生物多样性的危机生物入侵和生物安全市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

第五节第五节 生物入侵与生物安全生物入侵与生物安全第1页生物生物入侵入侵一、基本概念一、基本概念 二、外来种二、外来种传输 三、入侵种主要特点三、入侵种主要特点 四、入侵机制四、入侵机制 五、入侵种五、入侵种对生物多生物多样性影响性影响 六、入侵种六、入侵种对社会社会经济危害危害 七、外来种控制七、外来种控制 八、展望八、展望第2页一、基本概念一、基本概念当地种当地种 外来种外来种 外来入侵种外来入侵种 生物入侵生物入侵第3页1.当地种当地种native species，indigenous species；*指在其指在其过去或去或现在自然分布区域和在自然分布区域和扩散散潜力范潜力范围内（即物种自然分布，或无直内（即物种自然分布，或无直接接间接引入或不需要人接引入或不需要人类干干预能能够存活存活繁衍范繁衍范围）物种、）物种、亚种或更低种或更低级分分类群。群。第4页2.外来种外来种*alien/non-native/non-indigenous/foreign/exotic species；*指出指出现在其在其过去或去或现在自然分布范在自然分布范围以以外（即在原分布范外（即在原分布范围以外自然繁殖、或以外自然繁殖、或没有直接或没有直接或间接引接引进、或没有些人、或没有些人类活活动就不能繁殖）物种、就不能繁殖）物种、亚种或更低种或更低级分分类群，包含能群，包含能够存活下来并繁殖任何部存活下来并繁殖任何部分、配子或繁殖体。分、配子或繁殖体。美国生物区系中最美国生物区系中最少有少有5万种万种为外来种，我国外来种百分比外来种，我国外来种百分比可能也可能也较高。高。广广义外来种包含外来种包含遗传饰变生物体生物体(GMOs)。第5页外来种外来种类型型有益。如玉米、小麦、大麦、有益。如玉米、小麦、大麦、马铃薯、薯、辣椒、番茄、棉花、花生、番薯。又称辣椒、番茄、棉花、花生、番薯。又称引引进种。种。中性。在一定条件下中性。在一定条件下维持相持相对稳定。如定。如广玉广玉兰、桉、桉树属植物等。属植物等。有害。外来有害种，入侵种。有害。外来有害种，入侵种。第6页3.外来入侵种外来入侵种*alien invasive species；*指在自然、半自然生指在自然、半自然生态系系统或生境中定居下来，或生境中定居下来，对当地生物多当地生物多样性性产生影响并生影响并组成威成威胁外来种。外来种。&如喜旱如喜旱莲子草、子草、凤眼眼莲、微甘菊、松、微甘菊、松材材线虫、美洲斑潜虫、美洲斑潜蝇、紫茎、紫茎泽兰等。等。外外来种成来种成为入侵种概率入侵种概率约为1/1000。第7页？问题当地种、外来种及外来入侵种三者之间界限并不是显而易见，如外来种在侵入10后就极难从当地种中区分开来，有相当物种难以判定是当地种还是外来种。第8页当前我当前我们所定所定义外来种中潜伏着一些未外来种中潜伏着一些未来入侵种，来入侵种，这也也经常是外来种管理上疏常是外来种管理上疏漏之漏之处，因，因为人人们通常只重通常只重视那些已那些已经产生危害入侵种，而忽略了即将出生危害入侵种，而忽略了即将出现入入侵种。侵种。如：巴西胡椒如：巴西胡椒(Brazil pepper)许多年来被人多年来被人们栽种于院落作栽种于院落作为观赏树种，上个世种，上个世纪40年代末年代末50年代初突然暴年代初突然暴发，至今人，至今人们还无法解无法解释其泛其泛滥成灾真成灾真正原因。正原因。第9页4.生物入侵生物入侵*当外来种当外来种进入一个新地域并能存活、繁入一个新地域并能存活、繁殖，形成野化种群殖，形成野化种群(feral population)，其种群深入，其种群深入扩散已散已经或即将造成或即将造成显著著生生态和和经济后果，后果，这一事件称生物入侵一事件称生物入侵(biological invasion)。被被认为是新千年三个最棘手是新千年三个最棘手问题之一，之一，另两个另两个为全球全球变暖和生境暖和生境丧失。失。