پاتوژن‌های خاک‌زاد دغدغه‌هایی فراتر از نقصان محصول و صدمات اقتصادی به همراه دارند.

پاتوژن‌های مخرب مربوط به برگ گیاهان قادرند خسارات سنگینی به بخش کشاورزی وارد کنند.

به نظر می‌رسد روش تحلیل خطر آفات ملاک اصلی طبقه‌بندی یک پاتوژن از نظر مخرب بودن در اکوسیستم است.

سیستم‌های گیاهی طبیعی و کشاورزی از اصلی‌ترین بخش‌های تأمین‌کننده غذای جوامع بشری‌اند به طوری که موفقیت یا شکست بسیاری از ملل ناشی از وضعیت سلامت سیستم‌های گیاهی آن‌ها بوده است. تاریخ نمونه‌های بسیاری از شیوع بیماری‌های مسری در انسان‌ها را بازگو می‌کند که به ناآرامی‌های اجتماعی و بی‌ثباتی‌های سیاسی منجر شده‌اند. با وجود یکسان بودن پیامدهای بلندمدت بیماری‌های گیاهی و انسانی، روند شیوع بیماری‌های گیاهی به طور قابل ملاحظه‌ای متفاوت با بیماری‌های انسانی است، زیرا به سرعت به ناآرامی‌های سیاسی خواهد انجامید. گیاهان عمده‌ترین بخش تولید غذای جامعه جهانی را بر عهده دارند، به طوری که در ملل کمتر توسعه‌یافته که غالباً از رژیم‌های غذایی بر پایه گیاهان  استفاده می‌کنند، هرگاه سیستم گیاهی دچار خللی شود، پشتیبانی خاصی برای تأمین غذا وجود نخواهد داشت و کاهش دسترسی غذایی را شاهد خواهند بود. در کشورهای توسعه‌یافته، رژیم‌های غذایی ترکیبی از فراورده های گوشتی و گیاهان هستند. لذا اگر سیستم‌های گیاهی با مخاطره روبه‌رو شوند تنها روی قیمت‌ها اثرگذار خواهند بود و اگر این مسئله تداوم یابد، در نهایت شاهد تقلیل استانداردهای زندگی خواهند بود. منابع گیاهی به عنوان غذای مصرفی، تهیه علوفه، صنعت نساجی، تهیه چوب و الوار و حتی سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرند، لذا هر ملتی برای بقای استانداردهای مناسب زندگی، ملزم به حفظ و پاسداری از منابع گیاهی خودند (Stack and Fletcher, 2007). خطرهایی که منابع گیاهی را تهدید می‌کنند بسیار زیادند و در هر لحظه امکان مواجهه با آن‌ها وجود دارد (Fletcher and Stack, 2007; Strange and Scot, 2005؛ فصل چهارم، Gamliel). در پی پیشرفت علوم، فناوری‌های ارتباطی، افزایش جابه‌جایی مردم و حمل‌ونقل گیاهان، تولیدات گیاهی و افزایش خطر پراکنش بین‌المللی پاتوژن‌های گیاهی برای ضربه زدن به اقتصاد یا گنجایش تولید غذای یک کشور، این تهدیدات و خطر مواجه شدن با آن‌ها به شدت در حال افزایش‌اند (Cosagrande 2000; Nutter and Madden, 2002). لازم است که هر ملتی متناسب با شرکای تجاری و میزان مشارکتش در برنامه‌های امنیت غذایی جهان، به توسعه امنیت زیستی مؤثر بپردازد.
