研究发现转抗除草剂基因作物会带来生物多样性的进一步丧失

 

Review Finds GM Herbicide-Resistant Crops Will Bring About Further Loss of Biodiversity

 

来源：TWN第三世界网络

时间：2014年10月21日

编译：雷元华

 

1990-2012年，全球转基因作物中有84.6%含抗除草剂成分。抗除草剂作物(Herbicide-resistant crops)在全球17030万公顷的种植面积中占到59%，兼抗虫与抗除草剂的转基因作物达25.6%。

如今，已完成的关于转基因作物利用模式和影响的研究颇多。德国、瑞士和奥地利等国政府共同组织进行了一项关于这些研究的评述，以期寻求指导，从中汲取教训，特别是关于对生物多样性的影响。

科学研究已经表明农业集约化和杀虫剂的使用是生物多样性丧失的主要原因。人们担心转基因农业的扩大会增加对生物多样性的压力。评述发现的证据表明，HR作物的种植不会减少抗除草剂的使用，却与生物多样性的进一步丧失有关，涉及整个食物网、野生植物、种子、及农田的生态系统功能。

其他担忧包括观察到的HR作物种植区域出现耐除草剂现象，农田轮作减少和生物多样性丧失等的明显趋势；因为抗HR作物种子的使用，农户们会使用多种除草剂混合且加大了除草剂剂量；转基因特性的扩散，特别是在作物种质起源中心出现可杂交或互交的携带转基因特性的杂草。此外，即便抗除草剂转基因作物对于产量的提升有帮助的话，也是微乎其微的。

评述认为“HR作物并不是问题的解决方案，反倒成了亟待解决的难题之一”。它呼吁应阻止生物多样性的继续丧失，转变当前农业发展方向，以更加环保的方式增加农业生态系统的生物多样性，并减少对农药的依赖。

文章的摘要如下：

概 要

虽然公众对该议题的意识还比较缺乏，但生物多样性保护在国际和国家政策中却已然成为一项很重要的议题。《生物多样性公约》承认了对于生物多样性保护及阻止多样性丧失的必要性，国际社会在1992年达成一致意见，此后也通过各项相关决议重复强调这一点。长期以来大家都认为在农业系统中，高密度的农业耕作是生物多样性持续下降的主要原因之一。杂草的丰富度和多样性是生物多样性逐渐降低这一现象的指标。早在上世纪90年代，抗草甘膦（占绝大多数）和草铵磷作物是首批被商业开发的转基因作物。自那时起，研究人员就一直在收集关于HR作物的利用模式和影响资料。有人担心HR作物对农业发展的推进会进一步加大对生物多样性的潜在压力。由于欧盟委员会（环境部）近来对HR作物的关注，所以有研究除草剂使用方式变化的潜在环境影响的需要。这篇文章总结了目前可以从经验中吸取的教训。

对农业技术和农业经济的影响

正如在作物筛选中的任何巨大变革一样，HR作物在农业技术和农业经济上产生了多方面的重要影响，如除草、土地耕作、种植、作物轮作、产量和净收入等。抗草甘膦和草铵磷作物能够使以前对除草剂敏感的作物在广谱内吸附性除草剂的环境下存活。HR作物使农户们更容易控制杂草，例如，他们可以使用广谱除草剂，且喷洒时能更容易的选择农药产品，这些都给农户带来了便利。HR作物也能在作物萌发后使用而不是像传统作物只能在萌发前使用。

与传统作物的产量相比，HR作物对产量的贡献微乎其微。因为不同除草剂的使用差异率和特殊的环境影响都各不相同，所以HR作物系统中除草剂的使用和影响很难与常规作物管理模式相比较。许多文献都认为与常规作物相比，随着HR作物的引入，美国在第一年里（从1996年开始）就使用了大量的低效（每公顷有效成分）除草剂。根据美国农业部2000年和2004年的数据统计，HR作物比常规作物有使用更多除草剂的趋势。在接下去的几年，这种差距逐渐加大，在1996年到2011年间，随着抗除草剂转基因大豆总量增加了2/3，除草剂用量也增加23900万千克。

但是，自然生长的杂草问题可能会改变抗除草剂体系的轮作。播种前除草剂处理下存活的杂草会导致作物的竞争力下降，且需要更多或不同的除草剂将之清除等不良后果。

杂草敏感性的变化

总之，对除草剂的依赖性的增加导致杂草间物种组成产生了变化。低敏感性的物种种群能在喷洒除草剂后存活并蔓延，而高敏感性的物种则渐渐消失。虽然研究人员以前不认为草甘膦存在使杂草发展出抗性的风险，但目前，已发现抗草甘膦杂草至少有24种，约有150个种群。如今草甘膦干扰了数百万公顷的HR作物与常规作物的生长，甚至有些还存在交叉抗性。抗草甘膦杂草的耐受力比一般敏感性杂草高出19倍之多，还显示出多样的分子和基因抗药机制。最近，已有两篇关于抗草铵磷杂草的详细说明。