第10页二、外来种二、外来种传输人人为传输。包含两种情况：包含两种情况：有意引有意引进。如引如引进各种各种农作物或畜禽作物或畜禽优良品种、良品种、观赏植物、天植物、天敌昆虫和授粉昆虫等昆虫和授粉昆虫等。如喜旱。如喜旱莲子草、子草、凤眼眼莲、米草、水盾草、米草、水盾草、薇甘菊薇甘菊。无意无意传入。入。在各种国在各种国际交往交往过程中，随程中，随进口口货物、交通工具及其它物、交通工具及其它载体，偶然体，偶然传入新区域。入新区域。国家和地域国家和地域间贸易和旅游等活易和旅游等活动是外来种跨越是外来种跨越高山大洋高山大洋传输扩散主要路径。散主要路径。如松材如松材线虫、斑虫、斑潜潜蝇。非人非人为传输。借助自然因子借助自然因子传输抵达新区域，抵达新区域，这些自然因子包含些自然因子包含风雨、气流、江河、雨、气流、江河、动物迁物迁移等等。移等等。如紫茎如紫茎泽兰。第11页外来种入侵普通外来种入侵普通过程程1.Native Elsewhere2.Survival in Transport3.Establish in New Areas4.Lag Period5.Spread第12页喜旱莲子草喜旱莲子草喜旱莲子草第13页凤眼莲凤眼莲凤眼莲第14页水盾草水盾草水盾草第15页第16页第17页豚草紫茎泽兰豚草紫茎泽兰豚草豚草紫茎泽兰紫茎泽兰第18页互花米草互花米草第19页水葫芦水葫芦松材线虫红脂大小蠹松材线虫红脂大小蠹水葫芦水葫芦松材线虫松材线虫红脂大小蠹红脂大小蠹第20页薇甘菊薇甘菊薇甘菊薇甘菊第21页烟粉虱非洲大蜗牛烟粉虱非洲大蜗牛烟粉虱烟粉虱非洲大蜗牛非洲大蜗牛第22页稻水象甲美洲斑潜蝇稻水象甲美洲斑潜蝇稻水象甲稻水象甲美洲斑潜蝇美洲斑潜蝇第23页三、入侵种主要特点三、入侵种主要特点传输能力能力强(关关键)(如美国白蛾，如美国白蛾，薇薇甘菊，紫茎甘菊，紫茎泽兰，凤眼眼莲，水盾草），水盾草）对环境适境适应性性强（谷斑皮蠹）（谷斑皮蠹）生命力生命力强（如（如马铃薯金薯金线虫）虫）“非典非典”冠冠状病毒状病毒第24页水盾草水盾草第25页第26页四、入侵机制四、入侵机制外来种生物学特征外来种生物学特征 入侵种与当地种相互作用入侵种与当地种相互作用 群落可侵入性群落可侵入性 生境改生境改变第27页入侵种与当地种相互作用入侵种与当地种相互作用缺乏天缺乏天敌控制。但不完全是如此。如喜控制。但不完全是如此。如喜旱旱莲子草。子草。种种间抑制。有抑制。有时是造成入侵成功主要原是造成入侵成功主要原因。因。外来种与当地种外来种与当地种间竞争。外来种在新生争。外来种在新生境中境中竞争能力往往争能力往往强于生于生态位相同当地位相同当地种，种，经过排排挤后者取得成功。如火后者取得成功。如火蚁。第28页外来种外来种协同入侵。如携同入侵。如携带病原体或寄生病原体或寄生虫外来种。虫外来种。杂交促交促进入侵。外来种与当地种入侵。外来种与当地种杂交交产生后代可能兼具双生后代可能兼具双亲有利性状，有利性状，还能能产生双生双亲不具不具备新特征，使其能生活于双新特征，使其能生活于双亲不能生存生境中。同不能生存生境中。同时，杂交种往往交种往往含有含有较高高遗传多多样性，性，摆脱双脱双亲有害基有害基因影响，有利于其生存。因影响，有利于其生存。第29页群落可侵入性群落可侵入性(invasibility)生物多生物多样性有性有时对抵抗外来种入侵起着抵抗外来种入侵起着关关键性作用。物种性作用。物种组成成较丰富群落比丰富群落比组成成简单群落群落对生物入侵抵抗力生物入侵抵抗力强(Elton，1958)。另外一个另外一个观点：多点：多样性高群性高群落因其生境条件很好，反而以利于外来落因其生境条件很好，反而以利于外来种入侵种入侵。第30页群落可侵入性一些群落可侵入性一些结论*岛屿比大比大陆易受易受入侵；入侵；结构构简单群落比群落比结构复构复杂群落易群落易受入侵；受入侵；新世界（新世界（New WorldNew World）比旧世界）比旧世界（Old WorldOld World）更易入侵；）更易入侵；温温带生生态系系统比比热带生生态系系统易受入侵；易受入侵；热带岛屿比比欧洲和北美欧洲和北美岛屿易受入侵易受入侵；某一区域中某一区域中参参观者人数增加会造成外来种数量增加者人数增加会造成外来种数量增加。