《環境DNA生物監測理論與方法》是一本2023年科學出版社出版的圖書，作者是張效偉 等。
基本介紹
- 中文名：環境DNA生物監測理論與方法
- 作者：張效偉 等
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2023年3月1日
- 頁數：259 頁
- 開本：16 開
- 裝幀：精裝
- ISBN：9787030747327
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
如何應對工業化活動帶來的環境污染和生態退化問題，是21世紀人類社會可持續發展共同面臨的挑戰。建立科學的水生生物多樣性監測和生態健康評價方法體系，對保護水生態系統的生物完整性和生態服務功能有重要意義和價值。沒有監測，一切無從談起。利用環境DNA（eDNA）監測生物多樣性及其活動是21世紀生態環境領域中重要的技術進步之一。《環境DNA生物監測理論與方法》系統地介紹了近年來南京大學生態毒理與健康風險研究團隊在環境DNA生物監測與水生態健康評估方面的研究成果。《環境DNA生物監測理論與方法》共12章，分別從生物監測基礎理論、環境DNA生物監測技術、環境DNA生物評價等方面進行系統介紹。
圖書目錄
目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 生態環境變化與生物多樣性危機 1
1.2 生物監測的需求與現有技術瓶頸 1
1.3 環境基因組學的發展 3
1.4 環境DNA開闢生態毒理學研究新時代 4
1.4.1 評估化學物質生態安全的環境DNA技術策略 5
1.4.2 環境DNA技術在生態毒理學研究和風險評估中的套用前景 6
1.4.3 挑戰與機遇 8
1.5 環境DNA監測水生態系統變化與健康狀況 9
1.5.1 環境DNA生物監測技術的原理及套用 10
1.5.2 跨學科合作潛在機遇 14
1.6 環境DNA揭示流域空間網路中完全的生物多樣性結構 16
1.6.1 為什麼要改進生物多樣性數據？ 16
1.6.2 河流網路 18
1.6.3 完全生物多樣性 19
1.6.4 環境DNA評估生物多樣性 21
1.6.5 河流獨*的空間網路結構需要特定的工具 23
1.6.6 未來的挑戰和路線圖 23
參考文獻 25
第2章 水生態系統生物監測基礎理論 27
2.1 水生態系統與生物多樣性 27
2.1.1 水生態系統 27
2.1.2 水生生物多樣性 27
2.1.3 水生態系統服務與功能 28
2.1.4 環境壓力和生物多樣性丟失 29
2.2 生物多樣性形成的理論 31
2.2.1 生態位理論 31
2.2.2 中性理論 32
2.2.3 複合群落理論 32
2.2.4 複合生態系統理論 33
2.3 生物多樣性與生態系統功能 34
2.3.1 生物多樣性與生態系統功能關係 34
2.3.2 生物多樣性影響生態系統功能 36
2.3.3 生物多樣性影響生態系統穩定性 37
2.4 生物多樣性測度 37
2.4.1 目標物種監測 37
2.4.2 物種豐富度 38
2.4.3 多樣性指數 39
2.4.4 系統發育與功能多樣性 40
2.4.5 生態相互作用網路 40
2.5 水生生物監測方法 42
2.5.1 水生生物類群 42
2.5.2 生物監測技術 44
2.6 水生生物評價 45
2.6.1 國內外水環境質量監測發展歷程 45
2.6.2 生物監測與生態環境質量評價 47
2.6.3 傳統的生物評價指數 48
2.6.4 新型的環境DNA生物指數 50
參考文獻 57
第3章 環境DNA技術 61
3.1 環境DNA技術原理 61
3.1.1 環境DNA來源 61
3.1.2 DNA條形碼 61
3.1.3 非個體DNA的全生命過程 63
3.2 基於環境DNA的生物監測 64
3.2.1 實驗設計 64
3.2.2 環境DNA的採集 69
3.2.3 環境DNA的提取 72
3.2.4 靶向監測 73
3.2.5 群落監測 77
3.2.6 環境DNA技術的質量控制 84
參考文獻 90
第4章 浮遊動物群落監測 92
4.1 引物選擇對浮遊動物多樣性監測的影響 92
4.1.1 不同宏條形碼引物對OTUs多樣性的影響 93
4.1.2 不同引物檢出浮遊動物種類差異 94
4.1.3 不同引物對浮遊動物多樣性的影響 95
4.1.4 不同引物表征浮遊動物的季節差異 98
4.2 枝角類浮遊動物生物量監測 98
4.2.1 環境DNA宏條形碼通用引物和qPCR物種特異性引物設計和選擇 98
4.2.2 qPCR物種定量標準方法構建 101
4.2.3 驗證環境DNA宏條形碼方法定量物種相對豐度 102
4.2.4 環境DNA宏條形碼與qPCR物種定量結果的比較 102
參考文獻 103
第5章 浮游植物群落 105
5.1 環境DNA宏條形碼監測浮游植物的技術規範和精準性 105
5.1.1 環境DNA宏條形碼監測浮游植物方法的規範 105
5.1.2 環境DNA宏條形碼監測浮游植物的精準性 107
5.2 環境DNA宏條形碼監測高原湖泊真核浮游植物多樣性 109
5.2.1 環境DNA宏條形碼監測滇池和撫仙湖真核浮游植物組成 109
