林木转基因技术的生态风险及伦理责任规制1

摘 要：自20世纪80年代以来，林木转基因技术创新日益加速，在抗虫、抗除草剂、抗病、抗非生物胁迫、降低木质素含量等方面研究成果显著，极大地促进了林业生产与发展，展现出巨大的经济效益前景。然而，该技术所带来的生态安全问题也越来越引起人们的重视。林木生产周期长，栽培的环境复杂，驯化程度较低，加之人们对林木群体的遗传背景尚不清楚，经营管理方式粗放等问题，都将会增加林本转基因技术研发和应用的生态风险。例如，转基因林木相对于转基因农作物来说更易发生基因漂移，给野生种群的基因庫带来污染，对稀有的野生种群造成极大破坏；对转基因林木的大量种植，会加剧林木的单一性种植，会带来严重的病虫灾害，甚至给自然生态系统的生物多样造成毁灭性的破坏；快速生长的转基因林木枯萎速度加快，将二氧化碳释放回大气中的时间也更为迅速，加剧全球气候变暖的速度，给自然生态环境带来更为复杂和严重的后果等。目前，我国林木转基因技术的创新处于世界前列，但是在伦理责任规制方面尚存在不足。为了最大化地规避林木转基因技术的生态风险，必须对林木转基因技术进行伦理责任规制和制度上的优化，以负责任的态度推进这种技术创新，以便更好地推进我国林业持续健康发展和生态文明建设。

关键词：林木转基因技术；生态风险；伦理责任；规制

自20世纪80年代以来，林木转基因技术的研究突飞猛进，目前至少35个国家正在进行林木转基因技术的创新研究。2我国在林木转基因技术创新方面居世界前列，且商业化种植已初具规模。3然而，作为一项新兴的生物技术，林木转基因技术对生态环境的影响具有高度的不确定性，潜在着巨大的生态风险。因此，在该技术研发到推广再到应用的整个过程中，必须加强伦理责任规制，以促进其生态风险的最大化规避，更好地推进林业可持续健康发展和生态文明建设。

一、林木转基因技术的发展优势

随着世界人口的不断增长，人们对林木的需求量日益增大，越来越多的林木被采伐用于农业和城市的发展。联合国粮食和农业组织（FAO）的《2015全球森林资源评估》报告表明，自1990年以来，全球的森林面积消失速度正逐步减缓。但由于全球人口不断增加，世界各国农业持续扩张，对木材的需求也在迅速增大，因而全球的森林面积仍在不断缩减。1第十四届世界林业大会的报告中指出，全球范围内在过去的25年里已约有1.29亿公顷的森林面积消失，消失面积相当于整个南非。2为了应对全球性的森林危机，满足人们对木材的巨大需求，林木转基因技术的研究迫在眉睫。有统计结果显示，全球近百种植株已经开始转基因遗传转化的研究，而且杨树、番木瓜、香樟、桉树等转基因树种已进入田间试验阶段。其中，番木瓜和杨树已经被大量地商业化种植。3该技术作为一项新兴的创新技术，潜在着巨大的经济、生态和社会效益，展现了诱人的前景。

林木转基因技术主要是对林木的基因性状进行改良，以此来实现各领域所期望的木材品质。目前，对林木基因性状的改良一般集中在抗虫，抗除草剂，抗病毒、细菌及真菌，抗非生物胁迫，降低木质素合成，增加纤维素合成等方面。4

第一，转基因林木的抗虫基因增强其抗虫能力，为解决林木遭受严重虫害的问题提供了新途径。林木生长期间极易遭受虫害，因此各国的林业部门都对抗虫转基因林木的研究给予了高度重视。我国在该技术的研发过程中，对抗虫转基因的研究相对于林木其他性状基因的改良，研究基础最好，进展也最为迅速。受食叶昆虫侵害的林木生长受到抑制，存活率较低5，将会给我们带来极大的经济损失。通过转化苏云金芽孢杆菌的Cry 基因可增加植物的抗虫性，该基因编码Bt毒蛋白吸附于害虫肠道上特异性的受体，在肠道形成小孔，干扰害虫的消化系统，杀死害虫6，因而在林木的种植过程中就会减少抗虫化学药剂的使用。从一定时期来看，这不仅降低了林木的种植成本，还保护了环境。