第31页关于群落可入侵性一些假关于群落可入侵性一些假说*群落物种丰富度群落物种丰富度community species richness假假设物种丰富群落物种丰富群落不能不能给外来种提供足外来种提供足够生生态位，所以能位，所以能够抵抗外来种入侵。空缺生抵抗外来种入侵。空缺生态位位vacant niches假假设当地种缺乏，当地种缺乏，对外来种没有外来种没有足足够生物抵抗。生物抵抗。第32页天天敌逃避逃避Enemy release假假设 当植物种当植物种类传入一个新地域后，食草入一个新地域后，食草动物物和其它天和其它天敌调整减弱，造成外来种分布整减弱，造成外来种分布范范围和丰度急和丰度急剧增加。增加。迁移前后干迁移前后干扰 disturbance before or upon immigration假假说 假如当地种不适假如当地种不适应某个干某个干扰，而外来种，而外来种适适应话，干，干扰就造成入侵。就造成入侵。植物群落植物群落资源波源波动Fluctuation resources in plant communities假假说 当植物群落中未被利用当植物群落中未被利用资源增加源增加时易受外来种入侵。易受外来种入侵。第33页群落生群落生态学（学（Community ecology）假假说 把把“生生态位机遇位机遇”作作为阐述群落可侵述群落可侵入性着手点。入性着手点。三种原因影响着外来种生三种原因影响着外来种生长速率：速率：资源、天源、天敌和物理和物理环境。它境。它们都有随都有随时空改空改变特征，物种特征，物种对这三种原三种原因及其因及其时空改空改变反反应决定着其入侵能力。决定着其入侵能力。成功入侵者正是利用各种机遇成功入侵者正是利用各种机遇胜者，它者，它在群落中缺乏在群落中缺乏专性甚至兼性天性甚至兼性天敌，波，波动资源恰好被它利用，当地源恰好被它利用，当地竞争者争者对资源源利用不如它、且兼性天利用不如它、且兼性天敌对其控制力很其控制力很强使其无法与入侵者使其无法与入侵者竞争，物理争，物理环境也境也对其有利。其有利。第34页生境改生境改变干干扰影响。普通影响。普通认为生境受到干生境受到干扰有利有利于生物入侵于生物入侵发生。但也不完全生。但也不完全这么：么：过强干干扰使物种多使物种多样性下降而促性下降而促进入侵，入侵，适当干适当干扰则结果相反。果相反。在缺乏干在缺乏干扰情况情况下，一些当地种会暴下，一些当地种会暴发，使物种多，使物种多样性性降低，减弱群落抵抗力。降低，减弱群落抵抗力。入侵可能使群入侵可能使群落特征改落特征改变，反，反过来影响群落受干来影响群落受干扰难易程度。易程度。第35页全球改变。全球改变也促进生物入侵发生。如CO2浓度增加会延缓草原演替进程，这么就为外来种入侵提供了更多机会。生物入侵又在全球范围内影响生态系统结构和功效，反过来影响全球环境，因而全球改变对生物入侵促进会对全球环境产生久远影响。第36页五、入侵种五、入侵种对生物多生物多样性影响性影响使生物多使生物多样性下降。性下降。少数种取代大多数其它物种，少数种取代大多数其它物种，造成区域和全球范造成区域和全球范围内生物均匀化内生物均匀化(biotic homogenisation)、生、生态系系统及其功效退化。及其功效退化。美国夏威夷和佛美国夏威夷和佛罗里达，里达，植物外来种数量分植物外来种数量分别占占45%和和40%。水。水盾草盾草优势度和沉水植物群落物种丰富度度和沉水植物群落物种丰富度呈呈负相关。相关。凤眼眼莲，大米草。，大米草。第37页六、入侵种六、入侵种对社会社会经济危害危害美国每年因美国每年因为入侵植物影响而造成入侵植物影响而造成经济损失，失，预计达达1230(1370)亿美元。我美元。我国国约为570亿元。元。