全球變暖已經(jīng)是一個(gè)被廣泛接受的事實(shí)。根據(jù)2011年《美國氣象選刊》（Americas Climate Choices）提供的數(shù)據(jù)，在最近的100年里，地表的平均溫度已經(jīng)上升了0.8 °C，其中0.6 °C的增長量發(fā)生在最近的30年。而科學(xué)界的主流認(rèn)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(yīng)。2011年12月9日，聯(lián)合國新一輪氣候變化大會(huì)在南非德班召開，再次喚起了人們對(duì)減少碳排放的關(guān)注。作為一種新興的農(nóng)業(yè)技術(shù)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)將對(duì)減緩氣候變化，以及應(yīng)對(duì)氣候變化的后果產(chǎn)生很大的積極作用。

減少碳排有大功

根據(jù)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）2007年的報(bào)告，農(nóng)業(yè)的溫室氣體排放量占總排放量的1/4，可見農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)全球氣候的影響還是很大的。而轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以大大地減少空氣中的溫室氣體排放。

轉(zhuǎn)基因作物對(duì)減少溫室氣體排放主要體現(xiàn)在節(jié)省能源和免耕技術(shù)這兩方面。現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因作物的兩種主要性狀是抗蟲和抗除草劑。抗蟲的性狀能減少農(nóng)藥的使用，減少和噴藥相關(guān)的能源消耗。而抗除草劑技術(shù)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(nóng)田雜草。以往農(nóng)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(shù)推廣，所以農(nóng)民可以減少翻耕，大幅減少由于機(jī)械作業(yè)而產(chǎn)生的二氧化碳和其他溫室氣體。

根據(jù)“國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織”（ISAAA）《2010年全球生物技術(shù)/轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢(shì)》一文提供的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)基因作物可促進(jìn)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(yù)計(jì)減少了13.6億公斤二氧化碳排入（相當(dāng)于路上行駛的汽車減少了60萬輛）；第二，由于轉(zhuǎn)基因糧食、飼料以及纖維作物的保護(hù)性耕作（由耐除草劑轉(zhuǎn)基因作物推廣應(yīng)用及和轉(zhuǎn)基因作物配套應(yīng)用的少耕或免耕技術(shù)），使得2009年土壤減少向空氣排放163億公斤的二氧化碳（相當(dāng)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(jì)176億公斤的二氧化碳，相當(dāng)于減少780萬輛在路上行駛的汽車。

轉(zhuǎn)基因作物對(duì)緩解溫室效應(yīng)的另一個(gè)重大貢獻(xiàn)是間接地減少了耕地需要量，從而保護(hù)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(jù)ISAAA提供的數(shù)據(jù)，如果在1996年至2009年期間轉(zhuǎn)基因作物沒有產(chǎn)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(tǒng)作物以獲得相同的產(chǎn)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(tài)脆弱的貧瘠土地（不適合作物生產(chǎn)的耕地）和砍伐熱帶雨林。

另外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)還可以提高替代化石燃料的生物燃料的產(chǎn)量。國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）于2011年4月21日發(fā)布路線圖指出，到2050年，生物燃料有望提供世界總的運(yùn)輸燃料需求量的27％，尤其將會(huì)對(duì)柴油、煤油和噴氣燃料替代作出貢獻(xiàn)。這將使生物燃料的使用從目前5500萬噸石油當(dāng)量（占運(yùn)輸燃料2％）增加到2050年7.5億噸石油當(dāng)量。當(dāng)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性時(shí)，預(yù)計(jì)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(chǎn)因?yàn)楹腿藸?zhēng)口糧而備受爭(zhēng)議，但轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠提高糧食總產(chǎn)量，從而增加生物燃料的潛力是不爭(zhēng)的事實(shí)。另外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)還能夠開發(fā)全新的生物燃料作物。美國科學(xué)院2010年發(fā)布的《轉(zhuǎn)基因作物對(duì)美國農(nóng)業(yè)可持續(xù)性的影響》一文就明確指出，開發(fā)更適合作為可再生能源原料的植物是未來轉(zhuǎn)基因技術(shù)的重要發(fā)展方向。

或許有人會(huì)提出，作為一種高科技產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)基因工業(yè)本身也要耗費(fèi)能源，向空氣中排放二氧化碳，會(huì)不會(huì)得不償失呢？

首先，相比起育種所需要耗費(fèi)的能量，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所耗費(fèi)的能量要大得多，這一點(diǎn)可以從種業(yè)和農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模中看出來。據(jù)Cropnosis咨詢公司估計(jì)，2009年轉(zhuǎn)基因作物的全球市場(chǎng)價(jià)值為105億美元，而轉(zhuǎn)基因作物收獲產(chǎn)品價(jià)值為1300億美元，超出十倍還多。

