香港的海域蕴藏著令人惊叹的生命宝藏。虽然我们的海洋面积有限,且长期承受城市发展带来的巨大压力,但这里却养育著惊人的生物多样性——目前已记录约6,000种海洋物种,其中鱼类超过1,100种,隶属148科,约占整个南海鱼类多样性的30%。这片亚热带河口环境由珠江淡水与海洋水流交汇而成,形成了多样化的栖息地,为众多鱼类、海豚及其他海洋生物提供了重要的觅食和育幼场所。

过去,科学家主要依赖传统的捕鱼方法,如使用重型渔网进行底拖网调查,以探索海底世界。这种方法虽能提供部分数据,但其局限性也十分明显:不仅会破坏脆弱的栖息地,成本高昂、耗时费力,还往往忽略了生活在中上层水域、躲藏在复杂环境中的物种,以及那些稀有或胆小的生物。自2012年底全面实施底拖网禁令后,寻找一种更温和、更全面的监测方式,以评估生态恢复状况并指导保育工作,变得尤为迫切。

环境DNA(eDNA)宏条码技术的出现,为这一难题带来了突破性的解决方案。这种方法无需直接捕捞生物,而是透过采集生物遗留在海水中的微量遗传物质,进行物种鉴定。研究人员只需过滤水样,再利用先进的基因分析技术,便能快速、无损地识别物种——既不需要渔网,也不会对生物造成伤害,同时避免了传统方法对隐蔽或中上层物种的采集偏差。

本研究是香港都市化河口水域首个直接比较eDNA宏条码技术与传统底拖网调查成效的案例。于2022年4月至5月期间,我们在香港南部水域进行了16次底拖网采样,并同步收集了32个水样进行eDNA分析。透过使用多个专用基因标记和高通量测序技术,我们得以描绘出一幅更全面的生物多样性图景。

结果令人惊叹。传统底拖网仅侦测到106种鱼类和3种魟鱼,而eDNA技术则识别出237种鱼类和6种魟鱼——物种数超过前者的两倍,当中包括142种底拖网完全未能发现的鱼类。此外,eDNA方法检测到的受威胁脊椎动物也远多于底拖网(16种对比4种),例如被列为极危的大黄鱼(在半数以上站点中出现)、濒危的扯旗鱲(所有站点均有分布),以及易危的中华白海豚。不仅如此,eDNA技术不仅鉴定出更多鱼类物种,还揭示了更清晰的空间分布模式:不同区域的鱼类群落结构存在显著差异,且与浊度、溶氧量和营养盐浓度等水质因子密切相关。

虽然在甲壳类动物的检测上,底拖网略胜一筹,但eDNA同样识别出多个关键物种。随著未来基因数据库的不断完善,eDNA在这一类群的应用潜力也将进一步提升。总体而言,本研究突显了eDNA宏条码技术作为一种更快速、更低干扰、更全面的监测工具的优势。它能在不破坏生态的前提下,揭示海洋中隐藏的生物多样性,追踪生态系统的动态变化,为禁拖后的有效保育、生态恢复监测、濒危物种保护以及香港珍贵海洋遗产的可持续管理,提供科学依据与务实指引。

完整论文:https://doi.org/10.1002/edn3.70031

流程图与照片对比底拖网采样与环境DNA取水方法,以揭示香港丰富的海洋生物多样性香港地图:西南至南部海域八条拖网采样点分布比较拖网与环境DNA在海洋物种检出上的差异:柱状图与小提琴图显示数量与差异;维恩图呈现各组重叠;物种累积曲线估算随样本增加的物种发现量调查点中高保育等级濒危鱼类的分布,如大黄鱼(极度濒危)和扯旗鱲(濒危)。红圈标示eDNA检出到该物种的地点
项目总监 邱建文教授、叶志豪教授
所属机构 香港浸会大学
合作研究者 梁美仪教授、陈荔博士、赖志诚先生
时期 2021–2024
资助来源 大屿山保育基金

资料来源: 邱建文教授、叶志豪教授

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