经典典实例（如例（如马铃薯晚疫病病原菌，葡薯晚疫病病原菌，葡萄根瘤芽，欧洲玉米螟，地中海萄根瘤芽，欧洲玉米螟，地中海实蝇，按蚊按蚊传输疟原虫）原虫）我国外来病虫害（如紫茎我国外来病虫害（如紫茎泽兰，豚草，豚草，松材松材线虫，美洲斑潜虫，美洲斑潜蝇）对农业生生产破破坏（如墨西哥棉坏（如墨西哥棉铃象）象）3R：抗性：抗性(Resistance)，残留，残留(Residue)，再猖獗，再猖獗(Resurgence)第38页七、外来种控制七、外来种控制法法规防治防治 扑扑灭 传统生物防治生物防治 综合治理合治理 我国控制外来种案例我国控制外来种案例第39页法规防治控制外来种传输危害最直接伎俩就是阻止其传入，即检疫(quarantine)。美国19第一部“植物检疫法”生效；中国1991年经过中华人民共和国进出境动植物检疫法 经过立法采取强制伎俩禁止危险性外来种传入，是控制外来种首要办法。第40页扑扑灭有害外来种有害外来种传入新区后，入新区后，为彻底底毁灭这一外来种一外来种时所采取行所采取行动，是一个，是一个紧急急办法。法。第41页传统生物防治生物防治至今已至今已经有百余年有百余年历史。其突出特点是：史。其突出特点是：对环境安全，境安全，经济合算，效果持久。合算，效果持久。美美国、加拿大、澳大利国、加拿大、澳大利亚、南非主要采取、南非主要采取此法。此法。第42页综合治理合治理农药不合理使用不合理使用带来来3R问题，造成，造成严重重恶果。果。过量地量地滥用用农药破坏生物安全，破坏生物安全，污染生染生态系系统，危及人，危及人类健康。健康。有害生有害生物物综合治理合治理(IPM)。是当前国。是当前国际上普遍公上普遍公认并广泛采取有害生物治理策略。并广泛采取有害生物治理策略。第43页我国控制外来种案例我国控制外来种案例用用红胸叶虫釉小蜂胸叶虫釉小蜂(Tetrastichus Tetrastichus brontispaebrontispae)控制椰子控制椰子红胸叶虫胸叶虫 (Brontispa logissima)。第44页八、展望八、展望面面临威威胁 对策策 几个国家几个国家对入侵种管理入侵种管理对策策 第45页面面临威威胁伴随人伴随人类社会社会经济发展，国展，国际贸易、外易、外交往来、旅游交往来、旅游业等都将等都将显著增加。在著增加。在这种情况下，外来种种情况下，外来种传输入侵机率亦将随入侵机率亦将随之上升。之上升。生物入侵生物入侵带来来“生物生物污染染”(biological pollution)比化学比化学污染要染要可怕得多。可怕得多。第46页生物入侵生物入侵还从多方面从多方面对社会社会组成威成威胁。生物入侵生物入侵还破坏基破坏基础自然自然资源。源。外来种外来种对中国巨大威中国巨大威胁：国国际贸易。易。国国际往来及旅游往来及旅游。迫近周迫近周围地域。地域。自然自然传输。一些。一些严重虫害、病害可重虫害、病害可经过几几个路径个路径传输。第47页对策策建立健全立法。建立健全立法。中中长久久预报。高、新技高、新技术应用。用。公众教育。公众教育。全球共同努力。全球共同努力。第48页几个国家几个国家对入侵种管理入侵种管理对策策美国美国:野葛、芦野葛、芦苇、千屈菜、千屈菜、凤眼眼莲、穗花狐穗花狐尾藻、尾藻、鲫鱼等危害等危害严重。重。1999年年2月月3日，克林日，克林顿签署署总统令，令，意在意在强调一一项联邦政策，邦政策，这项政策包括政策包括入侵入侵动植物物种植物物种对美国美国环境及境及经济威威胁等内容。等内容。第49页入侵植物管理国家策略目标：有效预防，有效控制，有效恢复；为合作、教育和科研所提供机遇。相关政策（列两点）农业部在90多个港口派驻1300多名检验员检验入侵农产品以防治入侵种；克林顿总统财政给防治外来种基金拨2880万美元。第50页澳大利澳大利亚 1996年制订了澳大利亚生物多样性保护国家策略，其中设计外来种管理。1997年，与新西兰共同公布了国家杂草策略。建立了一套杂草风险评价系统。对压舱水管理十分严格，1991年制订了全球第一部压舱水管理指南。第51页中国中国（提（提议）生物入侵生物入侵问题国家能力建国家能力建设（中（中长久）。久）。