生物多樣性是衡量城市生態健康與可持續發展能力的重要指標。為全面掌握區域內生物資源狀況,黃浦區生態環境局聯合華東師范大學科研團隊,首次對轄區內生物多樣性開展系統性本底調查。此次調查創新應用環境DNA技術,通過分析水體中的遺傳物質,為城市生態監測提供了全新范式。
環境DNA(eDNA)技術作為生物監測領域的前沿手段,能夠從水體、土壤等環境樣本中提取生物脫落的細胞、黏液或排泄物中的遺傳信息。科研人員無需直接接觸生物個體,即可通過基因序列分析識別物種組成及分布情況。這項技術如同生態環境的"分子偵探",通過捕捉生物留下的"遺傳痕跡",實現無創式生物監測。
在黃浦區的9個景觀水體中,科研團隊開展了四季連續采樣工作。采集的表層水樣經低溫保存后送至實驗室,在24小時內完成過濾處理。通過專用試劑盒提取純凈DNA,并針對不同生物類群設計特異性引物進行PCR擴增。擴增產物經高通量測序后,結合生物信息學分析,最終繪制出區域生物多樣性圖譜。
調查結果顯示,環境DNA技術展現出顯著優勢。在水生生物監測方面,該技術檢測到61種魚類,較傳統網捕方法(22種)提升近兩倍,且發現多個稀有物種。更突破性的是,通過分析水樣中的陸生動物遺傳物質,成功識別出53種陸生脊椎動物,包括兩棲類5種、爬行類10種、鳥類34種和哺乳類4種。這種"以水測陸"的監測方式,為城市生態研究開辟了新路徑。
該技術的高效性體現在多類群同步檢測能力上。單份水樣即可完成浮游植物(362種)、浮游動物(51種)、底棲動物(大型48種/小型245種)及魚類的全面分析。這種"一鏡到底"的監測模式,極大提升了生態調查效率,特別適用于城市水域這類空間受限的監測場景。
盡管技術優勢顯著,但環境DNA監測仍存在局限性。樣本污染風險、基因數據庫完整性不足以及DNA自然降解等因素,可能影響檢測準確性。例如,未收錄基因序列的物種無法被識別,不同生物DNA在環境中的存留時間差異也可能導致漏檢。科研團隊強調,需結合傳統調查方法進行交叉驗證,持續完善基因參考數據庫。
此次創新實踐表明,將環境DNA技術與智慧監測體系融合,可有效提升城市生物多樣性保護水平。黃浦區的探索為超大城市中心城區的生態監測提供了可借鑒的技術路徑,其形成的標準化操作流程和數據分析方法,有望推動生物多樣性調查技術的迭代升級。











