自1996年开始实现商业种植以来，基改作物（Geneticallyengineeredcrops，GE）的种植面积在全球逐年增加，2005年已达9,000万公顷。仅美国、阿根廷、加拿大、巴西及中国五国种植的基改作物面积就占全球种植面积的近95%。而在欧盟，其增长则较为缓慢，但是随着2004年9月欧盟将抗虫性基改玉米（表达来自BacillusthuringiensisBt的抗虫蛋白）列入欧盟共同农业植物品种目录，这一局面可能会有所改变。除了西班牙1998年就开始种植基改作物以外，其他欧盟成员国也都将开始商业种植这种Bt玉米。法国、德国、葡萄牙、捷克于2005年开始种植Bt玉米，但是种植面积都很小，都少于1,000公顷，而西班牙2004年Bt玉米的种植面积约占其玉米种植总面积的12％（58,000公顷）。
商业种植基改作物是否会对环境产生负面影响，一直是人们所关注的重点。为此，我们调研了这十年以来，大田实验研究和商业种植基改作物实践中有关基改作物对环境影响方面的科研报道。所涉及的基改作物品种主要是如今在中、西欧允许其产品流通的基改作物，如玉米、油菜和大豆，且具有抗除草剂（HT）或抗虫（IR）特性。
我们在研究基改作物的潜在影响时，有必要与过去几十年以来实施的现代农业操作对环境所产生的影响相联系。在出现基改作物之前，现代农业系统已对所有的环境资源都产生了较为深刻的影响，包括对生物多样性的负面影响。自上世纪以来，农业耕地
管理方法的一些改变，导致了农业生态系统中生物多样性的减少。
基改作物对非目标生物种的影响
来自苏芸金杆菌Bacillusthuringiensis（Bt）中的杀虫晶体蛋白Cry-蛋白在基改作物中表达后，使基改作物具有抗虫性，但是该毒素蛋白是否会危害到其它的非目标生物，一直倍受关注。在众多评估Bt作物对非目标种效应的研究中，仅有一个报道发现有少量Bt基因转移到某节肢动物种群中，经分析认为，这是由于Bt作物对目标有害物的有效控制，才导致缺乏目标有害物，Bt基因作用于非目标生物种。其他的实验和大田研究，并没有发现因Bt毒素的表达而直接危害到非目标生物。经证实，与目前使用的杀虫剂相比，已种植的Bt作物具有更强的目标专一性，同时对非目标生物有更小的负面影响。
与小面积种植传统玉米所使用的欧洲玉米螟杀虫剂用量相比较，种植Bt玉米的杀虫剂用量只是稍微地有所减少，而实现商业种植的Bt棉已明显大量减少了杀虫剂的用量和种类。除了不影响非目标物种、减少杀虫剂污染水源等直接有利于环境的方面，种植Bt棉还因减少杀虫剂的喷洒而对农民的健康有利，这在发展中国家已经得到了很好的证实。
基改作物对土壤系统的影响
与非目标生物种效应类似，Bt作物对土壤生物的影响同样受到广泛关注。Bt毒素主要是通过根系分泌物或收割后残留的植物残体进入到土壤系统中。Bt毒素的分解和失活变化，与温度、土壤类型等因素有关。毒素刚刚进入土壤中时，分解迅速，但是在随后的生长季中仅以低速率（<2%）分解。实验表明Bt毒素可以附着于粘土和腐殖酸化合物中，但是在种植Bt作物多年的土壤中并未发现该毒素的富集。
土壤生物的种群大小和群落构成因自然季节的变化和农业系统的改变而发生变化，包括土壤类型、作物种类、轮种作物方式等。实验室或大田研究都未发现Bt作物对土壤生物产生致死或半致死效应，如蚯蚓、弹尾虫、木虱、螨、线虫等。仅发现Bt毒素会导致土壤
微生物的总数及群落结构发生一定的变化，但是还未能从生态学的角度来解释所出现的这些差别，因为发现这一现象的研究大多并未评估发生在农业系统中的自然变化，故不能将所出现的这些差别全部归因于是否种植Bt作物。仅有的一个将自然变化因素考虑在内的研究也表明，自然变化以及传统作物间的差异对土壤系统所产生的效应，远远大于Bt作物的影响。
基改作物对野生近缘种的影响
从理论上来讲，基改作物与野生亲缘种有可能通过杂交，发生基因漂流，即将改造基因转移到其野生亲缘种中。已有实验研究表明，基改作物具有与其野生近缘种杂交的能力，而且与在非转基因作物间发生的杂交几率是一样的。以抗除草剂的基改油菜（Brassicanapus）为例，其与野生胡萝卜（Brassicarapa）在野外环境中杂交，形成杂交种F1的几率极低。尽管如此，这些改造基因是否会导致接受种群发生相应的生态变化？人们仍然对此提出质疑。因基因漂流而引发野生种形成入侵性的可能性非常小，而且与传统杂草相比，即使出现了这种具除草剂抗性的杂草，也不会引发更多的农业问题。在种植某种作物时，一般都有众多的除草剂可供农民选择，而农民在多年的作物轮种过程中，通常会形成整套的防治和管理杂草方法。