第二，转基因林木的抗除草剂性质，大大降低了林木的种植成本，对保护环境也具有重要意义。目前我国已成功将基因工程技术应用于林木抗除草剂基因的研究，已培育出草甘膦高抗性的欧洲落叶松1和巨桉杂种2。2002年，科学家研究出第一批带有 CP4 遗传因子的抗草甘膦白杨杂种3；此外，还筛选出在实验室条件下绝对抗除草剂草丁膦转基因白杨4。我国对农药的使用极其广泛，而使用化学药品不但增加种植成本，还会给环境带来污染。具有抗除草剂性质的转基因林木能够有效地避免我国超量使用农药所带来的危害。一些科学家还认为对于具有抗除草剂基因工程林木的成功研究会防止树苗和林木生长所需的空间、水分和养料被杂草争夺，这样不仅提高了树木的存活率和生物量，还大大减少了树木的管理费用。5

第三，转基因林木的抗病基因，通过其抗病特性，极大提高了林木自身的抗病能力，对挽救因受病菌威胁而濒危灭绝的树种具有应用价值。目前林木主要有抗病毒和抗菌两类抗病基因。多种来源的抗病毒、细菌及真菌的外源基因通过基因工程技术导入林木基因组内，增加了林木对病毒、细菌及真菌的抗性，使易受病菌感染而濒危灭绝的树种获得挽救。目前科学家已成功将榆枯萎病菌和抗栗疫病菌转入到榆树和栗子树基因组中，增强它们的抗菌能力。中国近年来成功地将抗病基因转入苹果基因组中，得到了火疫病抗性的转基因苹果。通过基因工程技术改良林木的基因性状，对林木进行抗病、细菌及真菌基因的遗传转化，在提高树木自身抵抗病菌的能力方面具有较高的应用价值。

第四，转基因林木的抗非生物胁迫基因，为提高林木面对多种胁迫的耐受性提供了更大可能。抗非生物胁迫是林木转基因技术研究一个主要方面，包括耐极限温度、干旱、盐分和化学毒剂等。近年来，科学家已成功培育出适应寒冷、盐分和霜冻的转基因日欧杂种落叶松，耐盐性的转基因杨树，抗寒性的柳叶桉等。我国森林分布极度不均，严重的干旱、半干旱、盐碱地和荒漠化等极端脆弱的生态区已占国土面积的二分之一。6因此，利用林木转基因技术获得耐极限温度、干旱、盐分、抗污染和化学毒剂等品质的抗非生物胁迫的转基因林木，对治理贫瘠土地、改善自然环境具有重要作用。

第五，转基因林木的木质素含量较低，不但可以减少造纸业的制浆成本，而且能够大大降低对环境的污染。转基因林木的木材结构和质量以及生长速度与生物量是基因工程改良的重要目标性状。木材纸浆的主要成分是木纤维，而树的木质素占树木干重的15%～35%，并且与木纤维很难分离。在造纸制浆过程中必须要去除木质素，这就需要更多的化学试剂和能源。使用化学试剂不仅需要消耗大量的资金和能源，还会给环境造成严重的污染。利用基因工程技术，降低林木的木质素含量，木材在制浆加工过程中使用的化学试剂就会减少，更容易被加工，加工成本相对降低，经济效益增大，对环境的破坏变小。1因此，通过转基因技术，降低林木中的木质素含量，改变其构成，不但能使造纸工业的生产成本降低，其经济效益得以提高，而且对改善环境、节约能源具有重要作用。

第六，可以缩短林木的生长周期，对提高木材产量具有良好的经济效益预期。如果将基因工程技术与常规育种结合起来，即可在相对较短的时间内栽培出具有更多优良性状的农作物品种，因为农作物具有较短的生长周期。而树木相对于农作物来说，其幼年期较长，许多性状只有到了成年期才会全部显现出来。幼年期过长减慢了树木的育种速度，导致其育种时间变长，所以目前育种的主要目标就是缩短植物生长的幼年期。通过林木转基因技术，控制开花基因的过表达促使植物提早开花2，可以达到缩短林木生长周期的目的。目前已成功利用该项创新技术诱导杨树和柑橘提早开花。提早开花可以加速植物从营养生长向生殖生长的转化，缩短树木的生长周期，对提高木材产量，具有良好的经济效益预期。

