轉基因農業有助應對全球氣候變暖

日期：2012-02-06 08:30:21

全球變暖已經是一個被廣泛接受的事實。根據2011年《美國氣象選刊》（Americas Climate Choices）提供的數據，在最近的100年里，地表的平均溫度已經上升了0.8 °C，其中0.6 °C的增長量發生在最近的30年。而科學界的主流認為，全球變暖的主因是人類燃燒化石燃料，向空氣中排放大量的二氧化碳，造成溫室效應。2011年12月9日，聯合國新一輪氣候變化大會在南非德班召開，再次喚起了人們對減少碳排放的關注。作為一種新興的農業技術，轉基因技術將對減緩氣候變化，以及應對氣候變化的后果產生很大的積極作用。

減少碳排有大功

根據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2007年的報告，農業的溫室氣體排放量占總排放量的1/4，可見農業生產對全球氣候的影響還是很大的。而轉基因技術可以大大地減少空氣中的溫室氣體排放。

轉基因作物對減少溫室氣體排放主要體現在節省能源和免耕技術這兩方面?，F在轉基因作物的兩種主要性狀是抗蟲和抗除草劑?？瓜x的性狀能減少農藥的使用，減少和噴藥相關的能源消耗。而抗除草劑技術可以讓作物不被除草劑殺死，所以可以用除草劑有效防除農田雜草。以往農民需要用把土地翻開的“耕地法”來除草，由于抗除草劑作物的使用和免耕技術推廣，所以農民可以減少翻耕，大幅減少由于機械作業而產生的二氧化碳和其他溫室氣體。

根據“國際農業生物技術應用服務組織”（ISAAA）《2010年全球生物技術/轉基因作物商業化發展態勢》一文提供的數據，轉基因作物可促進減少溫室氣體排放，減緩氣候變化。

首先，通過減少使用礦物燃料、殺蟲劑和除草劑，永久地減少二氧化碳的排放。2009年預計減少了13.6億公斤二氧化碳排入（相當于路上行駛的汽車減少了60萬輛）；第二，由于轉基因糧食、飼料以及纖維作物的保護性耕作（由耐除草劑轉基因作物推廣應用及和轉基因作物配套應用的少耕或免耕技術），使得2009年土壤減少向空氣排放163億公斤的二氧化碳（相當于減少720萬輛路上行駛的汽車）。因此在2009年，永久性和額外地減少共計176億公斤的二氧化碳，相當于減少780萬輛在路上行駛的汽車。

轉基因作物對緩解溫室效應的另一個重大貢獻是間接地減少了耕地需要量，從而保護了森林。森林作為立體生長的植物，可以積累大量的碳，從而減少空氣中的二氧化碳總量。根據ISAAA提供的數據，如果在1996年至2009年期間轉基因作物沒有產出2.29億噸額外的糧食、飼料和纖維，那么需要增加7500萬公頃土地種植傳統作物以獲得相同的產量，這額外的7500萬公頃中的一部分將極有可能需要耕作生態脆弱的貧瘠土地（不適合作物生產的耕地）和砍伐熱帶雨林。

另外，轉基因技術還可以提高替代化石燃料的生物燃料的產量。國際能源機構（IEA）于2011年4月21日發布路線圖指出，到2050年，生物燃料有望提供世界總的運輸燃料需求量的27％，尤其將會對柴油、煤油和噴氣燃料替代作出貢獻。這將使生物燃料的使用從目前5500萬噸石油當量（占運輸燃料2％）增加到2050年7.5億噸石油當量。當生產實現可持續性時，預計使用生物燃料可望每年避免約21億噸的二氧化碳排放。

雖然生物燃料的生產因為和人爭口糧而備受爭議，但轉基因技術能夠提高糧食總產量，從而增加生物燃料的潛力是不爭的事實。另外，轉基因技術還能夠開發全新的生物燃料作物。美國科學院2010年發布的《轉基因作物對美國農業可持續性的影響》一文就明確指出，開發更適合作為可再生能源原料的植物是未來轉基因技術的重要發展方向。

或許有人會提出，作為一種高科技產業，轉基因工業本身也要耗費能源，向空氣中排放二氧化碳，會不會得不償失呢？

首先，相比起育種所需要耗費的能量，農業生產所耗費的能量要大得多，這一點可以從種業和農業的產業規模中看出來。據Cropnosis咨詢公司估計，2009年轉基因作物的全球市場價值為105億美元，而轉基因作物收獲產品價值為1300億美元，超出十倍還多。

