CForBio讲坛第五十五讲暨北京生物多样性论坛第十九期成功举办
11月12日,CForBio讲坛第五十五讲暨北京生物多样性论坛第十九期成功在线举办。本次讲坛由中国科学院生物多样性委员会、北京生物多样性北京生物多样性科学研究会和中国科学院生物多样性监测与研究网络—森林网共同主办,浙江钱江源森林生物多样性国家野外观测研究站协办。讲坛由植物研究所植被与环境变化重点实验室副主任、森林网负责人、钱江源站站长陈磊研究员主持,报告人为来自中国科学院昆明动物研究所Douglas W. Yu研究员和中国科学院西双版纳热带植物园蔡望博士,共计140余人参会。
中国科学院昆明动物研究所Douglas W. Yu研究员的报告以英国大冠蝾螈的 eDNA 监测切入,系统阐释了“公共资源可持续治理五步骤”在生物多样性保护中的操作化路径,并进一步将其扩展为国家乃至全球保护区成效评估的学术框架。大冠蝾螈的案例展示了当eDNA替代了传统人工调查,政府与开发商既压缩了建设时滞,又通过新建池塘减少了对保护物种栖息地的影响,完成了从信息更新到制度再设计的闭环。然而,单一物种经验不足以回答“保护区是否真正提升生物多样性”这一宏观科学问题。Douglas W. Yu研究员团队以哀牢山自然保护区“蚂蟥-ieDNA”监测和高黎贡山自然保护区“溪流-水eDNA”监测为例,配合 12S/16S 高通量测序,展示了如何通过引入多重矫正占据模型(occupancy plus),对弱信号假阳性进行“打折”,从而同时矫正野外检测率与实验室扩增效率,得到更准确的物种分布信息,评估保护区保护成效。在美国实验森林的验证表明,最近采伐迹地因早期演替效应出现昆虫多样性峰值,而原始林维持稳定高值,证明模型具备跨类群、跨尺度扩展能力。Douglas W. Yu认为,eDNA 等高通量监测技术已使“生成高质量信息”这一步成本陡降,保护区评估的核心瓶颈不再是数据获取,而是分析范式与制度响应。生态学应拥抱占据模型、潜变量模型及深度学习等现代统计框架,把“占域概率地图”作为可重复、可审计的保护区绩效指标,纳入政府考核与生态补偿,从而实现从单一物种到整个生态系统的适应性治理。

中国科学院西双版纳热带植物园蔡望博士的报告从2015年空气DNA(airborne eDNA)兴起,最初用于检测空气中的微生物,2022年英丹动物园首次证明其可精确定位脊椎动物,遂成生态监测新热点开始讲起。蔡望介绍空气含花粉、皮屑、鳞片及昆虫碎片,无人机、飞机与地面泵均可采样,对树栖及小型动物敏感度优于红外相机,且可复用现有大气监测网,实现大规模、高时空分辨率调查。然而,风速、降水、UV及生境开放性等因素显著影响捕获效率,采样器类型、PCR与生物信息流程亦带来假阴/阳性,亟需标准化协议。目前airborne eDNA技术应用已覆盖洞穴蝙蝠、无水森林、入侵昆虫、病原体及花粉致敏监测。蔡望在西双版纳20 ha样地利用airborne eDNA耦合占据模型,发现果树丰度与小型果实数量显著预测食果兽、鸟占据概率,验证了其解析“资源–动物”空间耦合机制的能力。蔡望指出,未来可结合无人机、三代纳米测序与遥感等技术,并将检测范围拓展至树冠层及崎岖山区,建立从采样到建模的全链标准。但airborne eDNA并非替代传统手段,而是与相机、水eDNA等互补,为生物多样性评估与生态过程研究提供可扩展、非侵入的新工具。

参会人员围绕在异质景观中,空气eDNA的“源–汇”距离函数如何随生境开放度、风速、降水及冠层结构变化,主动抽吸与被动沉降两种采集策略在物种检出率、假阴性/阳性率及时间–成本效率上的权衡是否存在显著差异等问题与报告人展开了热烈讨论。
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