研究方向

面向国家重大科技需求，立足解决生态环境实际问题，围绕环境DNA技术和装备开展系统化研究

环境基因组学与生物多样性

Environmental DNA Technology

生物群落组成及其动态变化是认识生态系统结构、功能与健康状态的基础。传统生物调查主要依赖形态鉴定，存在隐蔽物种难发现、鉴定效率低、分类依赖经验以及难以实现大尺度标准化监测等局限。随着高通量测序和环境基因组学技术的发展，可通过环境样品中生物遗传物质的检测，实现对群落组成的快速、非损伤和高通量解析。然而，环境DNA信号受到生物量、释放过程、降解、迁移及PCR偏好等多重因素影响，测序结果与真实群落丰度之间的定量关系仍缺乏系统认识。因此，本研究聚焦环境遗传信息与生物群落真实组成之间的定量关联，解析环境DNA赋存、释放、迁移与降解过程，建立从“遗传信号”到“生物丰度”的定量转换方法，实现水生生物群落组成及其动态变化的精准解析，为生物多样性调查、生态系统健康评价和水生态环境精准监测提供新的技术与理论支撑。

外来物种入侵生态效应研究

Biodiversity Monitoring

全球贸易、交通运输及人为活动加剧了外来物种跨区域扩散，生物入侵已成为威胁全球生物多样性与生态系统安全的重要因素。外来物种进入新的生态系统后，可通过资源竞争、捕食、种间互作及生态位改变等途径影响本地物种，并进一步改变群落结构、食物网关系和生态系统功能。然而，现有研究多聚焦于单一入侵物种及其直接影响，对外来物种入侵引发的群落重组、食物网传递和生态系统功能变化缺乏系统认识。因此，本研究以典型水生外来物种为对象，结合环境DNA、群落生态学与生态网络分析等方法，解析外来物种的扩散过程及其与本地生物群落之间的相互作用，揭示外来物种入侵对生物多样性、群落结构、种间关系及生态系统功能的影响机制，构建外来物种入侵生态效应评价体系，为入侵风险预警、生态系统保护与入侵生物综合治理提供科学依据。

水生态健康评估与诊断

Ecological Health Assessment

水生态系统健康是衡量区域生态环境质量和水生态文明建设成效的重要指标。随着人类活动增强，水体面临污染物输入、水文过程改变、生境退化及生物入侵等多重压力，传统以理化指标为主的水质评价难以全面反映生态系统结构与功能变化。因此，本研究以水生态系统完整性与健康状态为核心，综合利用环境DNA、群落生态学、生物完整性评价及生态网络分析等技术，从物种组成、群落结构、营养级关系和生态功能等多个层面解析水生态系统对环境胁迫的响应规律，筛选具有稳定指示意义的关键物种和生物指标，构建多维度水生态健康评价与诊断体系，实现从“水质监测”向“生态健康诊断”的转变。研究将为河流、湖泊及河口生态系统的健康监测、生态保护与修复成效评估提供科学依据，并为流域水生态系统精细化管理提供技术支撑。

海洋生物多样性与生态保护

Marine Conservation

海洋生物多样性是维持海洋生态系统结构、功能与生态服务的重要基础，也是全球生物多样性保护的重要组成部分。受海洋污染、过度捕捞、栖息地退化、气候变化及外来物种入侵等多重压力影响，海洋生物群落组成及生态系统功能正发生持续变化。传统海洋生物调查在物种识别、隐蔽物种发现及大尺度长期监测方面存在一定局限，难以满足海洋生物多样性快速评估与动态保护的需求。本研究聚焦海洋生物多样性监测与生态保护，综合运用环境DNA、宏条形码、环境基因组学和群落生态学等技术，系统解析海洋生物群落组成、空间分布及动态变化，识别关键物种和生态敏感区域，揭示人类活动与全球变化对海洋生物多样性及生态系统稳定性的影响机制，构建“监测—评估—预警—保护”一体化技术体系，为海洋生物多样性保护、生态修复及海洋生态系统可持续管理提供科学依据。