详细绘制水生生物多样性和污染图

日本的一个网络正在使用一种新技术，利用环境DNA(生物体脱落的微小DNA片段)来监测水生生物多样性。

“传统的生态系统调查依赖于捕捉物种，非常劳动密集型，准确性不高，”管理全日本eDNA监测网络(ANEMONE)的Michio Kondoh解释说，ANEMONE是一个多利益相关者的生物多样性数据库，由东北大学自2019年起率先建立。2022年6月，ANEMONE成为首个免费向公众开放的此类数据库。

Kondoh指出:“监测eDNA是一种强大的方法，它可以让我们从一杯水或一勺土壤中看到生态系统，并了解其组成部分和变化。”

作为项目的一部分，由志愿者和日本20多个研究机构收集的水样可以通过eDNA识别物种并估算它们的丰度;然后将这些信息与其他野外工作数据(如温度和盐度)结合起来。

Kondoh指出，需要这种类型的细节来衡量寻求扭转生物多样性下降的举措的影响，这是2022年联合国关于到2050年扭转人类引起的生物多样性损失的里程碑式会议上指出的一个关键数据缺口。

还要求实施有效的公司财务披露制度，详细说明其业务活动对生物多样性的依赖性和影响。这可能有助于创造资金流向自然积极的企业。

新公民科学

如今，来自日本各地近80个固定监测站和当地社区的志愿者通过从海洋、河流和湖泊收集水样，为海葵贡献力量。

这些样本经过过滤，通过“元条形码”来检测各种物种的DNA。元条形码是一种技术，来自特定分类组的基因序列被称为条形码，用于识别。

Kondoh解释说，其目的是大幅扩大公众对数据收集的贡献，环境慈善机构“地球观察”(Earthwatch)日本分部等组织希望将他们在日本进行的调查数量从2022年的50个地点增加到2023年的100个地点。

与日本航运集团Kinkai Yusen Kaisha Ltd.的合作甚至帮助提供了日本周边公海的样本。

id的准确性一直在提高，Kondoh补充道。例如，他在东北大学生态发展适应性生命科学系的团队最近创建了一种生物信息工具Claident，可以从eDNA序列中更准确地识别生物体。

Kondoh说，新的见解必然会从被追踪的新的细节水平中出现。在过去，理论生态预测几乎不可能完全验证，因为测量物种种群动态是非常具有挑战性的。

他说:“现在，ANEMONE将使我们能够监测多个物种，并建立高分辨率的动态可视化。”“我们希望有一天它能让我们监测和预测迄今为止神秘的事情，比如水母的繁殖，一些人认为这可能是气候变化的结果。”

供应链碳足迹

日本东北大学(Tohoku University)也在开发先进的监测技术，以追踪可能对生物多样性产生重大影响的水生污染。

为了监测矿物的使用和影响，Kazuyo Matsubae和她在环境研究研究生院的团队正在开发工具，以揭示矿物的来源和去向。松羽对快速增长的可再生能源市场所使用的矿物特别感兴趣。

她解释说:“低碳社会所需的技术提高了对材料的需求，比如能源设备所需的镍和铜，以及农业所需的氮和磷。”“然而，我们没有明确的措施来衡量它们的影响，包括从提取到变成废物的用水量和污染。我们需要知道整个供应链发生了什么。”

她的团队开发了一种方法来测量农业和工业活动造成的环境干扰，如土地利用变化、水的使用以及磷和氮的排放，贯穿供应链。数据是从一系列来源收集的，包括卫星图像。Matsubae解释说，人工智能还可以梳理数据库，包括商品交易和采矿废物记录。

这项研究利用了跨学科合作，包括与东北农业研究生院的渔业科学家合作，他们使用卫星图像监测沿海环境，识别海藻和藻类。

Matsubae说，这项技术可能是监测化肥和废水中磷和氮污染的危险水平的关键，这些水平可能会超过一个临界点，引发永久性和不安全的环境变化，导致水中氧含量骤降和失控的藻华。