另一方面，育種是農業增產的最重要方式之一，如果不用轉基因的方式，也要采用傳統方式育種，而雜交是最重要的傳統育種方式。事實上，用轉基因的方法得到穩定性狀之后，其種子生產方式就和傳統育種沒有任何區別。而就研發過程來說，傳統育種同樣需要大量的時間和投入，耗費一定的能源。轉基因育種和傳統育種的難易程度很難簡單比較，轉基因技術的開始階段，需要大量的技術摸索，但是掌握了相關的技術之后，進程會相當迅速。而雜交育種具有很強的不確定性，新作物的研發速度不可能有本質提高，雜交育種獲得穩定的性狀往往需要七八年，而轉基因方法獲得穩定的性狀只需要兩三年。轉基因育種在獲得復合性狀的方面尤其具有優勢。

抗旱基因減少用水

溫室效應帶來的氣候變化的最大影響之一是全球降水重新分配，一些地方的旱情將會更加嚴重。與此同時，淡水資源的危機在不斷加劇。根據ISAAA的數據，農業目前使用世界上超過70%的淡水，隨著全球人口從目前的70億，增長到2050年的超過90億，地下水位迅速下降的國家，如中國，供水會繼續減少。

而應對這種危機的最重要方法就是培育能夠抗旱、減少用水量的作物，可惜這樣的抗旱基因在傳統作物中很難找到。轉基因方法可以把其他生物的基因轉到作物中，從而達到很好的抗旱效果。

孟山都公司的抗旱玉米“MON 87460”主要是轉入了土壤中常見的細菌枯草桿菌（Bacillus subtilis）的一個基因序列，產生一種叫“冷激蛋白B”（CspB）的蛋白質，可以讓它在缺水的情況下仍然能夠保持機體結構不被破壞。現在該玉米已經在美國和智利試驗種植并獲得美國法規監管部門（美國農業部、美國食品與藥品管理局）的批準。

2010年，抗旱玉米在非洲國家肯尼亞和烏干達試種。玉米是非洲國家重要的糧食，其減產的主要原因在于干旱，如果抗旱轉基因玉米大量種植，和非抗旱品種相比預計能夠增產30%。同時，轉基因玉米商業化種植之后，其種子不會比傳統玉米貴很多。

其他很多公司和組織也在研究抗旱轉基因作物。僅僅在南非，就有好幾家大學和組織在研究抗旱的轉基因作物。南非科學家發現在一種叫“復活草”（Xerophyta viscose）的植物中，含有能夠抵御旱災的基因，這種植物可以經受長時間的無水生活，在重新獲得水份的時候能夠在24到72小時內重新獲得正常的新陳代謝功能。開普敦大學（UTC）的科學家找到了復活草的“復活”基因，并且成功地把這種基因轉入到了兩種不耐旱的模式植物（Digitaria sanguinalis 和 Arbidopsis thaliana）中，下一步要將這種基因轉入到同為禾本科的小麥和玉米中。在另一個旱情十分嚴重的國家澳大利亞，抗旱轉基因小麥也在試驗中。

另外，正在研制之中的提高作物的氮肥合用效率，改善植物光合作用效率等轉基因技術也可以大幅增加糧食產量，減少碳排放，減少砍伐森林的可能性。

為了未來，不能放棄轉基因

自從地球誕生以來，氣候一直處在變化過程中，經歷了無數次冷熱交替，造成了生物的大量死亡。人類社會產生之后，這個過程并未中止。比如說，大約15世紀初開始，全球氣候進入一個寒冷時期，通稱為“小冰期”。小冰期期間全球范圍頻繁出現饑荒，這也是明朝末年饑荒連年，農民叛亂疊起的原因之一。直到比小麥、水稻等谷類作物更耐寒的新大陸作物：馬鈴薯、玉米等被廣泛種植之后情況方得以改善。

雖然地球上的氣候變化并未達到破壞整個生物圈的程度，但是對人類生活卻會產生巨大影響。在現代社會，大規模的饑餓是不可以被接受的，所以必須要以技術手段保證全球的糧食供應。

而轉基因正是最有效的技術手段之一，正如英國倫敦皇家學會2009年10月發表的題為《獲得巨大的效益——科學與可持續集約化農業》的報告中所說的：“鑒于糧食安全面臨挑戰的規模，沒有哪種技術是不能考慮的，不同地區和情況下要因地制宜?！?/SPAN>