像验血一样查河流健康？加州豪掷220万美元，AI+eDNA黑科技上线

本文来源于海潮天下（Marine Biodiversity）

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出品 | 海潮天下

在美国加利福尼亚州广袤的野外和私人土地上，非法及不规范的大麻种植活动，已成了严重的生态威胁。这些种植点通常伴随着违规引水、原始森林砍伐、以及违禁农药（如杀鼠剂、除草剂）的大量使用。据环境调查，非法种植点排入溪流的肥料流失会导致水体富营养化、并引发藻类爆发，而化学毒素则通过食物链逐级富集，导致三文鱼、两栖类甚至食肉动物大量死亡。过去，面对散布在偏远地区的数千个潜在污染点，传统的监测效率无异于“打地鼠”，那么，如何打破现有的监测僵局，形成全州范围内的系统性应对？

海潮天下（Marine Biodiversity）小编注意到，据加州大学圣塔克鲁兹分校（UC Santa Cruz）2026年5月4日发布的官宣，该校研究团队已获得加州鱼类和野生动物管理局（CDFW）拨付的220万美元赠款。

据悉，这笔资金源自大麻修复赠款计划（Cannabis Restoration Grant Program），旨在利用环境DNA（eDNA）技术，针对受土地开发、农业径流及大麻种植影响的流域，开发出一套标准化的“加州溪流健康指数”。这项技术的规模化应用，被认为是标志着加州对淡水生态系统的监测从传统的物理观测转向了高效的数字化基因组学分析。

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摄影 ©海潮天下（Marine Biodiversity），图文无关

在淡水生态学领域，传统的河溪健康评估通常依赖于对大型无脊椎动物或特定鱼类种群的现场抽样调查。这种方法不仅对专业人员的技术要求极高，而且耗时较长，往往只能反映生态系统中的一部分。

相比之下，eDNA可以检测生物体在水中遗留的皮肤细胞、粘液或排泄物中的遗传物质，像“血液测试”一样，用水样就能直接捕捉到水体中“流动的生物图谱”。而且这种方法能将生物多样性的识别范围从肉眼可见的鱼类、昆虫，扩展到支撑整个食物网底层逻辑的微生物世界，以便更精准地发现生态系统在气候变化或人为干扰下的细微波动。

根据这个项目的规划，研究团队将在2026年5月~9月期间，对加州境内50个主要流域的400多条溪流进行大规模采样。

上图是逆流而上的大鳞钩吻鲑（已经呈红色），游向船溪进行产卵。图源：Ryan Hagerty/美国鱼类与水生生物保护局

这一过程高度依赖“社区科学”模式，CALeDNA项目组将培训数百名志愿者深入实地。这些社区科学家将携带标准化的采样包，在野外采集约2400份样本，以此来大幅降低了科研成本，填补了州政府机构在偏远、或私人土地监测上的数据空白，为原住民部落和地方管理机构提供了参与环境决策的技术手段。

在实验室后端，该项目整合了前沿的生物信息学+人工智能技术。研究人员将利用机器学习算法处理数百万条eDNA序列，将其与历史监测数据和地理空间信息作比对，来识别数千种生物多样性模式。

由UC Santa Cruz孵化的初创公司eDNA Explorer在其中扮演了一个重要角色，他们开发了一个云计算平台，可以把复杂的测序数据转化为可视化的健康评分。技术层面的突破，让单次溪流评估的成本有望控制在几百美元，且从实地采样到生成分析报告的时间比传统手段缩短了一半，这就极大地提高了资源管理者判定修复工作优先级的效率。

此外，该研究并非孤立运行，而是与南加州沿海水资源研究小组及加州水资源控制委员会深度合作的，将eDNA指数与现有的河流健康评分标准进行交叉验证，来确保新工具在加州多样化的生态地理分区中具备科学的一致性。

据介绍，在为期三年的项目周期内，团队将分阶段完成数据采集、模型测试及科学审查，对流域生态风险的“精准定位”，最终发布的标准化协议将直接服务于全州淡水生物多样性的保护决策与修复优先级的判定。

海潮天下（Marine Biodiversity）小编查阅资料了解到，这个“大麻修复赠款计划”，法律依据源于加州2016年通过的《成人使用大麻法案》，即著名的64号提案。虽然该提案通过了娱乐用大麻的合法化，但立法者意识到，长期存在的非法种植活动对加州的自然资源造成了毁灭性破坏。为了抵消这种环境影响，法案规定对合法大麻的生产和销售征收税收，并将这些税收的一部分专门拨入“大麻税务基金”（Cannabis Tax Fund）。比如说， 非法种植点通常直接截断溪流或安装泵站，导致旱季下游水位枯竭，严重威胁到受保护的鲑鱼（Salmon）和钢头鳟（Steelhead）的生存。

eDNA·新研究

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资讯源 | ucsc

文 | 朱潇潇

编辑 | 海潮君

排版 | 卢晓雨

时间 | 2026年5月8日

#eDNA

【参考资料】

https://news.ucsc.edu/2026/05/edna-california-stream-health/
https://www.watereducation.org/aquafornia-news/new-release-uc-santa-cruz-receives-california-department-fish-and-wildlife-funding

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