转基因水稻产业化的潜在动态效应：基于可计算一般均衡模型模拟的研究_转基因水稻论文

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      转基因水稻是一个涉及我国的主粮安全、食用安全和生态安全等敏感问题的争议品种。在转基因大豆和转基因玉米已为欧美跨国种业巨头垄断的背景下，作为水稻的主产国和消费国，水稻领域的转基因技术自然成为我国抢占国际生物技术市场、保障粮食安全的必然选择。然而，“转基因水稻”这个名词背后涉及的不仅是转基因技术的安全问题，更涉及食品安全和公众情感问题；不仅要考虑政治成本，也要评估经济福利。毫无疑问，转基因水稻的产业化是一个集技术、政治与经济多方利益主体博弈的复杂过程。

      新兴的农作物生物技术育种产业已成为新经济和科技竞争的焦点，并可能改变未来的农业和经济格局(范云六等，2012)。2010年中央“一号文件”明确指出，我国要“抓紧开发具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因和生物新品种，在科学评估、依法管理基础上，推进转基因新品种产业化”，并于2009年启动转基因重大专项，同时还设立一系列的专项资金加以支持，已形成一批抗虫(抗三化螟/鳞翅目类)、抗除草剂、抗病(抗白叶枯病)的转基因水稻品种，并以此表达了发展转基因生物技术的坚定决心。发展转基因水稻保障粮食安全是政策推动初衷，但这一宏观政策目标恰遇公众选择的阻碍。由于水稻是我国居民的主食，在公众普遍抵制的情况下，商业化推广转基因水稻将直接影响稻米的销售(陈超，2008)。在国家利益涉及13亿人的粮食安全、而公众关心的利益仅涉及个人与家庭成员人身安全的发展前提下，如果转基因水稻产业化政策无法协同两种利益，自然演变为矛盾的双方。加之越来越多热点事件的发生是在一些利益集团、组织的操作下发生的，具有较强的组织性和目的性(展进涛等，2013)。这就形成了一种利益的暂时平衡，尽管转基因水稻产业化有着巨大的收益潜力，但由于舆论压力和实际推广的困难，我国政府对转基因作物产业化一直保持谨慎的态度。2009年就已获得安全证书的抗虫水稻“华恢1号”及杂交种“Bt汕优63”，时至今日仍尚未通过水稻品种审定便是证据。然而，当技术进步面对消费者这个变量时，尽管诱致了较为完善的转基因产业化制度变迁亦不可顺利推进。面对资源和环境的约束、人口增长和消费结构的转变而导致粮食需求刚性增长，政府想方设法地实现未来粮食的供需平衡，政府和市场均面临着转基因作物产业化的抉择。但是，我国转基因水稻产业化发展的基础条件是否具备？产业化后可能的经济影响是什么？在公众广泛的质疑下，产业化是否存在适应我国环境的发展方向与策略？这些都是本文要重点讨论的问题。

      二、我国转基因水稻产业化发展的技术创新分析

      2004年以来，11个“一号文件”中，“转基因”曾被五次提及，其中2010年明确提出“继续实施转基因生物新品种培育科技重大专项，抓紧开发具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因和生物新品种，在科学评估、依法管理基础上，推进转基因新品种产业化”；2014年再次明确“加强以分子育种为重点的基础研究和生物技术开发”。从具体的政策实施看，2008年国务院常务会议审议并原则通过了投资约200亿元的转基因生物新品种培育科技重大专项，旨在获得一批具有重要应用价值和自主知识产权的基因，培育一批抗病虫、抗逆、优质、高产、高效的重大转基因生物新品种，提高我国农业转基因生物研究和产业化整体水平。至2013年，我国转基因重大专项研发财政资金累计投入超过53亿元，用以支持农业科研单位和企业开展转基因生物技术研发，其中，仅2014年共计支持超过500家农业科研单位和企业开展转基因生物技术研发，涉及植物、动物、安全监管三个领域，共计164项。国家支持导向和财政经费大力支持，为占领国际技术竞争制高点、积极稳妥推进我国转基因作物产业化创造了坚实的政策基础。

