鸿观察
粮食安全的“灰犀牛”，转基因农业能否力挽狂澜？
文 | 张洪平
近期看到一则欧盟介入调查拜耳公司收购种子业巨头孟山都的新闻，联想起近两年的一些农业领域天价收购案，我觉得有必要拿出来和你分享一下我对此的思考。
天价收购、巨头垄断、高额利润，这是类似新闻中最引人关注的，但我想和你聊的却是粮食安全的话题。
粮食安全也算问题吗？现在全世界不是已经快消灭饥饿了吗？我觉得恰恰相反，粮食安全才是全人类共同面对的“灰犀牛”，如果不从现在加以重视，人类早晚要自食恶果。如果发生一些极端情况，如超级火山爆发，全球马上会陷入粮食危机。根据联合国2012年的预测，全球食物储备只能够维持74天。
全球人口数量可能在本世纪末见顶，但粮食需求还会一直增长。虽然现在全球人口由于印度、穆斯林国家的出生率较高还处于增长阶段，不过按照过去一百年来的数据推算，随着城市化比例的提高，生育率会逐渐回落，而且经济越发达，生育率也越低。发达国家，还有像东亚这些比较重视子女教育的国家，都出现了生育率随经济发展而快速下降的情况，普遍低于2.1-2.2的自然更替水平（即每代人的数量基本稳定）。有研究预测，全球人口会在21世纪末达到110亿之后开始下降。
如果真是这样，那是不是意味着粮食问题已经不再是威胁了？情况并没有那么简单。即使不论因为战争与自然灾害而挣扎在温饱线上的灾民，现代人类解决基本的温饱问题也仅仅是在最近几十年，而这全部归功于现代石化产业革命带来的石油农业体系。无论是农药、化肥等消耗品，还是农机、农膜等用品用具，现代农业体系高度依赖石油化工体系。
1.依靠技术进步能摆脱依赖石油吗？
石油作为不可再生资源，即使勘探、开采技术不断进步，即使交通工具实现全电动，现代工业体系仍不可能摆脱对石油的依赖。即使在能源层面经过几十年、一两百年的努力，人类不再需要化石燃料，但只要还有制造业的需要，就必然需要某种原材料，而原材料无非是无机、有机两种。无机材料就是那些矿产，地表的、地下的、外层空间的，不过人类都不能吃，我们略过不谈。
重点是有机材料，其实就是各种“碳基”材料。我们所有吃的用的，只要归类为有机物，就都是“碳基”的，也就是都是植物转化来的。这就产生一个转化效率的问题，植物要转化生产有机物，本质上是一个转化能量、储存能量的过程，能源来自太阳的辐射能（极少数嗜热/化学能的细菌忽略不计），而植物利用太阳能的效率最高也就30%左右（主流太阳能板转换效率10%-20%，最新技术可达36%），而且在高纬度、高海拔和恶劣天气地区，转换效率还要低。因为只能指望植物自然转化提供人类活动的有机物和能源，所以选择有三：要么节衣缩食，要么扩大植物种植面积（地广人稀），要么只能延长等待的时间。
化石燃料/石油化工正是第三种思路的产物。我们虽然向未来等待的成本太高，但可以向过去找。地底下有大把大把过去几亿年积攒下来的有机物，当然要利用起来了。煤炭形成于距今1.3-3亿年前，现有石油储量的2/3大约形成于1亿年前，有研究认为，即使在最理想环境下，石油的形成也要200万年，这显然不是你我等一等就能得到的。也是因为这个原因，要求能源充足供应的工业革命最先出现在英格兰这个“煤岛”上，而非缺乏燃料的中国南方经济发达地区。
结论显而易见，未来人类要继续生产、继续发展，要过好日子而不倒退回去过刀耕火种的生活，就必然离不开石油工业（煤炭的应用范围要小很多）。所以，石油农业作为石油工业的分支，也必然面临原材料总量上限的制约，不管是五十年、一百年、两百年、五百年，这个限制在理论上是必然存在的。
现在还有一种“人造肉”，即使用提取的动物细胞直接在人工环境下“长成”可食用的“肉”。不过它同样面临能源转换效率的问题，所需的能源与营养物质一点不能少，而且效率还要低于植物的光合作用。所以与其指望人造肉提供食物，还不如改吃素。
