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环境DNA监测技术标准化加速——广元首次自主检测出106种鱼类

发布时间:2026-10-28

    2026年8—9月,四川省广元生态环境监测中心站完成了嘉陵江流域(广元段)首轮全域鱼类环境DNA调查监测。覆盖嘉陵江干流及白龙江、清江河等8条主要支流,布设17个监测点位,采集51份水体样品,全部在本站环境DNA实验室独立完成提取、扩增、建库、测序和分析,检出鱼类106种,隶属5目15科61属。这是四川省生态环境系统首个依托自有实验室独立完成全流程检测、产出监测成果的案例,实现了水生生物监测从“送检外协”到“自主检测”的突破。与此同时,生态环境部发布的《基于环境DNA的内陆水体外来入侵水生动物调查与分布评估技术指南》(HJ 1468—2026)于2026年9月1日正式实施,这是我国首次以国家生态环境标准形式系统规范eDNA监测的全流程技术路线。当“舀一瓶水就能数清河里有几种鱼”从实验室走向业务化运行,环境DNA监测正在完成从“科研工具”到“标准手段”的关键一跃。

一、106种鱼背后的“自主突破”:从“送检外协”到“全流程自己跑通”

嘉陵江是长江上游的重要支流,广元段水生生物多样性家底长期缺乏系统性数据。过去,开展一次鱼类环境DNA监测,样品需要送往外部机构完成提取、测序和生信分析,周期长、成本高、数据反馈滞后。

2024年以来,在四川省生态环境厅统筹规划和项目支持下,广元生态环境监测中心站建成了430平方米综合性生态实验室,组建了近10人的生态监测采样与分析测试队伍,购置了eDNA测序比对和基因库系统,涵盖水生态、陆生生态等功能,成为全省第一个全链条、全过程独立实施水生态环境DNA监测的生态监测实验室。

能力的到位,在2026年8—9月的首轮全域监测中得到了验证。51份样品从野外采集到实验室分析全部“自己跑通”,106种鱼类的检出结果不仅数量可观,物种结构也清晰合理:鲤形目78种占据绝对优势,鲇形目16种、鲈形目10种,鳉形目和合鳃鱼目各1种。更具生态价值的是,调查检出了7种列入《中国生物多样性红色名录》的珍稀鱼类,包括金氏䱀、方氏鲴、多鳞白甲鱼、中华裂腹鱼、中华沙鳅、岩原鲤和白缘䱀;同时检出1种国家级外来入侵鱼类——食蚊鱼。一份水样,同时回答了“有什么珍稀物种需要保护”和“有什么入侵物种需要管控”两个问题。

二、标准化“补位”:HJ 1468—2026让eDNA从“会做”走向“稳定做、批量做”

广元的突破是个案能力的证明,而一项技术要从“一个实验室能做”走向“全国都能做、结果可比”,必须依赖标准。

2026年5月,生态环境部发布 《基于环境DNA的内陆水体外来入侵水生动物调查与分布评估技术指南》(HJ 1468—2026) ,于9月1日起实施。这是我国首个以国家生态环境标准形式系统规范eDNA监测的技术文件,采用探针法实时荧光定量PCR(qPCR) 作为核心技术路线,对河流、湖泊、水库、水田等内陆水体外来入侵水生动物的调查与分布评估作出全流程规定。

这份标准回应的是eDNA监测落地中最真实的痛点。技术原理早已不是瓶颈,真正的难点在于环境样本基质复杂——水体、沉积物中的腐殖酸、盐分、色素会严重抑制qPCR扩增,导致假阴性或假阳性;目标DNA丰度极低且易降解,对提取效率提出严苛要求;人工操作差异大,不同实验室、不同批次的结果难以横向比较;通量不足,难以支撑流域级、区域化的大规模监测任务。标准对采样、提取、qPCR检测、质控等环节的统一要求,核心目的正是让eDNA监测从“方法可行”走向“结果可靠、可重复、可监管” 。

从广元的实践来看,自主实验室的建成与标准的实施形成了“能力+规则”的双重支撑。广元实验室的430平方米空间、近10人团队和自有的测序比对系统,是“能检”的基础;HJ 1468—2026提供的全流程技术规范,则是“检得准、检得稳、检得可比”的依据。当一项监测数据要用于流域生态治理考核、物种保护决策和入侵物种管控执法时,“稳定”和“可比”比“先进”更重要。

