提供了令人担忧的理由。

康威在他关于作物生物技术的声明中说:“……如果要提高产量上限，如果要使作物生长不过度依赖杀虫剂和除草剂，如果要为贫瘠土地上的农民提供抗干旱和耐盐的作物，并能更有效地利用氮和其他营养物质，生物技术将是必不可少的合作伙伴。”这一论点通常被用来倡导开发和使用转基因作物，但目前既没有得到科学家的共识，也没有得到任何对农业替代方案的综合比较的支持。

世界上大约95%的农民生活在发展中国家。这些人大多数从事小规模、以社区为基础的农业。经过很长一段时间，这些群体已经构建了关于他们所处环境的复杂知识系统(Castillo和Toledo, 2000年)。最近，“绿色革命”成功地使世界上大多数人口更容易获得食物。农业生产的增加是由于灌溉的增加、肥料和植物保护化学品的更密集使用以及能够适应更高投入和管理水平的新作物品种的发展。然而，这种农业集约化往往以牺牲当地生态系统和人类健康为代价。这些变化降低了穷人依靠当地生态系统养活自己的能力，而使富裕的农民受益。作物生物技术的集中化性质将通过降低农业实践的地方特异性和适应性，进一步推进这一进程，这既增加了社会对农业外部投入的依赖，也降低了当地农业生态系统适应当地环境背景的能力(Gadgil 2000年)。正如康威所提议的，未来的生物技术可能会在当地社区共同开发，但目前还不是这样。

此外，技术创新是否是发展生产力更高的农业所需要的是值得怀疑的。目前最需要增加农业生产的地区是非洲，那里的绿色革命基本上是失败的(Dyson 1999)。转基因作物不太可能消除导致这种失败的社会问题。Conway承认，大量社会科学研究已经证明，饥荒不是由粮食短缺或农业技术缺乏引起的，而是由于缺乏获得粮食的途径(Sen 1977, 1980)。粮食获取是由产权、政治稳定和社会保障制度等制度特征决定的。即使在粮食供应稳定或扩大的情况下，粮食获取领域的不平等也会导致饥饿和营养不良。

转基因作物有望提高发展中国家贫困农民的生产力，但其他农业技术也是如此(Ruttan 1999, Thomas 1999)。人们可以投资于有机农业、综合病虫害管理、水资源管理或作物育种，而不是投资于转基因作物。要公平地评估不同农业做法的相对优点，就需要对这些替代方法有系统的了解。然而，关于替代农业系统的相对生态和经济价值的系统研究很少。农业研究倾向于将其重点缩小到单一目标，如减少侵蚀或提高作物产量，而不是将农业生态系统的管理作为区域生态系统管理的一个组成部分。

植物生物技术为不同人群提供了许多潜在的好处。这些好处促使私人和公共组织发展转基因作物。为了回应公众对这些发展的担忧，世界各国政府正在制定法规，以管理与转基因作物释放到农业系统相关的风险。在继续考虑转基因作物调控的具体特性之前，我们通过比较转基因作物的引入与过去物种引入的经验来讨论植物引入的监管。

将转基因生物释放到环境中经常被比作将物种引入一个新的环境。引进一些物种，特别是玉米、小麦和鸡等农业物种，给人们带来了巨大的好处。然而，物种引进的成本是巨大的，而且在很大程度上是出乎意料的。在美国，大约有5万种非本地物种每年造成的环境破坏和损失估计高达1370亿美元(Pimentel等，2000年)。虽然许多引进物种不是有意引进的，但一些农业物种从栽培中逃了出来。同样在美国，128种引种作物已成为严重杂草(Pimentel et al. 1989)。应该指出的是，公众对引进物种的影响的关注相对较少(众所周知，引入物种的影响很大)，但对转基因作物可能产生的影响的关注相当大。

引入的物种为转基因作物提供了一些教训。一旦建立，引入的物种几乎不可能从生态系统中移除，因为它们在不断地繁殖、扩散和进化。尽管生态学家不断增加他们对外来物种动态的了解，他们很少能设法阻止这些物种的传播。

