目前，转基因作物生物安全性争论的焦点之一是其可能对有益生物或生态系统服务功能产生影响。棉田节肢动物群落是一个以棉花为中心的多种害虫、天敌和中性节肢动物共存的复杂网络系统。转Bt基因棉花能有效控制棉铃虫的危害，但对转基因棉田节肢动物群落结构产生较大影响，特别是棉田中害虫的地位发生了变化，植食性蝽类、粉虱、蚜虫、叶蝉等次要害虫的数量增加，并成为转Bt基因棉田捕食性天敌重要的食物来源。因此，本文通过系统调查的方法，评价了转基因棉对棉田节肢动物群落结构和功能的影响。通过生命表方法，分析了转基因棉田目标害虫和非目标害虫种群消长的关键因素。通过食物链测定法，明确了转基因棉在作物-害虫-优势种捕食性天敌生物链中的生态毒性及生态效应。此外，通过系统调查的方法，研究了转基因棉田中后期释放赤眼蜂的增强控害作用，分析了不同邻作方式转基因棉田地表节肢动物天敌的群落特征和迁移规律，探明了作物布局方式对转基因棉田节肢动物群落的影响，以期构建转基因抗虫棉田的害虫综合治理体系。在前述研究的基础上，结合国内外相关研究报道，制定了转基因棉的风险评估和风险管理技术指南。具体研究结果如下：1．转基因抗虫棉田节肢动物群落的结构与动态以亲本常规棉(石远321)棉田为对照，对双价抗虫棉(SGK321)棉田节肢动物群落、害虫及其天敌种群动态进行了系统研究。结果发现，SGK321棉田和常规棉田的节肢动物多样性差异不显著，物种多样性指数分别为0.975和0.967。但SGK321棉田节肢动物总数量比常规棉田降低了53.9％，这主要是基位物种数量显著减少。SGK321及其亲本常规棉田的害虫和捕食性天敌的种类基本相同，但数量差异较大。SGK321对靶标害虫棉铃虫具有很好抗性，种群数量比对照棉田减少了89.5％；并对棉蚜、棉粉虱、绿盲蝽、小绿叶蝉等非标靶害虫的发生具有一定抑制作用，其种群数量分别降低64.5％、15.6％、21.8％和33.7％。SGK321棉田龟纹瓢虫和中华草蛉的种群数量分别比对照增加34.0％和9.1％，但异色瓢虫、小花蝽、异须盲蝽、蚜茧蜂和蜘蛛类等其他主要天敌的数量则分别降低28.6％、6.5％、43.1％、44.7％和14.0％。由此表明，双价抗虫棉SGK321在对棉铃虫具有较好抗性的同时，对棉田主要非标靶害虫也都有一定抑制作用，对某些天敌种类的种群动态存在不利影响，但对棉田节肢动物多样性动态没有显著影响。2．转基因抗虫棉对目标害虫和非目标害虫的影响采用罩网和开放式观测相结合的方法，以亲本常规棉为对照，分别对转Bt基因棉(GK12)棉田和双价抗虫棉(SGK321)棉田棉铃虫和棉蚜自然种群消长的关键因素进行了分析。结果发现，(1)与常规棉相比，单、双价抗虫棉对棉铃虫一龄幼虫均有较好的控制作用，这主要是抗虫棉体内Bt蛋白的致死效应；但单、双价抗虫棉对棉铃虫卵存活率的影响不同，单价抗虫棉田棉铃虫卵的存活率较低，双价抗虫棉田棉铃虫卵的存活率较高。天敌捕食也是影响棉铃虫种群的重要因素，是棉铃虫卵消亡的关键因素，对低龄幼虫也有较强控制作用，且天敌捕食作用在转基因棉田及其亲本常规棉田相近。(2)与常规棉相比，单、双价抗虫棉对棉蚜种群的自然控害作用(天敌捕食、风雨、天敌寄生、病原物、生理等)未产生显著影响；天敌捕食作用对棉蚜自然种群的控制作用最强，且天敌捕食作用在转基因棉及其亲本常规棉田相近；除双价抗虫棉田棉蚜的发育历期较对照显著延长外，单、双价抗虫棉对棉蚜的发育和繁殖无显著不利影响。