اصطلاح امنیت زیستی به طور گسترده‌ای در متون گوناگون استفاده می‌شود و غالباً، وجود تفاوت‌ها در معنی و شرح آن به رویکردهای سیستمی بستگی دارد که از این اصطلاح استفاده می‌کند. هدف در این فصل معرفی حالت‌های آمادگی برای حفظ امنیت است و این راهکارها توصیه می‌شود: 1) امنیت زیستی آزمایشگاه‌ها، حالتی از آمادگی است که کنترل و نظارت دقیق در ورود و خروج ارگانیسم‌های خاص موجود در آن آزمایشگاه را تضمین کند؛ 2) امنیت زیستی جغرافیایی حالتی از آمادگی است که حضور یا عدم حضور یک ارگانیسم خاص در منطقه مشخصی را تضمین کند؛ 3) امنیت زیستی گیاه حالتی از آمادگی است که گیاهان اکوسیستمی طبیعی و تحت نظارت را از تهدیدات بیولوژیک محافظت کند؛ 4) امنیت زیستی کشاورزی حالتی از آمادگی است که در آن به واسطه پیشگیری از انتشار عوامل بیماری‌زای بیولوژیکی و مدیریت و بازیابی از این شرایط، تولید ایمن و مستمر منابع غذایی، غذای حیوانات و فیبر تضمین می‌شود.

چالش‌های فرا روی امنیت زیستی محصولات کشاورزی
امنیت زیستی محصولات کشاورزی مربوط به گیاهانی است که به عنوان محصولات غذایی، غذارسانی، نساجی و سوخت کشت و زرع می‌شوند. آمادگی برای حفظ و بهره‌وری از این گونه سیستم‌ها با دامنه وسیعی از چالش‌های مستقیم و غیرمستقیم در کوتاه‌مدت یا درازمدت مواجه است. چالش‌های پیش رو ممکن است آشکارا (مانند گونه‌های مهاجم)، به طور ناشناس (مانند قراردادهای تجاری بین‌المللی)، به صورت مستقل از هم یا وابسته به یکدیگر ظاهر شوند.
تهدیدات بیولوژیکی بسیاری در مقابل سیستم گیاهان طبیعی و کشاورزی وجود دارند که برای امنیت زیستی محصولات کشاورزی چالش‌برانگیز خواهند بود (فصل پنجم، Gamliel et al). علاوه بر تهدیدات بیولوژیکی، بسیاری از چالش‌های امنیتی ناشی از ضعف زیرساختی، مشارکت‌های بین‌المللی ناکافی و عدم بهره گیری از فناوری‌های جدید است. ذکر فهرستی از تمامی چالش‌های موجود در این فصل ناممکن است، لذا تنها به بررسی موارد خاصی چون رشد جمعیت، جهانی‌سازی، تغییرات آب‌وهوایی و تروریسم زیستی می‌پردازیم.

رشد جمعیت و توزیع آن
طبق آمار، در 100 سال گذشته روند افزایش جمعیت جهان و رشد گسترده شهرسازی، تولید غذا را با چالشی جدی مواجه کرده است. پرسش این است که آیا قادر خواهیم بود تا سال 2050 برای جمعیتی بالغ بر 9 میلیارد نفر به سهولت غذا تولید کنیم؟ با رشد شگرف جمعیت، به سیستم‌های گیاهی پر بازده و با قدرت تولید بالا نیاز خواهد بود. به علاوه از تبعات رشد کنترل نشده جمعیت، می‌توان به تغییر کاربری زمین‌ها و تجاوز به اراضی کشاورزی اشاره کرد.
فشارهای ناشی از رشد شهرسازی، دولت‌ها و صنایع سرمایه‌گذاری را از بخش کشاورزی غافل کرده است. با توسعه اقتصادی کشورها و پیوستن به سیستم تجارت جهانی، شاهد تغییر رژیم‌های غذایی از گیاهان به مواد گوشتی خواهیم بود. این دو عامل غالباً نتیجه کاهش تحقیقات اساسی و کاربردی در زمینه بیولوژی گیاهان و سیستم‌های کشاورزی است، که به جابه‌جایی اولویت تحقیقات منجر شده‌اند. به طور مثال، به جای تمرکز بر برنامه‌های تولید گیاهان مصرفی انسان بیشتر به تولید علوفه وگیاهان مصرفی دام‌ها پرداخته شده است.
