美国权威植物学家登北大讲坛：我如何看待农业与转基因？
►巴巴拉·沙尔（Barbara Schaal）在北大演讲
编者按：
农业正面临着如何提高产量来满足日益增长的世界人口和培育生物经济新产品等诸多挑战。与此同时，由于大量农药和水的使用，农业又为环境保护带来了巨大的负面效应。这些包罗万象的问题同时承接着气候变化带来的未知挑战。如何解决这些问题？
5月24日，美国华盛顿大学艺术与科学学部主任巴巴拉·沙尔（Barbara Schaal）教授，应北京大学现代农学院院长邓兴旺之邀在北大举行“农业的未来：食品，营养和水”的主题讲座。她以自然科学、人文与社会科学的视角，广泛解读食品安全、营养、环境、用水效率、气候变化等农业发展问题，深入探讨农业发展方向。
演讲 | Barbara Schaal
记录 | 薛浩然
责编 | 邓志英
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我今天演讲的主题是农业问题。在美国，农业并不是一个受到广泛关注的问题，其中一个原因是美国的食物十分充足，根本不用担心食物短缺的问题。然而，世界上还有很多地方面临着农业问题，并且，不同的地方面临着不同的问题。例如，中国面对的农业问题，和乌干达、厄瓜多尔的农业问题可能有很大差别。
我所任职的第一个机构是华盛顿大学。在华盛顿大学，越来越多的人开始关注农业问题，开始关注未来的农业发展可能遭遇的挑战。我们与很多机构合作，并努力向总统汇报科学的进展。我们会撰写全美国的农业报告，每个人都可以从白宫的网站上下载。
我所任职的第二个机构是美国科学院，美国科学院建立于1863年，建立之初的目的是为了帮助美国政府利用先进的技术面对未来的挑战。美国科学院并不是美国政府的一部分，这是一件好事。当国会声称要削减我们的预算的时候，我们只会一笑了之，因为我们并不从政府那里获得资助。然而我们并不是与政府完全无关的，我们需要回答政府提出的问题，组建专家组，撰写报告（每年要交约200篇报告）。
我所任职的第三个机构是美国科学促进协会（AAAS）。美国科学促进协会的工作包括对年轻人进行科学教育，向公众科普关于转基因和气候变化的知识。
我们应该关心农业，因为我们的食物来自农业，我们需要节约食物，减少生态足迹。
►食品安全：首先，让我们来关注食品安全问题（注：这里的“安全”指“有保障”）。对于一半的发展中国家，食物短缺是一个严重的问题。未来，全球人口将呈现增长的趋势，增长的人口主要出现在较不发达的国家，较不发达的国家将拥有越来越少的人均耕地，导致越来越大的耕地压力。我们不可能简单地通过把食物从充裕地区运到短缺地区来解决这个问题，因为会有运输成本的问题。
►营养：营养不良在不发达地区体现得尤其明显。例如，在非洲，有约2亿人缺铁。我们如何使这些不发达地区，不仅生长出有能提供足够多的热量的食物，也生长出有能提供足够多的其它营养的食物？这是世界正在面对的问题。
►环境：农业在养活人口的同时，也会对环境造成破坏。很多灌溉用水不会被储存在农田中，反而会带走农田中的土壤。在农业中，化肥、杀虫剂、除草剂被大量使用。在美国，灌溉用水从密西西比河附近的许多地方汇集到密西西比河中，最终流入墨西哥。如果灌溉用水中含有很多化肥，就会导致水中的氮含量很高，对墨西哥的渔业造成影响。
►用水效率：在美国，80%的水被用在了农业中。全世界，93%的水被用在了农业中。农作物需要水才能生长，水的短缺在未来将成为严重问题——水的短缺会导致食物价格上涨，进而导致社会不稳定。
现在有一种经济形式被称为“生物经济”，包括生物燃料、用转基因植物生产药物前体等。现在美国有大面积的土地用于种植作为生物燃料的玉米，因为政府对生物燃料有补贴。生物燃料的种植会挤占生产食物的耕地，我们该如何平衡生物燃料和为人们提供营养的农作物的种植比例？
►气候变化：我们的政府、国防部、市长们都很担心气候变化。一张2010年7月气候异常时期的温度图显示，俄罗斯是气候异常的中心，它的很多地方损失了70%农作物。
农作物的产量会随温度上升而降低。即使我们给它们提供足够多的水分，它们的产量还是会降低，这可能是因为热休克——当温度太高时，农作物会表达热休克蛋白，关闭了其它蛋白质的合成。
全球变暖并不意味着每个地方都会变热。事实上，全球变暖后，有些地方会热一点，有些地方不会变热。这些异质性使得制定对策变得更加艰难。
在美国，林业是农业的一部分。自然发生的火灾并不会破坏森林，它们只是每年烧一点。然而，美国政府制定了防止火灾发生的政策，这一政策得到了有效的执行。其结果是，枯枝落叶在森林中积累起来，在高温的作用下，导致了几场巨大的火灾，造成了巨大的损失。
气候变化的另一个影响是极端气候的增多，极端气候包括大风，它们会把玉米地里的玉米吹倒。气候变化还会带来新的害虫和病原体。
►转基因：对于转基因食品，我是支持的。人类在一万年以前就开始改造作物了。现在，人类有很多技术可以用于改造农作物，没有理由不去使用它们。有些转基因食品可能会含有过敏原，例如大豆中可能包含了坚果的基因，这些食品需要特别的标识。有些人在心理上难以接受经过基因改造的食品，我们也需要考虑他们的感受。值得一提的是，现在我们有了CRISPR/Cas9系统，可以在不引入外源基因的情况下对一个生物的基因进行操作（如关闭一个基因的功能）。
农业面临的诸多挑战，需要我们拥有一个巨大而多样化的研究团体。
美国目前的农业研究足以应对未来的挑战吗？不。
农业研究需要新的投资吗？是的。
农业不仅是食物，也是经济的一部分，是每个国家的经济的一部分。美国农业部的资金绝大部分用在了农业部内部和高校，其中，15%的资金被用于竞标性研究项目。竞标性研究项目是这样的：农业部提出要求，研究人员撰写研究计划，其中最可行的计划将获得资金支持。与高校中最常见的通过发表文章获得资金支持的模式相比，这种模式是更为高效的。
因此，我对农业部的建议是：增加竞标性研究项目的数量，为从事农学研究的研究生和博士后提供奖学金，促进技术转化，增加研究人员的数量，促进公私合作。
作为生活在北京或圣路易斯的人，我们是幸运的，不用担心粮食短缺问题。然而，世界上其它地方的人，可能就没有那么幸运了。农业，需要我们的关注。
巴巴拉·沙尔（Barbara Schaal）教授是美国华盛顿大学（Washington University）艺术与科学学部主任，玛丽·戴尔·奇尔顿杰出教授。她是一名国际著名植物进化生物学家，在分子进化方面取得了很多具有重要影响的成果。
沙尔教授在伊利诺伊大学芝加哥分校获得生物学学士学位，在耶鲁大学获得博士学位。沙尔1980年入职华盛顿大学至今，曾担任生物学系系主任。她曾兼任美国植物学会主席和进化研究学会主席。沙尔教授入选美国国家科学院和美国艺术与科学院院士后，曾担任美国国家科学院副院长（2005-2013）。2012年沙尔被时任美国国务卿的希拉里·克林顿任命为美国在拉丁美洲的科学大使。沙尔目前担任奥巴马总统科学技术顾问委员会（PCAST）成员，美国科学促进协会（AAAS）主席，著名的科学刊物Science就是该协会的出版物。
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