由此表明，Bt蛋白的致死效应是影响单、双价抗虫棉田靶标害虫棉铃虫种群消长的关键因素，天敌捕食作用次之；捕食性天敌对非靶标害虫棉蚜具有较好的自然控制作用，是影响棉蚜自然种群数量动态的关键因子。对两种防治措施下转Bt基因棉(新棉33B)田绿盲蝽发生与为害的系统调查发现，采用生物农药和低毒化学农药防治4次，Bt棉田绿盲蝽的发生为害较为严重，9月上旬发生高峰期种群密度为7.2头／10株，显著高于防治指标，二代绿盲蝽为害高峰期，叶片被害率为19.4％；采用当地棉衣化学防治方法施用农药7次，Bt棉田绿盲蝽发生为害较轻，8月中旬发生高峰期时种群密度为2.0头／10株，二代绿盲蝽为害高峰期，叶片被害率为4.8％。由此表明，绿盲蝽已成为转Bt基因棉生产中的重要问题，利用Bt棉的抗虫性减少用药后，不能有效控制其危害，必须增加用药次数。因此，应加快绿盲蝽在转Bt基因棉田的生态调控研究。3．转基因抗虫棉对捕食性天敌的影响为明确转Bt基因棉对捕食性天敌的生态效应，以室内单头饲养的方法，比较了取食常规棉泗棉3号、转Bt基因棉GK12和新棉33B／新棉99B上的棉粉虱或棉蚜对龟纹瓢虫、中华草蛉、丽草蛉、大草蛉和粉舞蛛存活、发育和繁殖的影响。结果发现：(1)与取食常规棉上棉粉虱的对照相比，GK12上的棉粉虱对中华草蛉幼虫存活和发育没有显著不利影响。两个品种Bt棉相比，取食新棉33B上的棉粉虱，草蛉幼虫期和茧期存活率较低，发育历期较长，羽化成虫全为雌性。(2)与取食常规棉上棉粉虱的对照相比，GK12上的棉粉虱对龟纹瓢虫幼虫发育历期和成虫体重无显著影响，幼虫期死亡率较低。两个品种Bt棉相比，取食新棉33B上的棉粉虱，瓢虫幼虫死亡率较低。(3)与取食常规棉上棉蚜的对照相比，GK12上的棉蚜对丽草蛉第一代和第二代的幼虫死亡率、茧死亡率、幼虫发育历期、茧历期、茧重及成虫性比均无显著影响；但第一代成虫的产卵期缩短，产卵量较少，第二代成虫所产卵的孵化率较低。两个品种Bt棉相比，取食新棉99B上棉蚜的第一代丽草蛉，幼虫期和茧期较短，茧重较低，成虫所产卵的孵化率较低，第二代的发育和繁殖则无显著差异。(4)与取食常规棉上棉蚜的对照相比，GK12上的棉蚜对大草蛉幼虫期和茧期的死亡率和发育历期、成虫性比、雌成虫寿命和成虫所产卵的孵化率没有显著影响；但茧较重，雌成虫比例较高，单雌产卵量较高。两个品种Bt棉相比，幼虫期取食新棉99B上的棉蚜，大草蛉的雌成虫比例较低，单雌产卵量较低。用3个品种棉花上的棉蚜混合饲养时，大草蛉的茧期较对照延长，茧较重，雌成虫比例较高。(5)．粉舞蛛可以猎食棉蚜，但单独捕食棉蚜不足以长期维持若蛛的生存和发育；与果蝇混合饲养能显著提高若蛛存活率和体重。在转基因棉和亲本常规棉、猎物不足和猎物过量、单一种类猎物饲养和混合饲养(棉蚜和果蝇)等不同处理组合中，均未见双价抗虫棉SGK321上的棉蚜对粉舞蛛若蛛的生存曲线和体重增长产生不利影响。由此表明，转Bt基因棉上不同种类的植食性害虫对捕食性天敌的影响不同，同种植食性害虫种类对不同的捕食性天敌昆虫的影响有所不同，不同品种的Bt棉对捕食性天敌的影响不同；供试的Bt棉-害虫-捕食性天敌昆虫三级营养关系的案例研究中，发现Bt棉上的棉蚜对丽草蛉具有一定不利影响。4．