与引进物种相比，转基因作物对生态的直接影响可能是最小的。转基因作物通常比引进作物更依赖于人类的支持。例如，作物通常依靠杀虫剂和机械干扰去除潜在的竞争对手。此外，转基因物种可以被改造成不育或含有诸如分散能力降低等性状。这种技术甚至可能有助于控制入侵物种(Walker和Lonsdale 2000)。然而，随着转基因生物的面积和多样性的增加，转基因作物或基因逃逸的风险也会增加。如果引入的转基因生物具有增加其在管理系统之外生存能力的新特征，其潜在的生态影响实际上可能比引入的同类物种大得多(Regal 1993)。

与转基因作物相关的风险取决于具体的基因改造、有机体的自然史和被释放的生态系统特性之间的复杂相互作用。随着种植面积的增加，与特定作物变化相关的风险和收益变得更加难以评估，这一事实加剧了这些复杂性。

只要基因组内没有意外的相互作用，对作物进行特定基因修饰的直接影响可能是相当可预测的。不那么直接的影响，如周边生态系统和人类的反应，则更难预测。例如，一种抗除草剂作物对农业生产的最终影响很难从田间试验中评估。同样，监测或进行实验的复杂性和成本随着作物使用面积的扩大而增加。如图1所示，随着转基因作物规模的增加，其影响变得不那么直接，预测、测试和监测转基因作物的影响变得更加困难。

图1所示。转基因作物的直接和间接影响与它们的种植规模相互作用，从而决定了预测、测试和监测其潜在影响的难度。

我们建议，使用转基因作物需要进行全面的分析，其中包括对潜在收益与风险的权衡。迄今为止，作物科学家关注的是植物对农业系统的影响，而环境学家关注的是广泛使用转基因作物的社会和生态后果。因此，这两组人经常讨论不同的风险和好处。这种不匹配可能导致了当前辩论的敌意。

考虑到生物技术的历史、政治和经济背景，对当前风险评估实践的完整性提出质疑是恰当的。转基因作物与农民和农业企业的利润相关的方面已经得到了充分的研究。然而，那些吃食物的人、生活在下游的人或重视生物多样性的人的担忧才刚刚开始得到解决。监管机构一直没有使用生态可理解的标准来评估与转基因生物相关的风险(Parker和Kareiva, 1996年)。这种不足可以用施加于各机构的政治压力来解释(Rissler和Mellon 1996年)，要求它们迅速批准转基因作物的释放。这种压力使得机构没有必要的物质、制度和概念框架来彻底评估与特定作物相关的风险(Regal 1999)。

一种可能的方法是评估特定类型的转基因改造在不同生态环境下对不同物种的风险和收益。某些转基因作物改良的潜在风险和收益见表1。

风险和收益清单提供了一个框架，可以更容易地筛选可能是相对良性或有害的技术、作物和生态环境的可能组合。然而，构建这样的列表只是风险评估的第一步。这些风险需要在个案的基础上对不同情况下的特定生物体进行定量评估。不同的生态学家小组已经开发了一种评估转基因作物使用的方法(Tiedje et al. 1989，科学家生物安全工作组1998)。他们建议采用循序渐进的分级风险评估方法，从实验室转移到温室和田间试验，最后逐步增加和监测使用。

虽然实地试验是评估转基因作物的必要步骤，但仅靠实地试验是不够的。需要进行更全面的分析，包括评估转基因作物对其他生态系统和人类的相对益处和风险。为了说明这种方法，我们在表2中提供了这样一个评估应该包括的问题的部分列表。全面的风险评估可以使人们从转基因作物中获得巨大利益，同时避免或减轻严重的风险。

为处理转基因作物而设计的监管体系应该努力减少风险，并创造必要的社会适应能力，以应对与新技术相关的风险。实现这些目标有很多不同的方法。我们将简要讨论应对这些挑战的三种独立和互补的方法:生物安全协议、暂停和保险。

Conway(2000)明智地呼吁在所有国家制定充分的生物安全协议。今年早些时候，当一些国家同意有必要为转基因生物贸易制定一项国际生物安全议定书时，朝着这一目标迈出了一步。然而，维护该协议所需的研究和管理将是昂贵的，必须进一步开发。那些希望生产转基因作物的人应该支持生物安全基础设施的发展和维护，特别是在最需要这种基础设施的发展中国家。这种支持可以通过对转基因作物征税、监管费用或其他机制来实现，例如全球生物安全进程。