迄今为止，还未在自然生境中发现因转基因长期入侵到某种野生植物中，导致该野生植物种灭绝。赋予植物除草剂抗性的基因在自然条件下都是选择中立性的，没有任何利弊可言，但是对于抗虫性基因，则不然。若是有害物对自然植物种群具有调控作用，则针对该有害物的抗虫基因有可能提高这些被调控的植物种适合度。
基改作物对自然生境的影响
自基改作物开始商业种植以来，人们一直都关注基改作物对环境的潜在风险，包括基改作物对自然生境是否存在入侵性。但是实践表明，现代的作物品种仍然保持其驯化本性。例如，在加拿大西部广泛种植抗除草剂油菜多年，到目前为止，并未出现这种基改油菜随处生长蔓延的情况。仅有两个研究报道分别发现同时具有三种或两种除草剂抗性的油菜种，而其它大多仍是非多抗的品种，表明采用化学或是非化学的管理手段就可防治这些基改油菜。因此，对大多数农民来说，基改作物是否具有入侵性，并没有纳入其所关注的农业经济问题内。同时也进一步表明，目前，这些抗除草剂的基改油菜对自然环境并没有形成入侵威胁。
基改作物对有害物和杂草管理的影响
由于基改作物对有害物和杂草管理以及对生态环境的影响受到很多相互作用因素的干扰，且通常需经过一定时期之后才会表现出来，很难对此进行评估。在引入具除草剂抗性的基改作物之前，大多杂草已对许多除草剂都产生了抗性。区域内大面积种植具除草剂抗性基改作物的经验已证实，杂草对除草剂演化出的抗性，是农民所采用的作物－除草剂管理方法导致的，而非基因改造技术。在加拿大大面积种植抗除草剂草甘膦和草铵膦的油菜多年，还未发现有杂草对这两种除草剂产生抗性。而在美国种植的抗除草剂大豆，仅使用草甘膦的大田环境，已增强对抗性基因型的选择性，在引种抗除草剂大豆种三年后，检测到具有草甘膦抗性的小蓬草（Conyzacanadensis）。虽然农民们已经在草甘膦中添加了另外一种除草剂以防治这些具抗性的杂草，或是可以选用其它高效广谱的除草剂替代草甘膦，但是无论怎样，出现这种具草甘膦抗性的杂草，无疑提高了农民的除草费用。
种植具除草剂抗性的作物后，农民只需要使用一种广谱性杀虫剂，与混合使用多种除草剂相比，可降低费用。广谱性杀虫剂草甘膦和草铵膦与其所取代的其它除草剂相比，尤其是对人类和环境来说，在毒物学上是弱毒性的。除此之外，种植具除草剂抗性的基改作物，通常可促进耕作系统向保护性耕地农业方向转变。通过减少翻种耕地的方式来保护耕地，有利于防止土壤入侵和退化。
英国农业规模评估机构（FSE）分别对种植甜菜、油菜和玉米的实验田采取抗除草剂基改作物管理。与采取常规管理的对照相比，种植甜菜和油菜的大田中，杂草生物量和无脊椎动物种群数均有所减少，而在玉米大田中却有所增多。这些差别是由于所采取的管理方式，即常规管理和抗除草剂基改作物管理两种不同的方式引起的。采取FSE基改作物管理的方法，对杂草实施有效防治，会导致杂草种子和昆虫数量的减少，从而相应地减少以这些昆虫和种子为食的鸟类数量。因此，FSE的推断是，基改作物品种取代非基改品种，除了大田管理外，不会再引起其它的变化。然而，在其它的作物系统中，如保护性耕地系统，因为土壤中有更多的作物残体和杂草种子残余，增加了昆虫、鸟类和小型哺乳类动物的食物源，从而使其数量和种类都相应的增多。
结语
商业种植基改作物十年以来，一直都在开展基改作物对环境，尤其是对生物多样性的风险评估。如今，对实现商业种植的基改作物，已获得许多其在环境影响方面的相关科学数据，许多国家正在开展的研究计划还将进一步补充。从目前已掌握的数据来看，没有足够的科学证据能够证实基改作物会危害环境。然而，对许多关于基改作物影响环境方面的科学数据的解释，都还存在较大的争议。从某种程度来说，这是由于科学数据固有的“不确定性”特征引起的，因而不可能以此预测其潜在的长期累积效应。这种不确定性，有可能是由于没有获取到足够的用以评估某种结果的相关数据（“未知性”，unknown），或是需要解决的问题并非科学方法就能解决的（“未可知性”，unknowable）。虽然有人认为由于缺乏经验和有力的科学知识，争议并非完全是因缺乏科学数据引起的，更多的是对基改作物生态效应解释的不确定性，即基改作物所带来的生态效应范畴应包括哪些内容。在现代农业系统中评估基改作物对环境的影响时，对研究结果的解释，总是因缺乏一个明确的定义而受到质疑。因此，为协助监管当局判别相关的环境问题是否由基改作物引发，有必要制定这方面的科学标准。
当我们探讨基改作物的危害时，首先应该认识到，对于农民和消费者来说，选择基改作物的真正原因，并非在于基因改造技术本身是否存在危害或是完全安全的，而是在于基改作物与当前传统的有害物和杂草二者间的管理方法，这些不同的管理方法有可能带来的所有正负面效应。为保证所制定的政策真正具有预警性，必须对采用或不采用某种技术有可能带来的危害进行比较。因此，我们认为，有必要将基改作物系统有可能带来的益处和风险，与当前实行的农业系统进行比较。
作者：
2007-3-14