چالش دیگری که پیش روی امنیت زیستی محصولات کشاورزی و به طور کلی امنیت غذایی وجود دارد ایجاد رقابت برسر استفاده ازگیاهان برای تأمین غذا یا سوخت است. زیرا مصرف جهانی سوخت‌های فسیلی ممکن است علاوه بر مسائل اقلیمی جاری، استفاده از سوخت‌های جایگزین و تجدیدپذیر در حال توسعه را نیز به دنبال داشته باشد. در میان سوختهای زیستی، گیاهان جانشینی برای سوخت‌های فسیلی محسوب می‌شوند. یکی از پیامدهای گرایش به مصرف سوخت‌های زیستی (بیولوژیکی)، افزایش میل تولیدکنندگان به تولید گیاهان برای مصارف سوختی به جای تولید محصولات اساسی کشاورزی برای تأمین غذا و غذارسانی است. این مسئله در واقع تهیه و دسترسی غذا را با مشکل روبه‌رو خواهد کرد. همچنین نظیر بحثی که پیش‌تر در خصوص تأکید بر مواد غذایی در مقابل خوراک دام مطرح شد، بهره‌گیری از گیاهان به منظور تولید سوخت، الگوی برنامه‌های اصلاحی گیاهان را در جهت خصوصیاتی سوق داد که در فرآوری مواد گیاهی به ماده سوختی مؤثر است.
متأسفانه هنگامی که صحبت از سرمایه‌گذاری در زمینه تحقیقات مرتبط با گیاهان می‌شود، ارتباط بین مردم و گیاهان قطع می‌شود. فاصله تلویحی و لفظی بین تولیدکنندگان غذا و مصرف‌کنندگان، بسیار زیاد است که اکثر مصرف‌کنندگان، اطلاعات کمی از سیستم‌های تولید غذا دارند. بیشتر مردم در ملل توسعه‌یافته، اطلاعات کمی از پیوند بین سلامت انسان و سلامت گیاه دارند. سیاست‌گذارانی که به اولویت‌دهی طرح و برنامه‌های مرتبط با جمعیت‌های شهری می‌پردازند، باید بخشی از هزینه‌های خود را برای حفظ و نگهداری سیستم‌های کشاورزی اختصاص دهند. روستاییان در تصمیمات دولتی تأثیر بسیار کمی دارند، به علاوه مشوق‌های اقتصادی کوتاه‌مدت برای گسترش مبادلات بین‌المللی، فعالیت‌های اقتصادی بلندمدت بالقوه و پیامدهای بیولوژیکی گسترش پاتوژن‌ها و آفات گیاهی را تحت‌الشعاع قرار می‌دهند که هزینه‌های مدیریت و مقابله با پراکنش چنین ارگانیسم‌هایی بسیار گزاف خواهند بود. در برخی موارد، واردات گیاهان و محصولات گیاهی با قیمت کمتر باعث سرکوب و از بین رفتن تولیدات محلی خواهند شد. گیاهان و محصولات گیاهی وارداتی، با قیمت‌های ارزان‌تر از تولیدات مشابه فروخته می‌شوند و در نهایت به تولیدات محلی خسارت وارد می‌کنند. در نتیجه، اعمال فشار و محدودیت‌های مالیاتی انبارهای قرنطینه‌ای روی واردات، باعث فروش بیشتر محصولات داخلی خواهد شد وحتی کمبود تولیدات محلی را در پی خواهند داشت.

جهانی‌سازی
سامانه‌های جدید حمل‌ونقل، موجب سهولت در جابه‌جایی مردم، گیاهان و محصولات غذایی از میان اقیانوس‌ها و کشورها در کمترین زمان ممکن شده‌اند. موانع طبیعی (مانند اقیانوس‌ها، کوه‌ها و غیره)، برای جابه‌جایی آفات گیاهی و پاتوژن‌ها در مبادلات و سفرهای روزمره هموار شده‌اند (Westbrooks and White, 2004). صنایع مربوط به گیاهان زینتی و کشاورزی در نیمکره‌های جنوبی و شمالی، برای رسیدن به بهره‌وری و سود بیشتر، به کاهش چرخه‌های تولید و تسریع در گسترش ژنوتیپ ‌های گیاهی جدید روی آورده‌اند. این موضوع باعث بازپراکنی و گسترش پراکنش انواع پاتوژن‌ها به مناطق دیگر نیز خواهد شد. به دلیل وجود گونه‌های کثیری از گیاهان و محصولات گیاهی در مبادلات بین‌المللی، تنها بخش کوچکی از آن‌ها قبل از ورود به بنادر به منظور جابه‌جایی به سایر مناطق بازرسی می‌شوند. این شامل بذر گیاهان مختلف مانند گیاهان زینتی و مخصوص زمین آرایی  نیز می‌شود که ممکن است تجمع و هجوم پاتوژن‌ها را در پی داشته باشند.