      但是国外种业巨头垄断了大部分的转基因核心技术。在功能基因方面，孟山都拥有专利284件、杜邦先锋432件、先正达233件。其中，在抗虫基因方面，全球cry基因包括同族专利在内共有6274项专利，不包括同族专利在内共有551项专利，约70%以上的抗虫基因专利被孟山都等种业巨头掌控，我国授权的cry基因专利也有35%被掌握。在抗除草剂基因方面，全球约有EPSPS基因(包括同族专利在内)1327件，约84.5%为国外种业公司拥有，并且孟山都在抗除草剂基因方面控制了绝大部分的核心专利，权利范围覆盖功能基因序列、启动子、基因获得方法和导入方法以及导入基因的获得物；在基因转化技术方面，孟山都有专利170件，杜邦先锋和先正达分别拥有226件和215件；在调控元件方面，孟山都有专利68件，杜邦先锋138件，先正达100件，其中分别包括启动子专利60件、130件、78件；在转基因品种方面，孟山都总共有8种转基因农作物的38个转化品系获准产业化，杜邦先锋和先正达分别有15个转化品系。全世界50%以上的转基因抗虫品种和69.2%的抗草甘膦作物品种都属于孟山都①。

      然而，就转基因水稻技术而言，我国处于国际水平，目前已培育出一批具有自主知识产权的水稻品种。国家对生物技术的财政支持，加强了作物功能基因序列、启动子、基因获得方法和导入方法等转基因生物技术的基础研究力度，推动了我国转基因生物知识产权自主创新水平在短期内获得快速提升。我国转基因作物研发重点主要集中在水稻、玉米、小麦、大豆和油菜等5类粮油作物领域。从表1可以看到，2002-2010年我国五大类转基因粮油作物获批研发与生产安全许可共计958项，此外还有其它经济作物49类共计272项获批。从研发获批数量上来看，大部分转基因作物研发仍处在中间试验阶段，但转基因水稻有大量品种进入生产性试验环节，对未来产业化提供了初步的技术支撑。具体从用于水稻遗传转化的基因来看，遗传转化基因主要分为外源基因和内源基因，我国科研机构主要在水稻内源基因方面获得了一批具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因，如产量性状因子(I-PA1、DEP1、GW8、GIF1、Gn1、Gs3、gw2、MOC1)、抗稻瘟病基因(Pi9、Pi2、Pid2)、抗白叶枯病基因(Xa21、Xa27、Xa5)、抗逆基因(SKC1)、抗虫基因(BPH14)和米质性状基因(ALK、GC6、fgr)等，其中从对应的转基因水稻品种来看，有抗鳞翅目害虫的转基因水稻Bt汕优63、华恢1号、明恢86和克螟稻等系列品系，有抗草胺膦除草剂的直播稻TR3等转Bar基因水稻品系，有耐盐和耐旱相关基因(SKC1、mtlD、CMO、BADH)导入到不同主栽稻品种的耐盐耐旱品系，有将抗白叶枯病基因(Xa21、Xa27、Xa5)和抗稻瘟病基因(Pi9、Pi2、Pid2)导入到全国不同生态区域主栽稻品种的抗病品系，有将氮磷高效利用基因导入水稻品种的养分高效利用品系，以及高产转基因水稻品系(李黎红等，2012)。但可以用于水稻遗传转化的外源基因，如抗螟虫Bt基因(crylAb、crylAc、cry2A、cry1C)、抗褐稻虱基因(GNA、SKTI)、抗Basta除草剂基因Bar、抗草甘膦除草剂基因EPSPs、维生素A合成途径3个关键酶基因、大豆铁结合蛋白基因、耐盐基因(BADH、CMO)、抗纹枯病基因(Chitinase)、稻瘟病抗性基因(Chitinase、RIP)、抗白叶枯病基因(抗菌肽B)等(李黎红等，2012)，大都属于国外种业巨头公司的专利，我国如使用该类外源基因导入常规主栽稻品种将缺乏自主知识产权。

      

      然而，从品种特性上看，我国转基因水稻已获得安全证书及在研的大多数转基因水稻品种为抗病、抗虫、抗除草剂与高产等单一性状，较之跨国种业的双性状或多性状品种有着很大的差距，这不仅体现在品种的市场竞争力上，单一性状品种更容易导致病虫害和杂草的抗性增强与次生虫害引发等问题。而且值得注意的是，我国转基因技术研发环节存在明显的上、中、下游脱节的情况，较少的科研机构同时在各环节均具备较强研究能力，并能够同时对上游的基因克隆研究、中游的转基因研究和下游的转化事件研究和育种研究相结合。以承担国家重大转基因专项的200多个科研机构为例，目前同时涵盖研发上、中、下游研究机构的仅占所有科研机构的15%左右。在当前科研机构担当研发主体的格局下，研发环节的分离源由于科研评价体制在学术论文、专利等成果产出的评价比重较大，因此科研机构及研究人员更多关心在本领域的学术成果而非技术成果的市场化应用与效果，这也进一步导致研发的分散无序竞争。我国已在水稻基因测序、组学研究及转基因技术和分子育种等各环节上均取有重要进展，当前面临的最重要问题是如何对现有研发机制加以完善和创新，通过市场运作把分割的技术环节整合在一起形成完整的技术链条和产业化链条(谭涛等，2014)。