包含包含监管能力、阻管能力、阻击能力、能力、预警能力、警能力、快速反快速反应能力、信息能力、信息处理能力、教育宣理能力、教育宣传能力。能力。生物入侵生物入侵问题研究能力建研究能力建设。完善完善检测技技术和控制技和控制技术，加，加强危害和危害和防治系防治系统研究，研究，发展展环境影响及境影响及风险评定系定系统，加，加强对入侵生入侵生态系系统恢复研究，恢复研究，创建示范区，研制技建示范区，研制技术程序和指南。程序和指南。第52页监测与管理能力建与管理能力建设。建立建立优先行先行动计划（近期）。制划（近期）。制订中中长久研究久研究计划与策略，划与策略，严格格执行行规范范现有有进出口提出口提议制度，快速建立外来种制度，快速建立外来种动态信息信息库，深入完善入侵种，深入完善入侵种预防与控制体防与控制体系，加系，加强严重危害入侵种控制技重危害入侵种控制技术研究。研究。第53页二二、生物安全生物安全一、基本概念一、基本概念 二、二、转基因生物基因生物诱人前景人前景 三、生物多三、生物多样性与生物技性与生物技术 四、生物技四、生物技术与生物安全与生物安全 五、生物安全五、生物安全办法法第54页一、基本概念一、基本概念1.遗传修修饰生物体生物体 2.生物安全生物安全第55页1.遗传修修饰生物体生物体genetically modified organisms(GMOs)，指指经遗传修修饰生物体生物体。另两个概念：另两个概念：遗传工程工程处理生物体理生物体(genetic engineering organisms,GEOs)；经修修饰活生物体活生物体(living modified organism LMOs)。常称常称转基因生物或工程生物。基因生物或工程生物。第56页2.生物安全生物安全biological safety；80年代后期出年代后期出现。原因：生物技原因：生物技术产品品,主要是基因工程主要是基因工程产品（品（转基因生物）将可能基因生物）将可能给环境、人境、人类健康甚至健康甚至伦理道德各方面理道德各方面带来危机。来危机。生物安全已成生物安全已成为世界各国关注焦点世界各国关注焦点问题之一。之一。1992年年联合国生物多合国生物多样性条性条约条款中将它列入。条条款中将它列入。条约生效后生效后，两次两次缔约国大会上生物安全国大会上生物安全问题都是大都是大会主要会主要议题。第57页二、二、转基因生物基因生物诱人前景人前景提升作物提升作物产量，增加量，增加经济效益。效益。节约费用。用。减减轻管理工作管理工作强度；度；降低化学降低化学农药。第58页例子例子:美国美国1.玉米玉米:因因为欧洲玉米螟而遭受欧洲玉米螟而遭受损失每年达失每年达10亿美元，种植美元，种植转基因抗虫玉米后，基因抗虫玉米后，1996年和年和1997年两年平均年两年平均产量都提升了量都提升了9%。2.2.因因为种植了耐除草种植了耐除草剂转基因大豆，基因大豆，1996年少年少施了施了1030%除草除草剂，结果控制了果控制了杂草及土壤草及土壤温度、提升了温度、提升了产量，没有除草量，没有除草剂残留物，而且残留物，而且在作物在作物农艺管理上灵活性大得多了。管理上灵活性大得多了。第59页加拿大加拿大1996年因年因为耐除草耐除草剂转基因油菜种植，基因油菜种植，产量量提升了提升了9%，降低了，降低了对除草除草剂应用，用，12万万hm2面面积转基因油菜基因油菜经济效益效益为600万美元。万美元。我国，抗病毒我国，抗病毒转基因烟草增加了烟草叶片基因烟草增加了烟草叶片产量量57%，并，并节约了了23%杀虫虫剂用量。用量。第60页数据数据世界范世界范围内（此内（此处不含中国）已不含中国）已经大面大面积释放放转基因作物有烟草、棉花、油菜、基因作物有烟草、棉花、油菜、番茄、番茄、马铃薯、大豆和玉米等。薯、大豆和玉米等。1996年年全球全球转基因作物商品化种植面基因作物商品化种植面积为170万万hm2，到，到1997年面年面积猛增到猛增到1100万万hm2，到，到1998年年时，又比，又比1997年翻了年翻了一倍多，到达一倍多，到达2780万万hm2。