پیامد دیگری که جابه‌جایی‌های بزرگ به همراه دارند، امکان تلاقی گونه‌های متفاوت پاتوژن‌ها با یکدیگر و ایجاد گونه‌های جدیدتر است (Brasier, 2001). مبادلات جهانی گیاهان زمین آرایی و زینتی، موجب تجمع گونه‌های خاصی از فیتوفتورا  شده که از ترکیب آن‌ها گونه‌های تکامل یافته‌ای پدیدار می‌شوند (Brasier, 1999). نگرانی خاص در این مسئله، مقدار ازدحام  و شرایط محیطی تأثیرگذار برای توسعه بیماری در گونه‌های والد است.
پیامد جابه‌جایی‌های گسترده و سریع کنترل¬نشده گیاهان و محصولات آن‌ها، معرفی غیر عمدی پاتوژن‌ها و آفات در نقاط جغرافیایی جدید در برهه‌های زمانی گوناگون است که مانع آمادگی در برابر خسارات می‌شوند. برای بسیاری از محصولات به منظور توسعه گونه‌های جدید تجاری مقاوم در برابر پاتوژن‌ها و آفات، از سه تا هشت سال زمان نیاز است. اکثر کشورها جهان دچار کمبود ظرفیت‌های صنعتی برای ساخت و تولید آفت‌کش ‌ها (مانند علف‌کش ، حشره‌کش  و قارچ‌کش  و...) برای استفاده در اراضی زیر کشت هستند. با قابلیت جابه‌جایی پاتوژن‌ها از میان اقیانوس‌ها و قاره‌ها تنها در فاصله چند روز، اکثر کشورها قبل از اینکه به اجرای تمرین‌های مفید مدیریتی در مساحت‌های زیاد بپردازند، سال‌ها با خسارات ناشی از آسیب‌پذیری روبه‌رو خواهند شد.
جابه‌جایی گسترده گیاهان و محصولات گیاهی بین کشورها موقعیت بی‌نظیری را برای تروریسم زیستی و جرایم زیستی به همراه دارد. سیستم‌های حمل‌ونقل پیچیده راهکارهای چندگانه‌ای برای معرفی پاتوژن‌ها وآفات به سمت کشورهای هدف ایجادکرده‌اند. افزایش تواتر معرفی‌های طبیعی، زمینه‌ساز تشخیص پیچیده تصادفی یا بین‌المللی بودن اشاعه‌ها شده است و تنها در برخی موارد، می‌توان شاهد کشف زودهنگام اشاعه‌های بین‌المللی بود که با کند شدن برنامه‌های واکنشی مؤثر، افزایش جدی هزینه‌ها را به دنبال خواهد داشت.

تغییرات آب‌وهوایی
در حال حاضر امکان اندازه‌گیری دقیق تغییرات آب‌وهوایی (مانند گرم شدن کره زمین، رخدادهای آب‌وهوایی، تغییر در الگوهای بارش) و تشخیص دور یا نزدیک بودن حوادث آب‌وهوایی و مقیاس آن (جهانی، منطقه‌ای یا محلی) قابل پیشگویی نیست. همچنین میزان تأثیری که ممکن است تغییرات آب‌وهوایی روی بیماری‌های گیاهی داشته باشند نیز قابل پیش‌بینی نیست. در هر صورت، امنیت زیستی جهانی گیاهان و امنیت غذایی ناشی از آن به شدت تحت تأثیر تغییرات آب‌وهوایی اندازه‌گیری شده در دهه‌ها یا سال‌هاست. اثرهای ناشی از تغییرات آب‌وهوا باید با عوامل دیگری نظیر جهانی‌سازی بررسی شوند.
