美报告探讨利用生物技术保护森林健康的发展方向

作者: 2019-11-25 10:40 来源:
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18日,美国国家科学院发布题为《森林健康与生物技术:可能性与实际考虑》的报告[1],审查了生物技术在林木病虫害防治中的应用,探索使用生物技术的生态、伦理和社会影响,并为未来研究提出建议。

一、病虫害对美国森林的威胁

美国的森林是世界上最容易受到食肉动物和疾病侵害的森林之一。17世纪以来,大约有450种昆虫和至少16种病原体入侵美国大陆的森林,其中62种昆虫和所有病原菌均被列为高影响力物种,有些入侵的病虫害物种对北美森林造成了毁灭性后果。

21世纪的全球变暖正在改变以下因素,从而加剧病虫害的威胁:昆虫的适宜分布范围、病原菌的越冬存活率、宿主因其他胁迫因素(如干旱或风暴破坏)而对病原菌攻击的敏感性、传播病原菌昆虫的生命周期。据预测,气候变化还将增加今后害虫暴发的频率和规模。

二、利用生物技术保护森林健康

生物技术的应用面临许多挑战:决定树木抗虫害能力基础的遗传机制尚不清楚;树木基因组非常复杂,整合树木基因的变化异常缓慢而困难。关于向环境中释放新基因型的影响,目前缺乏评估信息。

报告建议:①投入充足时间与资源,成功鉴定抗性基因或将抗性基因转入受昆虫和病原体威胁的树种。进一步研究气候变化背景下树木抵御虫害和适应不同环境的基本机制。部署生物技术解决方案之前,应首先明确目标物种的以下特性:长期遗传变异的分布范围、当地物种的适应程度、确定易受遗传偏移影响的空间区域。关注森林健康应投入资源,在虫害暴发后存活的种群中识别抗虫害树木。研究利用基因技术提高树木抗性后,这些树种能否作为新的起源物种存活数十至数百年。

三、加强风险评估

任何决策框架,在评估生物技术改良树种对森林健康的潜在影响时,都需要评估积极、消极和中性影响之间的平衡,并考虑与这些评估相关的不确定性因素。

建议:联邦机构应继续努力加强影响评估,综合考虑生态系统服务的所有组成部分。开发建模和其他方法,以解决生物技术改良树种的基因流动、扩散、构建、性能和影响等问题。识别和量化树木生物技术评估的模型,并解释不确定性的来源。采用适应性的森林健康管理方法,以确保持续学习并解决对环境和社会的影响。连续、迭代地开展影响评估。

四、生物技术改良树木的监管系统

生物技术改良植物的主要监管机构,特别是美国农业部(USDA)和环境保护署(EPA),应探讨监督职责中是否需要纳入对生态系统服务影响的评估。应当对旨在解决森林健康问题的所有方法进行这种评估,而不仅仅是生物技术问题。

五、生物技术之外的研究和投资

为了产生积极的影响,保护森林健康可能需要集成多种管理实践,所有管理办法都需要持续地投入资源和时间。社会各阶层都特别关注在树木中使用生物技术的潜在影响。对森林健康的生物技术干预很可能在一段时间内给不同的人群带来不同的风险、成本和利益。

报告建议:①对有效的预防和根除方法进行投资,作为维护森林健康、抵御外来物种的第一道防线。森林健康管理应结合多种做法,应对森林健康面临的威胁。公共资助者应支持并扩大育种计划,以保护维持生态系统服务必不可少的树种所需的遗传多样性。在树木育种、森林生态、农村社会学等专业领域进行人力资本投资,指导抗虫害树木的开发和潜在利用。深入研究社会对使用生物技术应对美国森林健康威胁的反应,包括不同社会和文化群体对部署森林生物技术的反应,不同环境下外界对生物技术不同应用的态度稳定性和一致性,公众对生物技术策略的态度差异、更深的价值取向和对生物技术所持态度之间的关系,以及人们如何在荒野和物种保护等价值观之间进行权衡。研究社会对利用生物技术解决森林健康威胁的反应,以帮助制定生态系统服务的互补框架,将内在价值、相关精神和伦理问题以及社会公正问题考虑内在。确保公众参与的流程充满尊重、慎重、透明和包容,增进公众对森林健康威胁的了解,同时发现公众对所有潜在干预措施的复杂反应。开发人员、监管人员和资助者应该尝试利用分析协商型的方法,让利益相关者、社区和公众参与。   (裴惠娟)



[1] Forest Health and Biotechnology: Possibilities and Considerations. https://www.nap.edu/catalog/25221/forest-health-and-biotechnology-possibilities-and-considerations#toc

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