      三、转基因水稻产业化对我国经济的动态影响

      转基因技术是支撑未来农业发展的核心技术之一，也是现代农业科技的发展趋势。尽管利用现有耕地资源并保持种植面积一定的增长幅度，就可以实现水稻的供需平衡，但如上所述我国已具有一定数量自主知识产权且监督制度相对完善，如果现有的转BT基因水稻产业化，其对我国的经济影响如何？正面抑或是负面？需要进行系列评估。

      (一)经济影响评估的情境设置

      表2列出了主要研究机构或学者对不同种类的转基因水稻生产效应的主要研究结论。该直接生产效应主要测算产量、农药(含杀虫剂)使用量、单位面积生产成本、单位面积产值、单位面积收益等变化。总体而言，转基因水稻在提高产出效率和节约中间投入上取得了较好的效果。这里设计转基因水稻产业化中等程度的模拟场景②，假设其产出增长10%、农药等中间投入下降导致对化学部门的产品需求减少3%；转基因稻谷产业化较高的模拟场景，假设其产出增长15%、农药等中间投入下降导致对化学部门的产品需求减少8%。关于产出增长增加的比例，中等程度的比例设定主要参考表2现有文献中的转基因水稻产出增长数据，但考虑到转基因生物安全证书的发放周期和水稻品种的研发周期，现有文献中的水稻品种相对偏早，因此，较高程度的模拟场景假设转基因水稻产出增长的比例为15%。关于化学农药减少的比例，这个比例取决于：一是目前水稻农药等化学产品对全国化学和生物农药的总产量的比例；二是今后转基因抗除草和BT转基因水稻，抑或是会出现抗稻飞虱的转基因水稻。此外，关于转基因水稻种植面积的比例设定问题，如果转基因产业化后，为了迎合消费者的需求，应该不可能将水稻全面转基因，而且就转基因水稻适应的区域也不可能全面放开，但由于受制于部门的拆分因素，以及缺乏转基因作物的投入产出结构数据，难以建立一个新转基因作物的部门说明“此消彼长”的效果。全盘种植考虑则可以便利化模拟，如在估计农资成本投入降低时可取一个较为平均的值。

      (二)产业化经济效应分析

      如表4和表5所示，转基因水稻产业化将对我国农产品价格和供给产生显著影响，除了水稻价格下降，其余农作物价格普遍提高。在方案a模拟场景下，水稻价格由于产量的增长而显著下降(短期下降16.610%，长期下降13.824%)，其他农作物价格上涨，其中土地集约型的农作物涨幅最明显。相对基期，短期内，糖料作物价格上涨0.553%，大豆价格上涨0.457%，小麦价格上涨0.293%，玉米价格上涨0.282%，纤维作物价格上涨0.272%，蔬菜和水果价格上涨0.1299%，其他作物种植业价格上涨0.043%。随着这些农作物价格的变化，农作物供给也相应变化。相对基期，在方案a模拟场景下，短期内，水稻、糖料作物、纤维作物、大豆、小麦、玉米、蔬菜和水果和其他作物种植业的供给分别提高5.309%、0.340%、0.283%、0.264%、0.259%、0.206%、0.102%和0.060%。长期而言，伴随转基因水稻产业化在单产方面的增长，农作物供需调整趋于合理化，农作物价格较短期而言变化幅度缩小。水稻价格下降13.824%，糖料作物价格上涨0.385%，大豆价格上涨0.377%，小麦价格上涨0.251%，玉米价格上涨0.241%，纤维作物价格上涨0.223%，蔬菜和水果价格上涨0.157%，其他作物种植业价格上涨0.066%。其他农作物价格的上涨主要因为劳动力生产要素从水稻产业部门流出并直接流出农业部门，而非产业间的生产要素流动而导致的成本上升；也可能是由于消费市场的需求增加。