توانایی پیشگویی خسارات ناشی از توزیع مجدد گونه‌های بیماری‌زا در بخش جهانی‌سازی با تأثیرات بالقوه تغییرات آب‌وهوایی همسو شده است. مؤلفه‌های آب‌وهوا و عوامل گسترش بیماری گیاهان، تابعی از تأثیر آب‌وهوا بر گسترش عوامل بیماری‌زا هستند. تغییرات چشمگیر آب‌وهوایی ممکن است مستقیماً بر اثر تغییرات الگوهای آب‌وهوایی، یا به طور غیر مستقیم با ترکیب و انتشار عوامل بیماری‌زا باعث گسترش خسارات ناشی از بیماری شوند. این موضوع باعث پدیدآمدن پاتوژن یا گونه‌های جدید، از گونه‌های موجود خواهد شد. همچنین تغییرات آب‌وهوایی شرایط لازم را برای گونه‌های پاتوژنی موجود یا جدید، برای تبدیل به ناقل‌های بیماری‌زا فراهم می‌کند. این مسئله توانایی پیش‌بینی محل فعلی عوامل بیماری‌زا، بعد از معرفی و گسترش آن‌ها از محل انتشار را مشکل می‌سازد.

تروریسم زیستی و جرایم زیستی
تاریخ حاکی از ستیزها، جنایات و جنگ میان تمدن‌ها در اعصار گوناگون است. ماهیت این گونه فعالیت‌ها، فناوری‌های به کار رفته در این اقدامات، و دامنه تأثیر تفاوت‌هایی با یکدیگر داشته‌اند، ولی این تهدیدات بنیادین همچنان باقی مانده‌اند. پیشرفت عملکردی از فناوری است، به موازات رشد و گسترش فناوری‌ها برای ایجاد آسایش در جوامع بشری، شاهد سوءاستفاده از آن برای نیل به اهداف مخرب نیز هستیم. نمونه بارز آن فناوری‌های ارتباطی در عصر ماست. اکثر رشته‌ها از پزشکی تا ترابری از پیشرفت‌های ارتباطی بهره می‌برند. همه روزه و در نقاط گوناگون دنیا از همین فناوری‌های ارتباطی برای اهداف خرابکارانه استفاده می‌شود (مانند سرقت اطلاعات، ویروس‌های رایانه‌ای و خسارت به رایانه‌های شخصی و سیستم‌های یکپارچه ).
آسیب‌پذیری سامانه‌های تولید محصولات کشاورزی بر اثر حملات تعمدی و توانایی گسترش و استقرار پاتوژن‌ها در این سامانه‌ها به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است (Madden and Wheelis 2003; Schaad et al. 1998; Wheelis et al. 2002; Whitby, 2001). آسیب‌پذیری‌های ناشی از پراکنش بین‌المللی پاتوژن‌ها یا آفات چشمگیرند و البته تهدیدات در این زمینه فراوان‌اند. بر خلاف فعالیت‌های تروریستی که انسان‌ها یا زیرساخت‌های حمل‌ونقل را هدف قرار می‌دهند، تأثیرات اولیه تروریسم زیستی که هدف آن سیستم‌های گیاهی است، متزلزل ساختن اقتصاد کشورها خواهد بود (Fletcher et al. 2006؛ فصل هشتم، Fletcher). توانایی شناخت و به عهده گرفتن مسئولیت اقدامات تروریسم زیستی و جنایات زیستی علیه سیستم‌های گیاهی وابسته به بحث‌های جنجالی آسیب‌شناسی  گیاهی است (Fletcher and Stack, 2007; Kadlec, 1998). مطالعات نوظهور در این زمینه مستلزم سرمایه‌گذاری به منظور توسعه تدابیر و فناوری‌های لازم برای توانایی تشخیص پراکنش تصادفی بین‌المللی، توانایی شناسایی پراکنش بین‌المللی مشابه با شیوع طبیعی، و نمونه‌گیری و بررسی پروتکل‌ها برای معرفی و پراکنش هم‌زمان چندین پاتوژن است.