第61页我国可能是世界上最早大面我国可能是世界上最早大面积释放放转基基因作物国家。因作物国家。1992年，抗烟草花叶病毒和黄瓜花叶病年，抗烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒双抗毒双抗转基因烟草在河南省已达基因烟草在河南省已达8000 hm2面面积。1994年，我国年，我国转基因烟草基因烟草释放面放面积已达已达100万万hm2。第62页我国我国转基因作物大面基因作物大面积释放面放面积在国在国际上上占第二位，第一位是美国。占第二位，第一位是美国。整个整个发展中国家展中国家转基因作物商品化种植面基因作物商品化种植面积在在1996年占全球年占全球释放面放面积近二分之一，近二分之一，1998年年仅占占16%。第63页三、生物多三、生物多样性与生物技性与生物技术生物多生物多样性是生性是生物技物技术基基础生物技生物技术在生物在生物多多样性保性保护和和连续利用中作用利用中作用 第64页生物多生物多样性是生物技性是生物技术基基础生物多生物多样性开性开发利用是生物技利用是生物技术创新最主新最主要源泉。要源泉。人人类对赖以生存地球肆无忌惮地以生存地球肆无忌惮地利用和破坏，利用和破坏，带来后果是来后果是对生物多生物多样性性毁灭。据据IUCN植物中心保守植物中心保守预计，到，到2050年，年，6万种植物将要万种植物将要绝灭或或濒临绝灭。如按一个如按一个植物有植物有10-30种其它生物依种其它生物依赖其生存其生存计，到到2050年物种年物种绝灭总数将数将为66万万186万万种，种，这个数字比自然状个数字比自然状态下物种下物种绝灭速度速度最少高最少高2.5万倍万倍。第65页生物技生物技术在生物多在生物多样性保性保护和和连续利用中作用利用中作用寻找新找新遗传多多样性，并开性，并开发和研究基因和研究基因资源，源，取得有效取得有效药品和治品和治疗方法。方法。降低人降低人类对生物生物资源需求。如种植高品源需求。如种植高品质作物。作物。对工工业产品品进行再循行再循环利用并降低其利用并降低其对环境境污染，降低染，降低对自然自然资源消耗。源消耗。第66页检测生物多生物多样性，并性，并对未知物种未知物种进行定行定名和描述。名和描述。系系统分分类学，学，对微生物微生物进行培养和行培养和筛选，揭示揭示遗传多多样性。性。生物技生物技术在生物迁地保在生物迁地保护中作用。中作用。动物物迁地保迁地保护生物技生物技术如人工授精、如人工授精、选择性性育种、胚胎移植、胚胎切割、克隆、短育种、胚胎移植、胚胎切割、克隆、短期圈养繁殖和再引入自然以及期圈养繁殖和再引入自然以及长久圈养久圈养繁殖、冷繁殖、冷冻保留等等。保留等等。第67页处理外来种问题。利用雄性不育产品、基因工程产品、特定宿主病原体、人工诱导遗传负荷、抑制免疫性、调控繁殖遗传基础和性引诱剂等，可能会在内消除大多数外来种。处理小种群问题。在小种群中，遗传变异丧失和有害突变固定是不可逆和不可防止。经过插入和诱导遗传突变，能够赔偿由遗传漂变而造成后果。同时，应用生物技术能够阻止基因有害突变，并恢复遗传多样性。第68页四、生物技四、生物技术与生物安全与生物安全生物多生物多样性条性条约与与生物安全生物安全 遗传修修饰生生物体物体释放生放生态风险第69页生物多生物多样性条性条约与生物安全与生物安全生物多生物多样性条性条约第第8条，就地保条，就地保护条条款写道：款写道：“制制订或采取方法酌情管制、管或采取方法酌情管制、管理或控制由生物技理或控制由生物技术改改变活生物体在使活生物体在使用和用和释放放时可能可能产生危生危险，即可能，即可能对环境境产生不利影响，从而影响到生物多生不利影响，从而影响到生物多样性保性保护和和连续利用，也要考利用，也要考虑到到对人人类健康危健康危险”。第70页生物多生物多样性条性条约要求，需要建立生要求，需要建立生物技物技术改改变活生物体安全管理国活生物体安全管理国际性性统一准一准则，19941994年年缔约国第一次大会一致国第一次大会一致同意成立生物安全教授小同意成立生物安全教授小组先商先商讨制制订“国国际生物技生物技术安全技安全技术准准则”。