第七，转基因林木具有植物修复的作用，能够更有效地降低重金属、化学试剂等带来的污染。植物修复是指利用植物转移、容纳、隔绝或转化污染物使其对环境的污染降低或消失。植物修复的对象一般是重金属、杀虫剂等。然而，由于普通林木的生长周期较长，对重金属的作用也是根据其自身性质进行选择。因此，利用普通植物进行修复的实际周期很长，也达不到预期的效果。而基因工程技术可以规避普通植物修复的缺陷。目前，已经研究出可以吸收汞、镉、铜、砷等重金属的转基因白杨，其对杀虫剂及其他一些化学药剂也具有一定的解毒作用。3当前，利用转基因林木降低化学物质产生的污染已逐渐引起人们的重视。

二、林木转基因技术的生态风险分析

就目前来看，转基因林木主要用作木材或在生态景观方面，其应用并不像转基因农作物一样直接或间接涉及人类生命安全的相关问题，也就不会引起人们的争论或忧虑。然而“由于林木群体存在栽培环境复杂、驯化程度较低、遗传背景尚不清楚等问题， 加之林木具有生产周期长、经营管理粗放、主要为风媒传粉等特点， 因此在影响树种自身以及周边生态环境等方面， 转基因林木环境释放及推广的潜在生态风险性不容忽视”4。

第一，研究表明，与转基因农作物相比，转基因林木更容易给野生种群的基因库带来污染。转基因林木因发生基因漂移（Gene flow）而污染野生树种的基因库。1基因漂移又称作“基因逃逸”，是指某种生物的基因向附近的野生种群发生转移，使野生种群内部的基因结构发生了变化。基因漂移主要包括基因的水平转移和基因的垂直流动。“水平基因转移（horizontal gene transfer，HGT），又称侧向基因转移（lateral gene transfer，LGT），是指在差异生物个体之间或单个细胞内部细胞器之间所进行的遗传物质的交流。”2基因水平转移的存在突破林木之间近缘关系的边界，加剧了基因流动的复杂程度。例如，转基因林木体内外源基因的表达产物能够利用林木残留物及根系分泌物对土壤生态系统产生影响。3基因的垂直流动是指基因通过有性生殖的花粉或种子传播到其他野生种群中。转基因林木的外源基因通过花粉和种子流动到近缘野生种群中。其种植环境周围一般都有天然野生种群，而林木一般为风媒传粉，花粉可以飞扬到数百公里以外，影响极广。其外源基因一旦渗入到近缘野生种中并被稳固下来，很有可能迅速地发展起来，数代以后给稀有的野生种群带来巨大破坏，甚至造成该稀有野生种的灭绝。

第二，转基因林木对害虫、病菌抗性基因选择的结果，使抗性基因型频率增加，从而导致有害生物的“协同进化”。研究表明，昆虫对化学农药产生抗性。科学家研究发现，昆虫对抗虫转基因林木也会因进化而产生抗性。该抗虫林木不仅可能通过靶昆虫使自然生态系统中某一食物链发生断裂，打破自然生态系统的平衡，还会危害到一些非靶昆虫（包括益虫和害虫的天敌）。转基因林木可能会使害虫、病菌因协同进化（Coevolution）变成“超级病虫”4，这将导致长时间投入的转基因品种失去其特有品质，使病虫害更为严重，甚至危及其他植物种，带来严重的生态危机。对于木质素含量低的转基因林木来说，其抵御风暴的能力被削弱，应对害蟲和病菌的侵袭能力也会降低，反而使病虫害加剧，给当地的野生林种带来毁灭性的的灾难。

第三，转基因林木将会使自然生态系统的生物多样性遭到严重破坏。实践表明，对林木的单一性种植会严重破坏自然生态系统的生物多样，而转基因林木却比人工林的单一性种植更为严重。所以，如果对其进行大规模种植，可能会带来更为严重的病虫灾害，甚至给自然生态系统的生物多样造成毁灭性的破坏。此外转基因林木的基因如果发生漂移，与天然林木的遗传物质进行交流，会使天然林的基因库受到污染，从而破坏生物的遗传多样性。“通过基因工程树与野生树种交配，发生‘远缘杂交衰退，是一种遗传同化。这可能引起杂交后代对环境适应性减弱，造成小种群的消亡。”5转基因林木具备一些特殊品质，如抗虫、抗除草剂、抗寒、抗病、抗菌、快速生长等，具有某些特质的转基因林木由于对环境的适应能力增强，很有可能成为超级入侵种，这给自然生态环境以及生物多样性带来的危害比普通树种入侵要更复杂、更严重。