      与方案a模拟场景相比，方案b转基因水稻产业化高模拟场景对农产品价格和供给的影响稍微明显一些，而且长期效应也能体现。在方案b模拟场景下，水稻价格短期下降24.277%、长期下降20.449%，其他农作物价格也呈现普遍上涨趋势。其中，糖料作物、大豆、小麦、玉米和纤维作物的价格短期分别提高0.810%、0.668%、0.427%、0.411%、和0.399%，长期分别提高0.575%、0.560%、0.374%、0.359%和0.330%。在农作物价格变化的影响下，农作物供给也相应变化。相对基期，在方案b模拟场景下，短期内，水稻、糖料作物、大豆、小麦、玉米和纤维作物的供给分别提高8.084%、0.497%、0.386%、0.379%、0.302%和0.417%，长期分别提高6.893%、0.468%、0.403%、0.406%、0.294%和0.437%。

      

      

      随着转基因水稻产业化在水稻相关产业生产成本的节约，以水稻作为原料的谷物磨制业价格下降最为明显，在方案a模拟方案下，谷物磨制业价格短期下降9.927%，长期下降8.797%；在方案b模拟方案下，短期和长期分别下降14.494%和13.017%。因此其产出增长也最为显著，在方案a模拟方案下短期和长期分别提高5.846%和5.157%；在方案b模拟方案下短期和长期分别提高8.805%和7.857%。由于更多的土地用于生产农作物，且伴随着转基因水稻带来的技术效应，劳动力和其他农业资源可以更多地用于生产其他农产品，导致其他农业资源价格下降，降低其他农产品的生产成本，这将导致畜产品价格和食品加工业等劳动和技术密集型在内的其他农产品价格普遍下降。如在方案a模拟方案下，短期内，其他动物饲养业价格下降0.489%，制糖业价格下降0.381%，其他肉制品加工业价格下降0.377%，植物油和脂肪加工业价格下降0.367%。长期而言，其他动物饲养业价格下降0.452%，制糖业价格下降0.349%，其他肉制品加工业价格下降0.357%，植物油和脂肪加工业价格下降0.340%。随着这些农产品价格的下降，短期内，其他肉制品加工业、植物油和脂肪加工业、其他动物饲养业和制糖业的生产分别提高0.661%、0.528%、0.353%和0.341%；长期而言，分别提高0.633%、0.493%、0.358%和0.316%。方案b模拟方案的结果与方案a模拟方案基本一致，只是影响效应都相对明显一些。

      

      

      农产品价格的变化也会影响农业生产要素在农业各部门及不同作物之间的分配。转基因水稻产业化带动的技术进步和单产增加，使得水稻价格显著下降，水稻种植业中所需要投入的劳动力生产要素减少，因此，水稻种植业的就业减少，相对基期，在方案a模拟方案下，水稻种植业的短期就业减少8.193%，长期减少7.958%；在方案b模拟方案下，水稻种植业的短期就业减少12.271%，长期减少11.882%。伴随转基因水稻产业化带来的国内市场扩张效应，国内扩张效应越大的农产品，其产业就业的增长越明显。

      在转基因水稻产业化的国内市场扩张和出口需求效应的双影响下，随着出口价格普遍下降，引发畜产品价格和食品加工业等劳动和技术密集型在内的其他农产品的出口量增加、进口量减少。其中，以水稻为原料或者以水稻的互补或替代性的农产品为原料的进出口变化最为明显。在方案a模拟方案下，其他动物出口短期、长期分别增长0.631%和0.58%，进口短期、长期分别下降0.268%和0.220%；在方案b模拟方案下，其他动物出口短期、长期分别增长0.922%和0.858%，进口短期、长期分别下降0.390%和0.318%。

      四、研究结论与讨论

      本文首先从市场供需、制度供给和技术创新三个方面分析了我国转基因水稻产业化发展的基础条件，并对转基因水稻产业化可能产生的经济影响进行了评估，试图从制度与市场两个层面探讨我国转基因水稻产业化的可能性以及发展策略。研究表明，我国转基因水稻产业化的监管制度已初步完备，并且利用内源基因已获得一批具有自主知识产权的转基因水稻品系；对转基因水稻产业化的经济影响评估来看，转基因水稻产业化带动的技术进步和单产增加，将会导致水稻和以水稻为原料的其他农产品价格下降，其余农作物及价格普遍提高；农业生产要素在农业各部门及不同作物之间的分配也进一步调整，水稻价格下降，水稻种植业中所需要投入的劳动力生产要素减少，制造业部门的劳动力就业增长，尤其是谷物磨制业就业增长最明显，这主要是因为谷物磨制业是以水稻为原料，水稻价格的下降使得谷物磨制业生产扩大。随着水稻产出显著增长，我国水稻出口大量增长，国产水稻对进口水稻的替代率提高，进口水稻数量减少，在一定程度上保障了我国稻米供给。