除此之外，人类对食品“质”的要求也不断水涨船高。发达国家的肉制品、乳制品的消费量远超发展中国家（平均2-10倍），而肉（鱼）类生产要消耗的饲（饵）料相比初级农作物高出数倍，FIFO系数平均在3至7倍，即每产出1公斤肉制品，需要对应公斤数的饲料。但是生产这些需要动物，动物也要吃东西，要生产优质的产品就要求优质的饲料，而这难免就会发生与人争食的问题。
随着发展中国家生活水平的日益提高，对肉制品、乳制品的消费要求也会逐渐提高，这会使本就紧张的全球粮食供应矛盾更加突出。虽然现在亚非拉还有大片土地可供开发利用，但也同样面临植物转化效率上限的制约。另外，将大面积的草原、森林、低地、沼泽开发为农场，也存在破坏生物多样性、使农业生产系统更脆弱的问题。比如19世纪的爱尔兰大饥荒，就是因为高度依赖的土豆品系太单一，导致感染病菌后全国范围大面积绝收，很多爱尔兰人就是在那时出去“闯美国”的。
2.生态农业是最后的防线，转基因是希望所在
要让更多的人口都能生活得更好，只能靠提高植物的能量转换效率。假设人类不会愚蠢到毁灭于自己制造的武器，那么就必须从长计议未来的农业问题。上面已经说过，石油农业的模式因为原料来源限制的问题，迟早会面临瓶颈，这个时间可能是一百年后、两百年后，也可能更久，根据石油的开采与消耗速度有所不同。
所以未来人类必须设计出不需要，至少是大幅度降低对石油化工产品依赖的农业技术。最基本的思路就是在保障食品安全性的前提下，提高单位土地、单位水、单位肥料、单位劳动力对应的农产品产量。换句话说，提高植物转化能量的效率。
目前来看，大的方向有两个。一是生态农业，利用各种类动植物、昆虫之间的相互作用，最大程度实现物质交换的内循环，利用对人类无用的副产品补充土地肥力，同时提高产量。二是转基因农业，直接在分子层面改变动植物的性状，让对人类有用（可食用）的部分生长得更大，生长周期更短，提高对病虫害和恶劣天气的抵抗力，从而达到提高生产效率、降低生产成本的目的。
其中，转基因农业可能更具潜力。根据中科院院士许智宏、陈晓亚的介绍，几年前科学家曾对使用转基因后的效果做了一项详细统计：转基因作物平均增产22%，降低农药使用量37%，降低农药费用39%，增加生产成本3%，增加利润68%，发展中国家得益比发达国家更明显。
当然，也有一些另类的办法。比如有人在研究将昆虫作为食品原料的来源（成品看不出来原料，比如磨成粉作成汉堡）。目前在安全性、营养价值、生产效率、口味等方面都没有难以逾越的困难，最大的难题可能还是需要消费者克服心理上的障碍，但短期内让大众接受还是很困难的。
整体来说，两种方法也都存在不足。首先，发展生态农业的知识主要靠总结经验得来，这受制于植物的生长周期，使得技术层面的进步缓慢。而且由于要进行更复杂的照料，生态农业要求更多的劳动力投入，这使得其成本难以大幅度下降。如果是在劳动力便宜的国家，其中的差别还不太大，但在发达国家要实现同样的效果则有难度，同样的产量成本更高，同样的成本产量更低。
也就是难以用同样的成本保持生活水准不降低，要么日子过紧一些，要么就得多花钱。如果想用自动化的方法替代人类劳动力，但机器的成本也要考虑，总的效费比不一定更高。
另一方面，大众对转基因食品的安全性始终存在疑虑。很多人都直觉地认为，因为转基因食品“不自然”，所以“不安全”，进而觉得种植/进口转基因农作物会影响国家粮食安全，并为此大声疾呼，呼吁有关部门一定要守好这道大门，否则国将不国云云。
