科技赋能生态:环境DNA“解码”黄浦区生物多样性
科技赋能生态:环境DNA“解码”黄浦区生物多样性
  • 2026-03-21 07:23:49
    来源:黄雀衔环网

    科技赋能生态:环境DNA“解码”黄浦区生物多样性

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    生物多样性,是衡量一座城市生命力和可持续发展能力的重要指标。

    为全面掌握区域内生物多样性现状,2024年至2025年,黄浦区生态环境局在市级部门指导下,联合华东师范大学“申生不息”团队,对本区开展了首次系统性生物多样性本底调查。调查中,科研团队率先大规模应用环境dna技术,这一创新实践为城市生物多样性调查提供了创新实践与示范经验。

    环境dna:生命的“隐形指纹”

    环境dna(environmental dna, edna)是一项前沿的生物监测技术,如同生物在环境中留下的“隐形指纹”,悄然存在于水体、土壤和空气中。它来自生物脱落的皮肤细胞、黏液、排泄物等,承载着物种的遗传信息。科学家通过分析环境样本中的dna,无需直接接触生物,即可识别区域内有哪些物种、分布如何。

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    环境dna水样

    解密新技术:

    从一瓶水到一份成果的科学之旅

    精准采样:

    在黄浦区9个景观水体,按四季分别采集表层水样,低温保存送回实验室。

    严谨过滤:

    24小时内完成过滤,使用消毒器具并设置对照,提取纯净edna。

    优化提取:

    采用专用试剂盒提取dna,全程防控污染,保障样本质量。

    精准扩增:

    根据不同生物类群设计引物,进行pcr扩增,设置重复与对照。

    高通测序:

    对扩增产物进行高通量测序,获取海量基因序列数据。

    智能分析:

    结合数据库与历史资料,解析物种组成,绘制黄浦区生物多样性图谱。

    新技术的三大优势

    1. 非侵入性监测,守护生态无痕

    在黄浦区这样水域有限的城市环境中,传统捕捞方法不仅操作受限,还可能影响鱼类资源。环境dna技术仅需采集水样,即可高效识别物种。结果显示:传统网捕记录到22种鱼类,而edna技术检测出61种,灵敏度显著提升,还能发现很多传统方法漏掉的鱼,且对生态零干扰。

    环境dna比传统方法能够检测出更多鱼类物种

    2. 一瓶水,多类群同步调查

    环境dna技术如同一位“全能生态侦探”,仅凭一份水样,就能同步检测浮游植物、浮游动物、底栖动物和鱼类等多个类群。在本次黄浦区生物多样性调查中,通过环境dna技术,共检出浮游植物362种、浮游动物51种、大型底栖动物48种、小型底栖动物245种、鱼类61种,全面揭示了水体生态系统的多样性。

    3. 以水测陆,拓展监测边界

    环境dna技术甚至能通过水样检测陆生脊椎动物。动物活动时脱落的细胞、毛发或排泄物进入水体,成为“生态信息胶囊”。在本次黄浦区生物多样性调查中,通过环境dna技术,共检出5种两栖类、10种爬行类、34种鸟类和4种哺乳动物,凭借“以水测陆”的独特本领,让我们无需钻树从与草丛,就能洞悉陆生脊椎动物的生存状况,为生态保护和研究提供了全新的视角和强大的工具。

    理性看待技术局限

    科学解读检测结果

    科学解读检测结果

    尽管环境dna技术在本次调查中表现出色,但作为新兴技术,它仍存在一些局限:

    样本易受污染:

    采样器具消毒不彻底或周边环境干扰,都可能影响结果准确性。

    数据库待完善:

    部分物种的基因序列尚未收录,可能导致某些生物无法被准确识别。

    dna降解影响:

    不同物种的dna在环境中的存留时间不同,可能造成某些物种漏检。

    因此,在运用该技术时,我们必须秉持科学严谨的态度,合理解读检测结果,要结合传统调查方法相互验证,同时不断完善数据库,确保结果更加准确可靠。

    在超大城市中心城区的生物多样性保护道路上,黄浦区率先将环境dna技术与智慧监测体系深度融合,开启了一场别开生面的生态探索。这一创新实践,不仅让我们看到了城市生态的丰富多样,更为生物多样性调查与保护提供了可复制、可推广的“黄浦经验”。

    来源:黄浦环境

    编辑:张玉洁

    上观号作者:上海环境>

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