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借助环境DNA智慧检测技术,精准“寻踪”隐秘物种
发布日期:2025-12-31

近日,生态环境部南京环境科学研究所(以下简称南京所)的科研人员在浙江省建德市大同镇开展了一次农田生态系统生物多样性调查。他们并未采取大规模拉网式搜查,也未进行漫长的野外蹲守,而是借助环境DNA(eDNA)检测技术,从农田的水体和土壤样本中,提取并解读了蕴含在环境中的DNA。

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建德市大同镇稻香小镇鸟瞰图

检测结果让人惊喜不已——国家二级保护动物大鲵(Andrias davidianus)DNA片段清晰地呈现在测序结果中。

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图为农田动物多样性环境DNA检测结果,其中序号8为大鲵的基因序列

                         

珍稀物种现身农田,当地生态环境持续向好

                 

“大鲵是公认的‘水质晴雨表’,通常仅栖息于清澈、低温的山涧溪流中,对水质和环境要求极高。很少在农田中发现其踪迹,这是因为农药、化肥的面源污染及生活污水的排放都会直接威胁其生存。因此,大鲵的种群状况是衡量水体及周边生态系统健康与否的重要指示标。”南京所副研究员董姗姗介绍,此次大鲵的身影出现在建德农田中,反映出当地农业农村生态环境持续向好。

这并非偶然,而是建德市长期坚持绿色发展理念的必然结果。

近年来,建德市一直将生态产业当作绿色发展的主引擎。通过大力发展生态有机农业,持续减少化肥和农药的投入,推广绿色防控技术,实现了农业的增产增收。更关键的是,极大地减轻了农业活动对农田生态环境的压力,为各种生物创造了潜在的栖息地和生态廊道。大鲵能够在此“安家”或“路过”,正是当地环境持续向好的有力证明。

“另外,这一发现也深刻揭示了农田生物多样性的重要价值。”董姗姗表示,农田生物多样性是生物多样性的重要组成部分,健康的农田生态系统在保障粮食安全、耕地生态健康和应对气候变化等方面发挥着重要作用。世界自然保护联盟(IUCN)发布的《濒危物种红色名录》指出,生境丧失是威胁生物多样性的主要因素,农业活动影响到70%的濒危鸟类和49%的植物物种。此次调查将为建德市更科学地制定农业政策、实施精准生态保护提供宝贵的数据支撑。

                   

首次采用eDNA检测,精准“寻踪”隐秘物种

                       

近年来,杭州市生态环境局建德分局(以下简称建德分局)多次组织开展农田生物多样性调查工作,今年是首次采用环境DNA检测技术调查农田生物多样性。

“传统生物多样性调查,往往依赖于研究人员的野外实地观测。需要跋山涉水,凭借丰富的经验和敏锐的洞察力,去记录物种的形态、踪迹、叫声,甚至设置红外相机进行长期监测。这种方法对于活跃、易见的物种行之有效,但对于大鲵这类生性隐秘、昼伏夜出、且数量稀少的生物而言,则如同‘大海捞针’。”项目负责人南京所高级工程师黄思杰介绍。

“而eDNA技术的出现,彻底改变了这一困境。”黄思杰指出,eDNA技术可通过高通量测序和生物信息学分析,实现对农田生态系统中微生物、动物等生物多样性的快速精准检测。

谈及这项革新性技术原理的巧妙之处,黄思杰继续解释,所有生物在生存环境中,都会通过皮肤脱落、分泌物、排泄物等方式,将含有自身DNA的细胞碎片释放到周围的水体、土壤或空气中。科研人员所要做的,便是像侦探一样,细致地收集环境的这些“样本”,带回实验室进行精密分析。

“且该技术无需依赖传统形态学鉴定,可大幅提高检测效率与覆盖范围,解决常规方法检测周期长、难以识别隐蔽物种等问题。”杭州市建德生态环境监测站副主任吴焕新介绍。

此次成功探索,为未来的生物多样性调查与保护工作开辟了新的路径。建德分局自然生态科科长许佳表示,“此次大鲵的发现凸显了eDNA技术在复杂生境物种调查中灵敏、高效的优势,为大鲵等珍稀、隐秘水生生物的精准监测与保护提供了革新性技术手段。”

未来,建德市计划持续依托eDNA这类智慧监测手段,构建起更加立体、高效的生物多样性观测网络。通过定期、多点位的环境DNA采样分析,能够动态掌握珍稀物种种群的分布变化、评估生态修复项目的成效、及时预警外来入侵物种的风险。这将使得生物多样性保护工作从被动式的抢救性保护,转向主动式、预见性的科学管理。





来源:【中国环境APP】