近年来，杂草防除科学家一直建议农户们使用多种手段来对杂草进行综合管理，包括作物轮作、除草剂的轮换、机械除草和覆土作物等。但持续种植抗草甘膦作物使抗药杂草在美国随处可见，且农户们只是简单的依靠增加除草剂用量或更换其他除草剂来解决问题。面对日益严重的问题，厂家开始研发并出售多抗性作物，兼草甘膦抗性与草铵磷抗性或其他除草剂抗性，如合成激素2,4-D 或ALS（乙酰乳酸合酶）抑制剂等除草剂。尽管如此，已有许多很难清除的杂草对合成激素产生了抗性，甚至对ALS抑制剂也产生了抗性。此外，仅轮换使用除草剂可能会产生普抗杂草而加剧杂草抗药的难题。

需要注意的是，如油菜籽等种子易脱落或存活能力强的作物很可能会像杂草一样蔓延。若农田之外如运输路线上的种子散逸就会造成这种状况。如今，在一些此前未种植过HR作物的区域检测到抗草甘膦与草铵磷的野生油菜，甚至发现还没进入市场的具交叉抗性的油菜植株。这些证据都能证明自然的基因杂交确实存在，因此，HR作物的蔓延具时空性。若HR作物间或相近物种间出现杂交，那将会出现更多的抗除草剂物种。所以需要特别考虑抗除草剂基因向野生近缘种的逃逸，更应该避免在物种起源中心发生类似的情况。

对生物多样性的影响

评估农业措施的可持续性时，农田中的生物多样性是一项很重要的指标，同时它也是国际社会的主要关注点。因为HR作物环境影响取决于许多因素，所以它很难评价，且不同区域也各有差异。这些影响因素包含在整个农业管理系统中，例如比之于常规除草剂所需的除草剂剂量，喷施的时间和频率，HR作物所需要的额外管理方式，和其他作物的轮作等。同时，环境因素也是很重要的一方面。

长期以来，人们认为在HR作物生长期间使用广谱除草剂危害性较低。对于除草剂的审批和评估有特设的法律规定。目前，欧盟对HR作物的审批正在进行新一轮的评估，因为草铵磷存在生殖毒性，预计它将在2017年逐渐退出欧洲市场。由于20年多前开始种植抗草甘膦作物，草甘膦现已是全世界使用范围最广的除草剂。依照已通过审批或正在审批中的大量抗草甘膦作物，在未来10年里，草甘膦仍是使用范围最广的除草剂之一。

根据过去1年收集的数据，草甘膦或草铵磷除草剂除了对植物有毒外，对其他生物也有毒性。对哺乳动物、无脊椎动物、水生生物和土壤微生物都具有不利影响，其中草甘膦对两栖类动物有特异毒性。草甘膦对植物的影响还包括它会导致植物对一些必需微量元素吸收供给不足，从而降低植物自身的抗病性。

HR作物的种植加剧减弱了农田休耕体系的运作，甚至出现免耕，而这或许会促进抗除草剂作物的进一步蔓延。减少耕作的长期经验表明杂草会向多年生转变。因此，若耕作减少或免耕与HR作物种植并行，将进一步减少草本物种的数量、多样性和丰富度。

根据农场规模评价(The Farm Scale Evaluations)掌握的充分证据显示，与常规农业相比，HR作物农业除草效率更高，但也导致了农场动植物多样性与丰富度的极速下降。其直接影响包括，杂草种子库的损失，杂草密度与多样性的降低；也间接影响以杂草为食的动物及其天敌，对农田鸟类的影响尤其严重。在美国，帝王蝶种群显著下降，中西部作为帝王蝶幼虫主食的乳草种群的大幅减少是主要原因，所以这可能与中西部大面积种植的HR作物有关。

由于农业集约化和农药的使用是生物多样性丧失的主要原因之一，所以在农业生产中要求使用符合环境规律的管理方式并减少对农药的依赖。根据那些加大而不是减少除草剂用量的种植HR作物的国家的经验，HR作物依照某种种植方式能停止农田生物多样性的丧失或以一种不进一步影响生物多样性的方式管理都是有待商榷的。从保护自然角度来讲，似乎不可能在使用HR作物的同时还致力于可持续农业，并且将重点放在保护生物多样性上。