生物多样性是衡量城市生态健康与可持续发展能力的重要指标。为全面掌握区域内生物资源状况,黄浦区生态环境局联合华东师范大学科研团队,首次对辖区内生物多样性开展系统性本底调查。此次调查创新应用环境DNA技术,通过分析水体中的遗传物质,为城市生态监测提供了全新范式。
环境DNA(eDNA)技术作为生物监测领域的前沿手段,能够从水体、土壤等环境样本中提取生物脱落的细胞、黏液或排泄物中的遗传信息。科研人员无需直接接触生物个体,即可通过基因序列分析识别物种组成及分布情况。这项技术如同生态环境的"分子侦探",通过捕捉生物留下的"遗传痕迹",实现无创式生物监测。
在黄浦区的9个景观水体中,科研团队开展了四季连续采样工作。采集的表层水样经低温保存后送至实验室,在24小时内完成过滤处理。通过专用试剂盒提取纯净DNA,并针对不同生物类群设计特异性引物进行PCR扩增。扩增产物经高通量测序后,结合生物信息学分析,最终绘制出区域生物多样性图谱。
调查结果显示,环境DNA技术展现出显著优势。在水生生物监测方面,该技术检测到61种鱼类,较传统网捕方法(22种)提升近两倍,且发现多个稀有物种。更突破性的是,通过分析水样中的陆生动物遗传物质,成功识别出53种陆生脊椎动物,包括两栖类5种、爬行类10种、鸟类34种和哺乳类4种。这种"以水测陆"的监测方式,为城市生态研究开辟了新路径。
该技术的高效性体现在多类群同步检测能力上。单份水样即可完成浮游植物(362种)、浮游动物(51种)、底栖动物(大型48种/小型245种)及鱼类的全面分析。这种"一镜到底"的监测模式,极大提升了生态调查效率,特别适用于城市水域这类空间受限的监测场景。
尽管技术优势显著,但环境DNA监测仍存在局限性。样本污染风险、基因数据库完整性不足以及DNA自然降解等因素,可能影响检测准确性。例如,未收录基因序列的物种无法被识别,不同生物DNA在环境中的存留时间差异也可能导致漏检。科研团队强调,需结合传统调查方法进行交叉验证,持续完善基因参考数据库。
此次创新实践表明,将环境DNA技术与智慧监测体系融合,可有效提升城市生物多样性保护水平。黄浦区的探索为超大城市中心城区的生态监测提供了可借鉴的技术路径,其形成的标准化操作流程和数据分析方法,有望推动生物多样性调查技术的迭代升级。