实际上，我们今天吃的大部分食品，在几百年前还都不存在，从这层意思上讲，我们都是从出生那天起就是吃转基因食品长大的。比如番茄，我们今天吃的番茄比它的老祖宗醋栗番茄已经变大了100多倍，共有18个主要基因发生了变化。再比如土豆，土豆在驯化的过程中，块茎变大了几十倍，形状变得更加规则，便于我们食用。此外，棉花、番木瓜、大豆、油菜籽等，基本上也都是转基因的。
这些“自然”的转基因是依靠自然变异，而现在所说的转基因技术，只是人为加速这种变异，并且更加有的放矢、目标明确，减少了很多过去只能靠多做实验才能验证的成本。至今为止，还没有发现能证明转基因不安全的切实证据。
其实部分反对转基因食品的人，是出于保护自身利益的目的。就好像卖散养鸡的商家会攻击现代化养鸡场的养殖鸡，但科学早已证明，两者的营养成分完全一致，而且养殖鸡不但成本更低，而且在抗病菌、抗寄生虫感染等方面，要明显优于散养鸡。至于散养鸡多出来的那部分“鲜味物质”，与其更高的售价和食品安全方面的风险相比是不是值得，就见仁见智了。
此外要求转基因食品自证安全性“清白”的逻辑也是缺乏科学精神的。一些网络公知反对转基因食品的逻辑是，在证明完全彻底的安全之前，要抱着“宁可信其有不可信其无”的态度，再等一等看一看。不过，他们等待的其实是一种“反证”，即不安全的例证，一旦有了即证明了转基因食品的不安全，而在那之前，都可以继续以“未证明安全”为由继续拒绝。
这种理由是荒诞的，真正科学的方法应该是“无罪推定”。直到有证据证明不安全之前，都应该假定其是安全的。即使是严格的药品研发也是按照同样的方法，一种新药上市之前要经过严格的测试，但在发现毒副作用之前，并不能因其具有“潜在的副作用”就拒绝进行研发，否则哪里来的新药？
3.巨头垄断会否抑制创新？
相比转基因食品的安全性，我更担心农业领域的巨头垄断会抑制技术创新。2015年至今，国际农业领域的重大并购案不断，陶氏化学公司（DOW)以1300亿美元合并世界排名第二的美国化工公司杜邦公司（DuPont）；中国化工(ChemChina)490亿美元收购了种子行业巨头先正达(Syngenta)；德国化工巨头拜耳(Bayer)拟以660亿美元收购另一著名种子公司孟山都(Monsanto)，如果成功的话将建立世界上最大的综合农药和种子公司。这三大天价收购将使全球农业领域从六大公司缩减至四大公司。（上文未提及的是巴斯夫BASF）
竞争委员官员Margrethe Vestager道出了欧盟的担忧：“种子和农药对农民和消费者来说至关重要。我们需要确保有效的市场竞争，让农民能够以实惠的价格购买质量更好的产品。这样的环境才能保持农业公司创新和改善产品的能力。”
不管拜耳最终是否能如愿收购孟山都，农业领域行业集中度越来越高的趋势都难以忽视。这种集中度，或者叫垄断的程度越来越高，其行业门槛也就越高，给后来者进入的机会就越小，对现有“玩家”的威胁就越小，与之相应的，行业的活力、创新力也就越低。
姑且不论政治层面的国家粮食安全问题，仅就技术创新层面的隐患就必须加以重视。高度垄断带来高额利润，如果一家医药公司开发了能一劳永逸、彻底治愈疾病的灵药，它一定也是选择把配方锁到保险柜里，继续卖过去那种要月月服、年年吃的旧药。少数几家行业垄断者坐下来聊一聊就能决定行业利润的分配，谁还会展开激烈的竞争？新技术又要从何而来？
国有企业大锅饭的航空母舰竞争不过市场经济游击队的小舢板，所以计划经济倒下了，市场经济站起来了。但现在行业垄断正在催生新的巨无霸，这究竟是好是坏，现在经济学家们还有争议。但如果站在超越国家、超越民族、超越意识形态，为全人类命运负责的高度来看，这种垄断最好永远不要到来。
注：本文引用的数据来自网络，不排除错漏的可能性，欢迎各行业专家指正，谢谢。
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