三、“基因探头”的应用半径:从鱼类清单到水生态安全预警

eDNA监测的价值,远不止于“数清楚有多少种鱼”。

对珍稀物种保护而言,eDNA提供了一种非侵入式的监测手段。传统鱼类调查依赖捕捞和形态学鉴定,对珍稀濒危物种存在干扰风险,且低密度物种极易漏检。eDNA技术只需采集水样,通过富集、提取、扩增、测序和数据库比对,就能探测到水体中生物遗留的微量DNA片段。广元检出的7种红色名录鱼类,正是这一优势的直接体现——如果靠传统网具捕捞,这些低密度、分布分散的物种很难在一次调查中被系统记录。

对外来入侵物种管控而言,eDNA的灵敏度使其成为早期预警的利器。食蚊鱼在广元段被检出,为入侵物种的分布边界和扩散趋势提供了明确的坐标。HJ 1468—2026将外来入侵水生动物作为首个标准化对象,恰恰因为这一场景对低密度探测能力和结果可比性的要求最高:入侵初期种群数量极少,传统方法难以发现;一旦扩散,防控成本急剧上升。eDNA的“早发现”能力,为“早处置”争取了时间窗口。

对流域生态治理而言,eDNA数据可以与水质监测、水文数据形成互补。鱼类群落结构的变化,是水生态系统健康状况的“活指标”。广元首轮监测形成的106种鱼类清单,为后续年度监测提供了一条可对照的基线——哪些物种增加了、哪些减少了、入侵种扩散到了哪里,都可以通过年度eDNA监测进行动态追踪。

从全国视野看,eDNA的业务化应用正在加速铺开。云南在全国率先推进环境DNA技术业务化应用,洱海流域累计检出水生生物591种、鱼类119种,白马雪山保护区珠巴洛河流域的底栖动物监测中,eDNA检出170属种,显著高于传统形态学鉴定的109属种。中国科学院昆明动物研究所与北京大学联合发表的综述指出,eDNA技术已在鱼类、两栖动物等水生生物监测中广泛应用,并逐渐向陆生生态系统拓展,溪流、土壤、空气乃至无脊椎动物源DNA(iDNA)等多种采样介质并行发展。

四、标准化之后:从“有标可依”到“有标必依”还有多远?

HJ 1468—2026的出台,解决了eDNA监测“有没有标准”的问题,但“标准能不能真正落地”是另一个问题。

标准目前的覆盖范围仍然有限。 HJ 1468—2026聚焦的是外来入侵水生动物的qPCR检测与分布评估,而鱼类群落多样性监测、珍稀物种定量评估、eDNA与生态系统健康评价的衔接等场景,仍需要更多方法学标准和数据质控规范来支撑。广元的106种鱼类监测属于宏条形码(metabarcoding) 路线,与标准的qPCR路线在技术原理和应用目标上有所不同,两类方法的标准化路径需要分别推进。

实验室能力的区域差距是现实约束。 广元能够建成430平方米实验室、近10人团队并独立跑通全流程,得益于省级统筹和项目支持;但并非所有地市级监测站都具备同等条件。eDNA监测的“最后一公里”,很大程度上取决于基层实验室的样本前处理能力、防污染控制水平和生信分析能力能否达到标准要求。标准可以统一流程,但无法自动弥合能力落差。

数据的积累与共享是长期命题。 eDNA监测的核心产出是“物种清单”,而清单的价值依赖于参考数据库的完整性和本地化程度。广元的106种鱼类鉴定,依托的是已有的DNA条形码数据库;对于数据库中覆盖不足的区域性或特有种,检出结果可能停留在“属”甚至“科”的水平。地方监测网络持续积累的eDNA数据,反过来可以丰富数据库,形成“监测—积累—鉴定能力提升—监测更精准”的正循环。

结语

从广元舀起的第一瓶嘉陵江水,到实验室里跑出的106种鱼类清单;从“送检外协”的被动等待,到430平方米实验室里全流程自主完成——环境DNA监测在2026年完成了一次从“能做”到“能自己稳定做”的能力验证。而HJ 1468—2026的落地,则把这种能力从个别实验室的“手艺”,转化为可复制、可比较、可监管的标准动作。

当“基因探头”从科研论文走进地市级监测站的日常业务,当每一份水样背后的DNA信息都能被稳定地读取和解读,水生态监测的底层逻辑正在改变:不再依赖“捞上来数”,而是通过水中游离的遗传痕迹,持续、非侵入地感知河流生命的构成与变化。广元的106种鱼是一个起点。真正值得期待的,是这套“标准化之后的自主能力”在全国更多河流上铺开时,中国水生态监测能够积累出一张怎样的、动态更新的生命地图。

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