目前的一个担忧是，在有效的风险评估程序到位之前，转基因作物将被广泛种植。这导致人们呼吁暂停进一步批准转基因作物。目前，奥地利、英国和德国有暂停，而欧盟有事实上的暂停。这种暂停种植推迟了可以减少农业造成的生态退化程度的作物的引进。然而，暂停提供了一些好处。推迟可能提供机会来建立有效评估和监测转基因作物的机构。这也将使科学能够更好地评估现有转基因作物的潜在间接影响，如转基因作物的进化英国电信阻力。此外，暂停种植可能会提供所需的时间，让公众就如何公平平衡转基因作物的风险和收益展开更丰富的辩论。

考虑到转基因作物潜在影响的可能性和程度的不确定性，社会为这些风险购买保险是明智的(Costanza et al. 2000)。然而，由于风险的未知性和变异性，私人保险几乎是不可能的，这就迫使公众来扮演这个角色。对转基因作物的使用征税可以作为一种社会保险，只要这种税投资于生态保护和恢复，以减轻转基因作物造成的任何破坏。在转基因作物被更广泛使用之前，保险机制应该到位。此外，明智的做法是，社会应该投资于发展诸如研究、监测系统和公民参与的途径等机制，以便就转基因作物的任何负面影响提供早期预警。

改革转基因作物的科学评估和实施将是一个巨大的进步，但它对解决与农业相关的大多数生态问题作用甚微。这就需要改革影响农业的政治和经济机构。

农业集约化不一定要以牺牲生态服务为代价。事实上，人类已经无法再承受这些了，因为农业对地球生态系统的影响已经是巨大的(Daily 1999)。然而，如果社会不重视生态服务，就很难实现生产性的、可持续的农业。评估环境服务的价值(例如，考虑使用农药和化肥后清洁水的公共成本)将大大促进对转基因作物的风险和效益的评估。如果这些服务被视为开放获取的资源，就没有什么动力去保护它们。应建立适当的机构来管理这些服务的加强和持续提供(Ostrom 1990年，Costanza等人2000年)。

生态服务的经济价值是显著的(Costanza et al. 1997)。最近一项关于英国农业的经济研究估计，农业的间接成本，即由社会非农业成员支付的成本，几乎与农业的净收入一样大(Pearce 1999)。农业无法支付的巨大成本的存在表明，通过转向一种不那么密集和需要较少投入的农业形式，总社会效益可以增加。

我们和其他评论员(埃尔斯特兰德2000年，加德吉尔2000年，克雷布斯2000年，皮门特尔2000年，沃克和伦敦代尔2000年)一样，支持康威的呼吁，即建立在“诚实、充分披露和非常不确定的共同未来”基础上的关于发展和环境的“讨论和作出决定的新方式”。然而，我们对他关于这次对话的目的是“将科学重新置于风险和收益讨论的中心”的说法感到关切。科学是关于转基因作物争论的必要部分。然而，一场围绕科学而不是伦理、社会和政治问题的辩论很可能会进一步鼓励两极分化和公众对科学的不信任，正如克雷布斯所指出的，这是迄今为止科学家在英国关于转基因作物的辩论中所扮演角色的结果。

公众对安全的认识是社会福利的重要方面。公众普遍关注的存在是现行制度失败的一个指标。公众对转基因作物的关注不应该仅仅归因于无知。正如克雷布斯所指出的，公众对转基因作物的接受程度似乎随着科学的理解而下降。监管机构、公司和科学家对一项新技术的安全性声称持怀疑态度并不奇怪，因为许多情况下类似的保证被证明是错误的(经济和社会研究理事会1999年)。May(1999)甚至提出，根据过去的失败，英国对转基因作物的担忧可以分为三类:与牛海绵状脑病(BSE)相关的健康担忧;对沿食物链传播意想不到的影响的生态学担忧，滴滴涕就是一个主要的例子;以及篱笆墙类型对不断变化的农业做法的生态影响的担忧。

风险评估和风险管理是政治过程。对于给定的潜在收益，很难确定什么程度的风险是可以接受的，因为尽管直接收益往往只集中在一小部分人身上，但转基因作物技术的风险却广泛分布在整个人口中。在不建立新的公共机构的情况下，通常很难解决群体之间的这种不对称，因为即使损失总额很大，也很难动员遭受相对较小损失的大群体(哈丁1982年，奥斯特罗姆1990年)。这种不对称进一步凸显了政治和伦理在转基因作物辩论中的突出作用。