转基因抗虫棉田害虫的生物生态调控通过系统调查的方法，研究了转基因棉田中后期释放赤眼蜂对棉铃虫的控制效果及生态效应的增强作用。结果发现，在抗虫杂交棉(鲁棉研15号)棉田2、3代棉铃虫时期分别连续释放3次赤眼蜂，对棉铃虫具有很强的控制作用，2、3代棉铃虫卵的被寄生率分别为66.0％～70.7％和76.0％～81.2％，均显著高于化防田的自然寄生率(2代：7.0％～12.3％，3代：5.2％～7.4％)；蕾铃被害率分别为2.2％和3.1％，均显著低于化防田(2代：8.5％，3代：20.9％)。2代棉铃虫时期，放蜂田和化防田的棉铃虫卵量和幼虫数量差异均不显著，但3代棉铃虫以后，放蜂田棉铃虫卵量和幼虫数量均显著低于化防田。放蜂田的捕食性天敌数量显著高于化防田。由此表明，抗虫杂交棉田通过释放赤眼蜂可有效防治棉铃虫，降低其为害，并有利于棉田捕食性天敌的保护。运用陷阱法对小麦／玉米-棉花交错带、苜蓿-棉花交错带、棉花-棉花交错带的抗虫杂交棉(冀抗668)棉田及其邻作田的地表节肢动物天敌群落进行了抽样调查。结果发现，与不同作物邻作，可以显著改变转Bt基因棉田地表节肢动物天敌的种类数、个体数量和群落特征；棉田与其邻作田之间地表节肢动物天敌存在迁移，地表天敌数量的季节性波动趋势与其邻作苜蓿田或小麦／玉米田基本一致；与小麦／玉米邻作有利于棉田地表节肢动物天敌亚群落的发生和发展，地表节肢动物天敌物种最丰富，平均为13.3种；个体数量较高，平均为75.1头；物种多样性指数最高，为1.743。由此表明，可以通过调整作物邻作方式增加棉田天敌数量。运用群落生态学方法比较了蔬菜-棉花布局、果树-棉花布局、花生-棉花布局及单作棉田4种不同作物布局方式对抗虫杂交棉(鲁棉研15号)田节肢动物群落结构的影响。结果发现，不同作物布局对棉田节肢动物群落结构影响较大，果树-棉花布局棉田节肢动物群落的多样性较高，群落更稳定，并可通过增加天敌数量增强控害效果，是值得推广的作物布局方式；花生-棉花布局棉田的节肢动物群落多样性增加，但害虫的种类、数量和多样性均有增加，应谨慎采用；蔬菜-棉花布局则会增加棉田害虫的种群数量，降低节肢动物群落多样性，不宜采用。5．转Bt基因棉风险评估和风险管理技术指南根据本文研究及文献报道，制定了转基因棉的风险评估和风险管理技术指南，内容包括转Bt基因棉风险评估所需要的基本信息，转Bt基因棉的非靶标效应、基因流、害虫抗性、生态适应性等风险评估的内容和方法，及转Bt基因棉从实验研究、环境释放、商业化生产到越境转移等不同阶段的风险管理技术。综上所述，本文率先系统研究了双价抗虫棉对棉田生态系统的影响，以及蜘蛛类天敌的棉田生态效应；首次明确了Bt棉上不同植食性害虫对捕食性天敌的影响不同，同种植食性害虫对不同种类的捕食性天敌的影响不同，不同品种Bt棉对同种捕食性天敌的影响不同，并发现取食Bt棉(GK12)上的棉蚜对丽草蛉具有一定不利影响；证实了地表节肢动物天敌的田间迁移、转基因棉田中后期释放赤眼蜂的控害效果、以及调整作物布局对棉田节肢动物群落的影响；制定了具有较强可操作性的转基因棉风险评估和风险管理技术指南。该研究有助于揭示寄主植物-植食性昆虫-天敌之间的时空动态联系，揭示天敌功能团的协同控害作用及内稳定性，揭示转基因植物对生态系统服务功能的影响，为转基因棉田害虫的生态与生物综合治理提供理论及实践的依据，并对我国转基因棉的风险评估和风险管理具有重要指导作用。