      考虑到政治、经济、知识产权等因素的影响，我国政府对转基因主粮的产业化问题依然谨慎。虽然充分利用现有耕地资源并保持一定比例的水稻种植面积增长，即使到了人口高峰时期，我国依然可以满足稻米的供需平衡。然而这种发展形势并不利于我国农业的可持续发展，食物结构的转变将增加对畜禽产品的消费进而促进饲料粮需求的快速增长，人口红利的逐渐消失也将会推动种稻成本的增加，进口大米将更具价格优势，过度抽取地下水来满足不断增长的稻米需求最终将导致含水层耗竭，水资源的缺乏对水稻生产的影响也开始显现，大肆扩张水稻生产已使东北地区的黑土层厚度不断变薄、土壤肥力流失或退化严重，资源和环境要素约束业已成为我国水稻产业的发展难题，水稻的保供战略实际已面临技术瓶颈。

      因此，本文认为转基因水稻产业化的方向，可以优先发展节水或抗旱型转基因水稻品系，缓解水资源匮乏而可能导致的水稻供需失衡；优先发展肥料营养高效利用的转基因水稻品系，充分利用我国非高产的占全部耕地2/3的中低产田耕地资源，降低对东北稻区的依赖，逐渐恢复黑土生态；优先发展具有自主知识产权的转基因水稻品系，降低主粮转基因技术的外控性；优先发展营养增强或品质改良型转基因水稻品系，注意收入水平提高产生的大米消费偏好的转变。在推进转基因水稻产业化进程中，不同利益主体恰当发挥角色功能与作用，转基因技术的科学问题应交给科学家解决，科学家负责为公众解惑答疑；公众应理性、客观地对转基因水稻产业化进行分析、判断，维护自身正当的消费者权益；政府须以国家宏观战略的角度负责监管和审核转基因技术研究的规范性与转基因食品的安全性，将转基因技术的基础研究储备与产业化应用分开考量，适时推进有产业需求和消费需求的转基因水稻品系；同时要考虑到后转基因水稻产业化的种业安全，加强上游的基因克隆研究、中游的转基因研究和下游的转化事件研究和育种研究的协同创新，着力构建有持续的创新能力以及把创新成果具体应用的产业体系。此外，在推进优先发展的水稻品系同时，法律法规的实施也需要执法部门的严格执行，禁止私自违规育种制种的违法事件，防止转基因技术、转基因生物违规扩散。执法不到位现象间接引起了公众对我国转基因监管严格程度的质疑，给产业化应用社会舆论造成负面的影响，影响了公众对转基因食品安全的信心。因此，也需要加强转基因生物技术的科学普及、交流和宣传，及时客观准确地向公众提供转基因生物技术决策和安全方面相关信息，给予消费者充分的知情权与选择权，要通过公众参与的转基因生物安全风险交流机制，形成民主环境，使转基因生物技术能够得到安全有效、持续健康发展。

      ①数据来源于中国农业科学院农业知识产权研究中心，在此表示感谢。

      ②论文中采用的转基因作物产业化CGE模型，其基本框架源于湖南大学与莫纳什大学联合开发的中国可计算一般均衡模型(CHINGEM模型)，此模型是在ORANI模型的基础上进行构建开发的。对中国而言，如果今后要扩大转基因作物产业化的范围，既需对转基因作物的种植路径进行科学设计，又要优化安全性评价制度，让公众更加了解转基因产品，服务转基因产品的商业化，还需评估全球转基因作物产业化的发展影响。在综合评估内容上，则需要进一步加强对转基因产业化的利弊影响程度、结构化分析以及长短期影响。当然，CGE模型仅仅是一个建模分析工具，必然也存在一些缺陷。这里，论文将吸纳GTAP模型的主要优势，构建转基因作物产业化的CGE模型，丰富各类模拟场景，差别化短期和长期效果。受数据局限，模型没有区分转基因作物和非转基因作物部门。同时，从模拟便利化和经济效应研究的考虑，假设转基因水稻全面种植，不区分具体的转基因水稻的选择，而直接从转基因水稻的经济特性中推断出一个较为合理的变化值。因此，模拟结果的收益将有所高估，但可反映大趋势的变化。

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