科学可以用来解决这些担忧和问题，但它不会解决它们。资助研究的人在很大程度上决定了科学应用的问题。技术开发通常由特定的利益集团提供资金，技术至少在最初是按照这些集团的意图和方式使用的。转基因作物主要是由寻求最大化投资回报的农业企业开发的。这些公司是全球市场体系的一部分，鼓励用技术和资源密集型的方法解决问题。正在开发的转基因作物与其他工业投入密集型农业技术方法存在同样的生态问题，这并不令人惊讶。公司有很强的动力去进行研究和开发能够增加利润的作物，因此把重点放在需要杀虫剂、化肥和种子的产品上。目前对转基因生物的研究主要以生产抗除草剂作物为目标(Pimentel等，2000年)。公共资助的农业研究应该扩大，以解决如下问题:如何设计农业生态系统来提高生态服务的质量，减少农业造成的生物多样性损失，并提高可持续性?

康威呼吁的新对话应该扩大对转基因作物的讨论，包括其政治、社会和生态背景，同时寻找如何维持生态功能、走向可持续农业和提高人们生活质量等基本问题的答案。科学可以促进和有效地限制这种对话，但发展这种对话的主要限制将是社会的，而不是科学的。

这篇论文是一场国际对话的产物，这些人都或多或少地对技术、机构和社会有效管理生物技术的能力持悲观态度。从我们的私下对话中，我们对围绕转基因作物的辩论所包含的相互关联的问题有了新的理解，我们希望这一过程的一个更广泛、更深入的版本将改善生物技术的使用和不使用的方式。

我们的结论是，任何一种特定转基因作物的具体影响取决于其生态功能和自然历史与它所处的农业生态系统和生态系统之间的相互作用。在某些农业系统中，一些转基因作物的好处似乎超过了它们相对较低的风险，但其他作物的风险则大得多。虽然生物技术可用于产生巨大的社会和生态效益，但迄今为止开发的大多数转基因作物都是为了造福农业企业而设计的，同时使人们和生态系统面临重大风险。由于这种模式，人们普遍怀疑农业生物技术及其倡导者。

关于转基因作物的讨论应该扩大到包括替代农业做法、生态系统管理和农业政策。如果能更清楚地了解农业的间接成本和农业从大自然获得的间接补贴，将有助于进行这种讨论。此外，这一讨论还应验证这样一个命题:与其他农业技术相比，转基因作物是农业集约化的最佳手段。对转基因作物的使用采取一种依赖于真正全面的风险评估的渐进和谨慎的方法，可以使人们从转基因作物中获得巨大利益，同时减轻他们的严重风险。

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卡斯蒂略和v·m·托莱多。2000.生态学在第三世界的应用:以墨西哥为例。生物科学50: 66 - 76。

康威,G。2000.转基因作物:风险与希望。保护生态4(1): 2。(在线)网址:http://www.consecol.org/vol4/iss1/art2

科斯坦扎，R.， H.戴利，C.福尔克，P.霍肯，C. S.霍林，A. J.麦克迈克尔，D.皮门特尔，D.拉波特。2000.管理我们的环保工作。生物科学50: 149 - 155。

科斯坦扎，R. d'Arge, R. de Groot, S. Farber, M. Grasso, B. Hannon, K. Limburg, S. Naeem, R. V. O'Neill, J. Paruelo, R. G. Raskin, P. Sutton, M. van den Belt。1997.世界生态系统服务和自然资本的价值。生物科学387: 253 - 260。

每天,g . C。1999.为管理地球生命维持系统提供科学依据。保护生态3.(2): 14。(在线)网址:http://www.consecol.org/vol3/iss2/art14

戴森,T。1999.到2025年的世界粮食趋势和展望。国家科学院学报(美国)96(11): 5929 - 5936。

经济和社会研究理事会，全球环境变化方案。1999.转基因食品的政治:风险、科学和公众信任。第五次特别简报会。英国法尔默苏塞克斯大学。(在线)网址:http://www.gecko.ac.uk/gm-briefing.html