第四，快速生长的转基因林木，会加剧全球的气候变化，给自然环境带来更严重的危害。对转基因林木的种植是否能够改善全球气候变暖的事实一直引起人们的争论。1993年，日本汽车制造商丰田公司为了减少更多二氧化碳的排放，开始进行转基因林木的田间试验。1然而人们逐渐发现转基因林木吸收的二氧化碳越多，需要消耗的水资源也就越多。生长迅速又具有较少木质素的转基因林木，由于其生长周期缩短，对躯干自身的支撑能力变得极为脆弱，枯萎的速度变得更快，将二氧化碳释放回大气中的时间也更为迅速。所以，转基因林木的种植不但不会改善全球的气候变化，反而加剧了全球气候变暖的速度，这将给自然生态环境带来更为复杂和严重的后果。

第五，携带农杆菌的转基因林木可能会给环境造成更严重的污染。通过农杆菌介导转化法进行该项技术的研究，可以获得数量更多的转基因林木。如今农杆菌介导法已广泛用于林木转基因技术的研究，但是它是一种能够导致植物受到感染产生肿瘤的阴性细菌。科学家研究发现，携带农杆菌的转基因林木如果被释放到环境中，可能通过基因的水平转移将外源基因导入到土壤以及其他的物种中去，而且农杆菌极难从转基因林木中去除，这将会对环境造成潜在风险，“特别是对多年生通过无性繁殖的树木， 风险可能会更大”2。

三、林木转基因技术生态风险的伦理责任规制

目前我国林木转基因技术创新处于世界前列，自2002年以来，已商业化种植的转基因林木已达4 400万公顷。3为了应对林木转基因技术生态风险，国家林业局于2006年推出《开展林木转基因工程活动审批管理办法》，2014年又出台了《转基因林木生物安全监测管理规定》。2015年，国家林业局科技中心启动《开展林木转基因工程活动审批管理办法》的修订工作，以应对林木转基因技术不断发展的新形势。为了最大化规避林木转基因技术的生态风险，还应在上述政策基础上进行伦理责任规制及其制度的优化。

第一，建立对林木转基因技术创新的全程跟踪制度，在对转基因林木的生物安全进行管理的同时，实现追根溯源。整合参与该技术监管的各部门的可追溯系统，加强转基因林木从研发到推广再到应用几个环节信息的有效衔接，使各个环节的信息环环相扣，形成全程的追溯链条。不管是在技术创新的研发阶段，还是到推广以及应用的阶段，都能够查找或是确定林木转基因技术生物安全问题的源头。同时，建构全国统一的林木转基因生物安全追溯的公共信息平台，以便更加完善转基因林木的溯源认证数据库，提高公众检测和监督其生态安全的可能性。根据对转基因林木的全程追踪，能够更为有效地规避其生态安全问题。

第二，对林木转基因技术的创新进行风险预测，避免“由于对风险的有害评估并不会给未来的一些后果提供早期预警”1的缺陷，确保林木转基因技术的可持续创新。把对林木转基因技术的关注重点从“风险”转移到“创新”的本身，从对下游环节（ 后果） 的关注转移到对上游环节（ 创新） 的关注，包括基因遗传转化、转基因林木的风险检测以及评估技术等。在基础研究阶段就纳入伦理责任的考量，通过预测把最新的林木转基因创新技术和相关证据与对这一技术未来的分析结合起来，可以有效地帮助政策制定者处理其复杂问题。同时，加强对转基因林木创新监管的支持力度，对其进行高效、灵敏、广适地监督，实现林木转基因技术创新成果的可持续性以及社会的可接受性。

第三，建立林木转基因技术创新的“多学科的合作”2，并对其进行伦理的技术评估。在对该创新技术的研发过程中，尽可能多学科进行合作和研究，可以防止因单一学科受到传统知识背景的限制而无法从多角度对其创新加以分析。同时，从现实问题出发，对林木转基因技术进行伦理问题的技术评估，在其创新决策的过程中，综合多元主体力量，通过各方的不断讨论和修正，逐渐形成更趋合理和科学的风险决策和风险控制策略。