19951995年年1212月，月，联合国合国环境署境署(UNEP)(UNEP)在开在开罗公布了公布了国国际生物技生物技术安全管理技安全管理技术准准则。第71页世界世界资源研究所源研究所(WRI)等扼要等扼要给出了使用生物出了使用生物技技术行行为准准则：各国各国应在在发展和展和检测新生物技新生物技术之前，首先之前，首先提升提升监测和控制它和控制它们能力；能力；对释放放遗传修修饰生物体可能存在危生物体可能存在危险进行仔行仔细评定，定，对于于遗传多多样性丰富地方尤要如此；性丰富地方尤要如此；第72页各国各国对进口口遗传修修饰生物体等材料生物体等材料应严加管理；加管理；严格控制生物技格控制生物技术，以，以预防因防因为利用新利用新技技术而使得而使得动、植物品种、植物品种过分分单一化，一化，如植物材料克隆繁殖和如植物材料克隆繁殖和转移家畜胚胎方移家畜胚胎方法；法；禁止禁止发展、展、试验和和应用生物技用生物技术用于用于军事目事目标，比如不得用来制造生物武器；，比如不得用来制造生物武器；第73页在国家和国在国家和国际水平上建立水平上建立赔偿机制，以机制，以支持受支持受损害害农业小区和国家，而小区和国家，而这种种损害是因害是因为利用生物技利用生物技术创造新作物取代造新作物取代原有作物造成；原有作物造成；应建立早期建立早期预警网警网络，以，以监测生物技生物技术对社会与社会与经济带来来压力及其力及其对生物多生物多样性影响，性影响，预防一些小型防一些小型农场主被迫迁至主被迫迁至更更边远地域；地域；应制制订生物技生物技术国国际行行为准准则，以在各，以在各层次管理生物技次管理生物技术。第74页遗传修修饰生物体生物体释放生放生态风险转基因生物入侵基因生物入侵风险转基因逃逸基因逃逸风险抗病毒抗病毒转基因作物能基因作物能够产生新病毒生新病毒转基因作物基因作物释放放对土壤生物群落及生物土壤生物群落及生物地球化学循地球化学循环影响影响 害虫害虫对转Bt 抗虫植物抗性抗虫植物抗性风险转基因植物基因植物产生生杀虫虫剂对非目非目标生物影生物影响响风险第75页转基因生物入侵基因生物入侵风险 与外来种入侵相同。如与外来种入侵相同。如为了控制另外了控制另外一个引入种，一个引入种，Moorea岛引入了一个引入了一个蜗牛，牛，结果使当地六种果使当地六种蜗牛几乎全部消失。牛几乎全部消失。优良性状良性状转基因作物基因作物轻易成易成为入侵种。入侵种。已已经有有证据表明，据表明，Bt Bt 基因提升了基因提升了转基因基因甘甘蓝型油菜在田型油菜在田间适合度。适合度。第76页转基因逃逸基因逃逸风险 转基因能基因能够经过传粉在空粉在空间上逃逸，也能上逃逸，也能够经过种子种子库在在时间上逃逸，并上逃逸，并经过转基因作基因作物与其野生物与其野生亲缘种种杂交种在自然界中存留。交种在自然界中存留。转入作物特征入作物特征(inserted traits)以抗除草以抗除草剂为多，其次是抗虫和抗病毒，最多，其次是抗虫和抗病毒，最终是抗逆。是抗逆。这使使野生野生亲缘种含有取得种含有取得选择优势潜在可潜在可能性。若取得能性。若取得选择优势野生野生亲缘种本身就是种本身就是杂草，那就会草，那就会为该杂草控制增加很大困草控制增加很大困难。第77页比如，比如，转基因水稻如与起源野生种同在基因水稻如与起源野生种同在一个区域一个区域时，水稻中，水稻中转基因会基因会转移到野移到野生稻中去。野生稻是危害很大生稻中去。野生稻是危害很大杂草，若草，若商品化稻田里野生稻得到了来自抗除草商品化稻田里野生稻得到了来自抗除草剂转基因水稻抗除草基因水稻抗除草剂基因，基因，则野生稻野生稻危害更大。危害更大。第78页美国加州大学研究美国加州大学研究发觉一个栽培一个栽培圆白小白小萝卜能卜能够经过虫媒或虫媒或风媒与在一公里以媒与在一公里以外生外生长野生野生萝卜卜(Raphanus sativus)授授粉。粉。所以他所以他们提提议转基因作物要建立隔离区基因作物要建立隔离区,对一些植物来一些植物来说,隔离距离最少要几公里。隔离距离最少要几公里。