Ellstrand, N。2000.生物技术的大象:评论Gordon Conway的《转基因作物:风险和希望》。保护生态4(1): 8。(在线)网址:http://www.consecol.org/vol4/iss1/art8

Gadgil, M。2000.评论Gordon Conway的《转基因作物:风险和希望》。保护生态4(1): 9。(在线)网址:http://www.consecol.org/vol4/iss1/art9

来自,r S。2000.转基因植物——争论仍在继续。《进化与生态学趋势》15(1): 14 - 18。

哈丁,R。1982.集体行动。约翰霍普金斯大学出版社，巴尔的摩，马里兰州，美国。

詹姆斯,C。1998.商业化转基因作物的全球回顾。ISAAA概要第8号。收购农业生物技术应用国际服务处，美国纽约州伊萨卡。

克雷布斯,j . R。2000.1996年至1999年英国的转基因食品:对Gordon Conway的《转基因作物:风险和希望》的评论。保护生态4(1): 11。(在线)网址:http://www.consecol.org/vol4/iss1/art11

马特森，p.f.， W. J.帕顿，M. J.斯威夫特。1997.农业集约化与生态系统特性。科学277: 504 - 508。

5月,r . M。1999.转基因食品:事实、担忧、政策和公众信心。科学和技术办公室，英国伦敦。(在线)网址:http://www.dti.gov.uk/ost/genetic/geni.htm

奥斯特罗姆,E。1990.治理公地:集体行动制度的演变。剑桥大学出版社，美国纽约。

帕克，i.m.和p·卡里伊娃。1996.评估转基因植物的入侵风险:可接受的证据和合理的怀疑。生物保护78: 193 - 203。

皮尔斯,F。1999.作物没有利润。《新科学家》164(2217)。(在线)网址:http://www.newscientist.com/19991218/newsstory4.html

皮门特尔，M. S.亨特，J. A.拉格罗，R. A.埃弗洛姆森，J. C.兰德斯，F. T.默维斯，C. A.麦卡锡，A. E.博伊德。1989.基因工程在农业中的益处和风险。生物科学39(9): 606 - 614。

皮门特尔,D。2000.转基因作物与农业生态系统:对Gordon Conway的《转基因作物:风险与希望》的评论。保护生态4(1): 10 [online] URL:http://www.consecol.org/vol4/iss1/art10

皮门特尔，L.拉赫，R.祖尼加，D.莫里森。2000.非本土物种在美国的环境和经济代价。生物科学50(1): 53 - 64。

君威,p . J。1993.外来物种作为基因工程生物模型的真正意义。Experientia49(3): 225 - 234。

君威,P。1999.美国生物技术风险辩论和政策的简史。偶尔的纸。Edmonds研究所，Edmonds，华盛顿，美国。(在线)网址:http://www.edmonds-institute.org/regal.html

里斯勒，J.和M.梅隆。1996.转基因作物的生态风险。麻省理工学院出版社，剑桥，马萨诸塞州，美国。

Ruttan,诉W。1999.向农业可持续性过渡。国家科学院学报(美国)96(11): 5960 - 5967

生物安全科学家工作组。1998.评估基因工程生物对生态和人类健康影响的手册。Edmonds研究所，Edmonds，华盛顿，美国。(在线)网址:http://www.edmonds-institute.org/manual.html

森,a K。1977.饥饿与交换权利:孟加拉大饥荒的一般方法及其应用。剑桥经济学杂志1(1): 33-59。

森,a K。1980.贫困与饥荒:一篇关于权利与剥夺的文章。英国牛津克拉伦登出版社。

托马斯·m·B。1999.生态方法和发展“真正综合的”病虫害管理。国家科学院学报(美国)96(11): 5995 - 6000。

Tiedje, j.m.， r.k. Colwell, Y. L. Grossman, R. E. Hodson, R. E. Lenski, R. N. Mack和P. J. Regal。1989.计划引进转基因生物:生态考虑因素和建议。生态70(2): 298 - 315。

沃克，B.和朗斯代尔先生。2000.处于十字路口的转基因生物:评论Gordon Conway的《转基因作物:风险和希望》。保护生态4(1): 12。(在线)网址:http://www.consecol.org/vol4/iss1/art12