第四，健全林木转基因技术相关的法律法规，构建对转基因林木非法种植的惩治机制。虽然我国近几年推出了《开展林木转基因工程活动审批管理办法》《转基因林木生物安全监测管理规定》，但是随着林木转基因技术的发展以及转基因林木的商业化种植越来越多，我国对该技术研究的资格审查阶段缺乏制度保证等问题逐渐暴露。应根据我国林木转基因技术的研发现状，加强其在实验研究、田间试验、环境释放以及商业化种植等过程的法律制度的监控，完善相关的法律法规。同时，在转基因林木种植阶段进行跟踪监测，对非法进行研发和种植的机构、公司、企业等进行追踪反馈，对违反相关制度的行为进行惩罚，构建对林木转基因技术进行可持续、健康发展的责任规制体系，更好地预测和管理问题，适应变化的知识和环境并快速地作出响应。

第五，提高普通公众对林木转基因技术的认知能力，健全有效的公众话语机制。如今，转基因林木已经越来越多地进入到公众的日常生活中，但由于普通公众缺乏对转基因林木的基础认知，也缺少获得相关知识的渠道，很难有效地参与到政府的相关政策规定以及对风险所进行的一些控制措施的制定当中，从而导致普通公众在决策中的“失语”。然而随着公众力量的不断扩大及其对政府、专家和企业等的信任度越来越低，大众建构力日益壮大，科学技术的发展必须考虑其利益诉求。1所以，应多渠道、多角度对普通公众进行林木转基因技术知识的普及与宣传，培养他们对转基因林木及其生態风险问题的客观公正的认知能力，健全有效的公众参与机制，保证林木转基因技术创新所涉及的各方利益群体可以平等参与决策讨论，以此来提高该创新技术相关决策的合理性。

第六，构建参与林木转基因技术创新研究企业的社会责任评价机制以及监督管理机制，促进参与企业承担对该技术创新的社会责任。林木转基因技术的创新从研发到推广到应用再到具体操作的过程中参与者众多，最后显现出来的技术成果往往是多方利益主体协力得到的。所以企业在利用该技术追求利润之外，必须考虑影响或是受影响于企业行为的相关利益人的利益。为了有效满足多元利益共同体的价值诉求，防范林木转基因技术创新的风险，应建立相应的企业社会责任评价机制以及社会责任监督管理机制，保证利益共同体之间的“工作协同”2，从而使得相关企业对林木转基因技术创新所应承担的社会责任得到有力保障。

第七，构建与国际接轨的林木转基因技术“负责任创新”的行动网络，积极与其他国家的合作，促进全球林木转基因创新技术的持续健康发展。转基因林木可能带来的生态风险，不是某一个国家面临的问题，而是全球性的。中国应积极参与关于该技术的负责任创新而进行的国家间的对话与合作。“发展中国家应该根据自身情况提高本国的科学研究水平以及专业知识，以使本国能够在关于转基因技术的相关问题上进行独立、有力的选择，并且能够充分参与国际间的对话。”3发展中国家在追求经济发展的过程中，环境问题要比发达国家更为突出，所以我国应进一步提升伦理责任意识，在林木转基因技术创新的各阶段对其生态风险进行综合科研能力和专业水平培训，不断扩大与国际间的交流合作。

[作者簡介：梁艳丽，南京林业大学环境与发展研究中心硕士生。]

（责任编辑 张月红）

Abstract：Since 1980s，the rapid development of GM tree transgenic technology has made a lot of achievements in the research of resistance to insect， herbicide， disease， and abiotic stress， reduction on lignin contents and so on， which greatly promotes the forestry production and development and presents great economic prospects. However， the problem of ecological security brought by transgenic technology in forestry has increasingly attracted attention. The ecological risk of transgenic technology development and application will increase as a result of long?term nature of forest production cycle， the complex cultivation environment， low?degree acclimatization， extensive management， peoples unfamiliarity with the genetic background of forest groups and so on. For example， transgenic trees are more susceptible to genetic drift than GM crops， causing pollution to the genome of wild populations and destroying rare wild populations. A large?scale plantation of GM trees will exacerbate the lack of diversity in forestry planting， which may bring serious pest disasters， or even devastating damage to the biodiversity of natural ecosystems. The transgenic trees with rapid growth wither faster and release carbon dioxide back to the atmosphere earlier， which might hasten global warming and make the natural ecological environment more complicated and serious. At present， Chinese GM tree innovation has been at the forefront of the world， but the regulations in ethical responsibilities remain insufficient. To avoid the ecological risks of GM tree technology as much as possible， it is a must to optimize the technology in ethical responsibility regulation and system. The innovation cannot be carried forward without a responsible attitude， so that the sustainable sound development of Chinese forestry and ecological civilization can be pushed forward.

Key words：GM tree technology； ecological risk； ethical responsibility； regulation