5.2.2 環境DNA宏條形碼和傳統形態學監測結果的一致性 109
5.2.3 環境DNA宏條形碼揭示生物多樣性的空間差異 111
5.3 環境DNA宏條形碼揭示長江、太湖等水體連通生態環境效應 113
5.3.1 河湖連通對浮游植物群落空間分布格局的影響 114
5.3.2 環境DNA宏條形碼技術特點 117
5.4 小結 120
參考文獻 121
第6章 底棲動物群落 123
6.1 太湖本土底棲動物DNA條形碼資料庫構建 123
6.1.1 公共資料庫比對 123
6.1.2 遺傳距離分析 125
6.1.3 系統發育樹構建 126
6.2 環境DNA宏條形碼監測太湖底棲動物多樣性 128
6.2.1 底棲動物多樣性監測結果 129
6.2.2 底棲動物多樣性監測結果與形態學方法的比對 131
6.3 環境DNA宏條形碼評價太湖底棲動物完整性狀態 134
6.3.1 底棲動物完整性指數計算 134
6.3.2 底棲動物完整性空間格局 137
參考文獻 141
第7章 魚類群落環境DNA監測 142
7.1 淡水魚類環境DNA調查 143
7.1.1 研究背景 143
7.1.2 濾膜和采水深度對魚類環境DNA監測的影響 144
7.1.3 不同引物對魚類環境DNA監測的影響 144
7.1.4 環境DNA和傳統調查檢出魚類種類異同 146
7.1.5 環境DNA和傳統監測的魚類多樣性指數比較 148
7.1.6 環境DNA和傳統監測的效率和成本對比 148
7.2 河口與海洋魚類環境DNA監測 150
7.2.1 研究背景 150
7.2.2 河口與海洋魚類環境DNA監測結果與人類活動影響評價 152
7.3 環境DNA魚類監測發展趨勢 157
參考文獻 159
第8章 兩棲動物群落 161
8.1 兩棲動物宏條形碼監測引物設計與評估 161
8.1.1 用於篩選的引物信息 162
8.1.2 不同引物擴增效果的計算分析 163
8.1.3 不同引物擴增效果的實驗驗證 166
8.1.4 不同引物擴增效果評估 170
8.1.5 實際套用中的引物選擇 171
8.2 環境DNA宏條形碼監測兩棲動物的準確性 171
8.2.1 各個物種的相對豐度變化 172
8.2.2 物種相對豐度與生物量的相關關係 173
8.3 小結 175
參考文獻 176
第9章 海洋多營養級水生生物群落 177
9.1 從細菌到海洋哺乳動物的生物多樣性監測 177
9.2 多營養級生物群落分布格局 179
9.3 多營養級生物群落的生物相互作用網路 180
9.4 解析造成生物群落分布格局的生態過程 181
參考文獻 183
第10章 微宇宙試驗評估毒害污染物生態群落效應 185
10.1 Cu2+對生物膜群落效應的微宇宙試驗 185
10.2 生物膜中藻類群落的分類和豐度信息 186
10.3 Cu2+對海水生物膜中藻類群落的效應 189
10.3.1 敏感型與耐受型藻類類群在Cu2+的作用下發生顯著改變 189
10.3.2 銅改變生物膜藻類群落的組成、功能和穩定性 189
10.3.3 藻類OTUs數據比傳統單物種毒性測試數據更加敏感 192
參考文獻 195
第11章 流域尺度下污染物環境基準與水生態健康狀況評價 197
11.1 基於野外浮遊動物群落效應推導太湖流域氨氮環境基準 197
11.1.1 太湖流域浮遊動物群落監測 198
11.1.2 太湖流域關鍵環境脅迫因子甄別 200
11.1.3 基於敏感浮遊動物推導太湖流域氨氮環境基準 204
11.2 基於浮遊動物群落環境DNA評估水生態健康狀況 207
11.2.1 多季節浮遊動物採樣及分析方法 209
11.2.2 浮遊動物宏條形碼的太湖水生態健康評價 212
參考文獻 219
第12章 人類活動驅動的流域生物多樣性分布格局 223
12.1 流域多群落時空格局 223
12.1.1 沙潁河流域微型水生群落組成 224
12.1.2 環境要素特徵分析 224
12.1.3 物種多樣性及優勢分類單元時空變化 227
12.1.4 多營養級生物群落結構的景觀驅動因素 227
12.1.5 討論與小結 231
12.2 流域生態網路結構及穩定性評估 231
12.2.1 多樣性數據分析 232
12.2.2 多營養級群落α和β多樣性時空變化 233
12.2.3 人類活動簡化多營養級群落生態網路 235
12.2.4 人類活動誘導的多營養級群落穩定性變化 236
12.2.5 討論與小結 236
12.3 流域生物多樣性與生態系統功能關係 238
12.3.1 多樣性指數 238
12.3.2 生態系統功能 240
12.3.3 數據統計分析 241
12.3.4 多方面生物多樣性驅動因素 241
12.3.5 生物多樣性與生態系統功能依賴性 242
12.3.6 生物多樣性與生態系統功能的調控路徑 243
12.3.7 討論與小結 244
12.4 流域多指標、多層次生態完整性評價 245
12.4.1 多維度生態質量評價方法 247
12.4.2 數據統計分析 248
12.4.3 多維度生態質量評價結果 249
12.4.4 討論與小結 255
參考文獻 255
附錄 常用引物表 257