سلامت انسان‌ها و حیوانات به سلامت گیاهان بستگی دارد. برای رسیدن به امنیت جهانی غذا، هر ملتی باید به توسعه زیرساخت‌های امنیت زیستی گیاهان بپردازد و در برابر همه چالش‌های تروریسم و جنایات زیستی آمادگی مقابله را داشته باشد. اگرچه معرفی‌های بین‌المللی و تصادفی از جمله چالش‌های مکرر پیش روی سلامت سیستم‌های گیاهی است، باید در برابر آتیه تروریسم و جنایات زیستی هشیار و آماده باشیم زیرا تبعات آن برای کشورهای توسعه‌یافته، در خریداری و برای کشورهای در حال توسعه مشکلات حصول و دسترسی به غذا را به دنبال خواهد داشت.

زیرساخت
طی 15 سال گذشته، تعداد شرکت‌های شیمیایی کشاورزی  به شدت کاهش یافته و شرکت‌های مربوطه، با تغییر اولویت‌های خود از توسعه و فعالیت‌های تجاری به علوم زیستی با تأکید به ژنتیک گیاهی پرداخته‌اند. بررسی، توسعه و ساخت آفت‌کش‌های جدید مانند کاهش ظرفیت‌های تولید، به طور جهانی کاهش یافته‌اند. به علاوه، توسعه همکاری‌های شبکه‌ای برای ایجاد سهولت در گسترش سریع قارچ‌کش‌ها، برای استفاده در محل‌های شیوع آن‌ها نیاز است.
ایجاد زیرساخت‌های ارتباطی امن و استانداردهای مشترک، باید به صورت جهانی توسعه و گسترش داده شوند. برای مقابله با حملات تعمدی علیه سیستم‌های غذایی، و توانایی در شناخت و پیگرد عوامل اجرا، به یک همکاری قوی بین‌المللی نیاز است، که با عوامل اجرایی قانونی و سازمان‌های وابسته به اجرای پروتکل‌های واکنشی در این زمینه بپردازند.

شناسایی چالش‌های پیش روی امنیت زیستی محصولات کشاورزی
توسعه فناوری‌ها و تدابیر مربوط به امنیت زیستی گیاهان، در صورتی که قادر به اجرای آن‌ها نباشیم، مؤثر نخواهند بود. با رشد اقتصاد و افزایش استانداردهای زندگی، فاصله بین مردم و سیستم‌ها تولید غذا نیز زیاد می‌شود. در بسیاری از ملل توسعه یافته، درک بسیار کمی از اهمیت سیستم‌های گیاهی در رابطه با ایجاد یک جامعه پایدار، طبیعت و کارکرد سیستم‌های تولید غذا و وابستگی سلامت انسان به سلامت سیستم‌های گیاهی وجود دارد. آموزش همگانی مردم به ویژه سیاست‌گذاران، چالش بسیار مهمی است که باید متوجه آن باشیم.
موفقیت‌های کشاورزی هم نتیجه دانش اندک سیاست‌گذاران از سیستم‌های تولید غذا و تبعات بیماری‌های گیاهی است (Campbell, 2004; Strange and Scatt, 2005). امنیت زیستی جامع و مورد نیاز (Myerson and Reaser, 2002) بدون پشتیبانی‌های سیاسی به دست نخواهد آمد. غالباً، سیاست‌گذاران بر توانایی راهبری  هزینه‌ها در تجارت تأکید می‌کنند.
ضربات بزرگ اقتصادی، اغلب ناشی از معرفی پاتوژن‌ها یا آفات در سیستم‌های گیاهی است. در بسیاری از کشورها، به دلیل فقدان برنامه‌های جامع برای جبران خسارت و جلوگیری از ضربات اقتصادی، از کشف زود هنگام شیوع بیماری‌ها گزارشی داده نمی‌شود. اعمال سیاست‌های تشویقی برای گزارش شیوع بیماری، علاوه بر بخش تولیدکنندگان باید سایر بخش‌های سهیم را نیز دربر گیرد.