第79页抗病毒抗病毒转基因作物能基因作物能够产生新病毒生新病毒 含有病毒基因含有病毒基因转基因抗病毒作物基因抗病毒作物释放放最受关注一个最受关注一个风险就是就是转基因有可能会与基因有可能会与其它病毒重其它病毒重组，从而，从而产生新、甚至是更具生新、甚至是更具毒性病毒。毒性病毒。第80页转基因作物基因作物释放放对土壤生物群落及生物土壤生物群落及生物地球化学循地球化学循环影响影响 土壤中生物体土壤中生物体经过捕食、捕食、竞争、反抗争、反抗或共生而或共生而发生相互作用，一旦生相互作用，一旦环境因境因为转基因基因产品品释放而放而发生改生改变，一些敏感，一些敏感生物体快速生物体快速发生反生反应，到达一定程度，到达一定程度时，其它生物也其它生物也发生反生反应，从而影响到整个，从而影响到整个土壤生物群落土壤生物群落。第81页转基因植物及其基因植物及其产物物进入土壤以后，可入土壤以后，可能会与土壤生物能会与土壤生物发生相互作用，影响到生相互作用，影响到一些土壤生物活一些土壤生物活动过程，而后者程，而后者对生物生物地球化学循地球化学循环有着主要有着主要贡献，从而献，从而对生生物地球化学循物地球化学循环产生主要影响。生主要影响。第82页害虫害虫对转Bt 抗虫植物抗性抗虫植物抗性风险 因因为转Bt基因植物能基因植物能够连续地高水地高水平表示平表示单一一杀虫毒蛋白，所以虫毒蛋白，所以 Bt 植物植物对害虫造成害虫造成选择压力甚至比力甚至比Bt杀虫虫剂还要高，要高，Bt植物植物释放将会加速害虫抗性放将会加速害虫抗性进化。化。在在试验室室选择条件下条件下对Bt产生抗性害虫生抗性害虫有一二十种。有一二十种。至至1997年，在已年，在已经或即将被同意上或即将被同意上市大市大约80种种转基因作物中，有基因作物中，有21种是种是转Bt作物，其中作物，其中11种是种是Bt玉米，玉米，Bt马铃薯和棉花各薯和棉花各5种。种。第83页转基因植物基因植物产生生杀虫虫剂对非目非目标生物影响生物影响风险 当前已当前已经商品化抗虫商品化抗虫转基因植物就是能基因植物就是能够产生生Bt杀虫蛋白虫蛋白转基因作物。其残留基因作物。其残留组织中中杀虫虫蛋白消散蛋白消散时间较长。它。它对非目非目标生物影响潜在生物影响潜在风险不容忽略不容忽略 。第84页五、生物安全五、生物安全办法法 风险评定科研工作与立法定科研工作与立法 加加强教育与培教育与培训第85页风险评定科研工作定科研工作 极其主要。极其主要。“经遗传修修饰植物和微生物植物和微生物大田大田试验生物安全生物安全结果果”国国际会会议已召开已召开过三次。三次。第86页立法立法 发达国家中不一达国家中不一样国家国家对GMOs研究和研究和释放放风险估价是不一估价是不一样。总趋势是欧洲是欧洲国家在立法上要比北美一些国家更国家在立法上要比北美一些国家更为严格。在德国向格。在德国向环境中境中释放一个放一个GMOs要要求求递交交汇报几乎达一尺厚几乎达一尺厚,而在北美而在北美仅12页纸汇报就能就能够了。所以德国一些了。所以德国一些GMOs产物就到北美国家去申物就到北美国家去申请释放。放。第87页我国相关生物安全第一个法我国相关生物安全第一个法规是是针对基基因工程因工程药品品，在在1990年制年制订了了“基因工基因工程程产品品质量控制量控制标准准”。按按标准要求准要求,基因工程基因工程产物物质量必量必须满足足安全性要求。安全性要求。对基因工程基因工程产品普遍适用是在品普遍适用是在1993年年12月月24日由科技部第日由科技部第17号令公布基号令公布基因工程安全管理方法。因工程安全管理方法。第88页加加强教育与培教育与培训 生物安全法生物安全法规一旦制一旦制订后后,为了法律了法律实施施,为了使了使GMOs释放后尽可能降低放后尽可能降低对环境境及人体及人体负影响影响，加加强对相关人相关人员教育或教育或培培训是必要是必要办法之一。法之一。第89页结结 语语科学技科学技术是一把双刃是一把双刃剑。种种类或品种引或品种引进、转基因技基因技术应用需十用需十分慎重。但分慎重。但现在在这方面方面问题很多。很多。第90页