另一方面，育種是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的最重要方式之一，如果不用轉(zhuǎn)基因的方式，也要采用傳統(tǒng)方式育種，而雜交是最重要的傳統(tǒng)育種方式。事實(shí)上，用轉(zhuǎn)基因的方法得到穩(wěn)定性狀之后，其種子生產(chǎn)方式就和傳統(tǒng)育種沒有任何區(qū)別。而就研發(fā)過程來說，傳統(tǒng)育種同樣需要大量的時(shí)間和投入，耗費(fèi)一定的能源。轉(zhuǎn)基因育種和傳統(tǒng)育種的難易程度很難簡單比較，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的開始階段，需要大量的技術(shù)摸索，但是掌握了相關(guān)的技術(shù)之后，進(jìn)程會(huì)相當(dāng)迅速。而雜交育種具有很強(qiáng)的不確定性，新作物的研發(fā)速度不可能有本質(zhì)提高，雜交育種獲得穩(wěn)定的性狀往往需要七八年，而轉(zhuǎn)基因方法獲得穩(wěn)定的性狀只需要兩三年。轉(zhuǎn)基因育種在獲得復(fù)合性狀的方面尤其具有優(yōu)勢(shì)。

抗旱基因減少用水

溫室效應(yīng)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(huì)更加嚴(yán)重。與此同時(shí)，淡水資源的危機(jī)在不斷加劇。根據(jù)ISAAA的數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)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(huì)繼續(xù)減少。

而應(yīng)對(duì)這種危機(jī)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(tǒng)作物中很難找到。轉(zhuǎn)基因方法可以把其他生物的基因轉(zhuǎn)到作物中，從而達(dá)到很好的抗旱效果。

孟山都公司的抗旱玉米“MON 87460”主要是轉(zhuǎn)入了土壤中常見的細(xì)菌枯草桿菌（Bacillus subtilis）的一個(gè)基因序列，產(chǎn)生一種叫“冷激蛋白B”（CspB）的蛋白質(zhì)，可以讓它在缺水的情況下仍然能夠保持機(jī)體結(jié)構(gòu)不被破壞。現(xiàn)在該玉米已經(jīng)在美國和智利試驗(yàn)種植并獲得美國法規(guī)監(jiān)管部門（美國農(nóng)業(yè)部、美國食品與藥品管理局）的批準(zhǔn)。

2010年，抗旱玉米在非洲國家肯尼亞和烏干達(dá)試種。玉米是非洲國家重要的糧食，其減產(chǎn)的主要原因在于干旱，如果抗旱轉(zhuǎn)基因玉米大量種植，和非抗旱品種相比預(yù)計(jì)能夠增產(chǎn)30%。同時(shí)，轉(zhuǎn)基因玉米商業(yè)化種植之后，其種子不會(huì)比傳統(tǒng)玉米貴很多。

其他很多公司和組織也在研究抗旱轉(zhuǎn)基因作物。僅僅在南非，就有好幾家大學(xué)和組織在研究抗旱的轉(zhuǎn)基因作物。南非科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在一種叫“復(fù)活草”（Xerophyta viscose）的植物中，含有能夠抵御旱災(zāi)的基因，這種植物可以經(jīng)受長時(shí)間的無水生活，在重新獲得水份的時(shí)候能夠在24到72小時(shí)內(nèi)重新獲得正常的新陳代謝功能。開普敦大學(xué)（UTC）的科學(xué)家找到了復(fù)活草的“復(fù)活”基因，并且成功地把這種基因轉(zhuǎn)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(zhuǎn)入到同為禾本科的小麥和玉米中。在另一個(gè)旱情十分嚴(yán)重的國家澳大利亞，抗旱轉(zhuǎn)基因小麥也在試驗(yàn)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(zhuǎn)基因技術(shù)也可以大幅增加糧食產(chǎn)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(zhuǎn)基因

自從地球誕生以來，氣候一直處在變化過程中，經(jīng)歷了無數(shù)次冷熱交替，造成了生物的大量死亡。人類社會(huì)產(chǎn)生之后，這個(gè)過程并未中止。比如說，大約15世紀(jì)初開始，全球氣候進(jìn)入一個(gè)寒冷時(shí)期，通稱為“小冰期”。小冰期期間全球范圍頻繁出現(xiàn)饑荒，這也是明朝末年饑荒連年，農(nóng)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(dá)到破壞整個(gè)生物圈的程度，但是對(duì)人類生活卻會(huì)產(chǎn)生巨大影響。在現(xiàn)代社會(huì)，大規(guī)模的饑餓是不可以被接受的，所以必須要以技術(shù)手段保證全球的糧食供應(yīng)。

而轉(zhuǎn)基因正是最有效的技術(shù)手段之一，正如英國倫敦皇家學(xué)會(huì)2009年10月發(fā)表的題為《獲得巨大的效益——科學(xué)與可持續(xù)集約化農(nóng)業(yè)》的報(bào)告中所說的：“鑒于糧食安全面臨挑戰(zhàn)的規(guī)模，沒有哪種技術(shù)是不能考慮的，不同地區(qū)和情況下要因地制宜。”