对哺乳动物粪便进行 DNA 分析，以确定其食物网
BCI
了解捕食者-猎物动态和季节性食物网变化可以揭示生态系统功能的关键信息。黎巴嫩是地中海气候变化的热点地区，该国的植树造林历来依赖松树和雪松等单一树种，这限制了生物多样性和恢复能力。更有效的方法是种植支持野生动物（尤其是种子传播者）的物种，以促进自然再生。我们的解决方案采用 DNA 条形码和代谢条码分析动物粪便，确定野生动物食用和散播的植物物种。这揭示了不同季节的种子散播模式和动物食谱，从而指导森林管理者选择能促进生态系统恢复的本地植物。通过结合动物与植物之间的相互作用，我们的方法解决了关键的环境、社会和经济挑战，提高了生物多样性、森林恢复能力和恢复成果。
最后更新 10 Oct 2025
31 意见
自然科技奖
技术说明
该项目将非侵入性环境 DNA（eDNA）采样与先进的代谢编码（metabarcoding）基因粪便分析相结合--代谢编码是一种同时对多个 DNA 标记进行扩增和测序的技术。传统的粪便分析通常一次只针对一个物种，而我们的代谢编码方法则不同，它可以进行全面的饮食分析，揭示动物的身份及其食用的所有物种。为了支持这项工作，我们开发并出版了首个可公开获取的黎巴嫩和东地中海地区原生动植物物种参考库--解决了地区生物多样性数据中的一个关键缺口，并提高了识别的准确性。
我们确定了 18 种哺乳动物--其中许多是特有物种或濒危物种--食肉动物是主要的种子传播者。经常食用的植物科包括繖形花科、小檗科、豆科、椑科、蒲葵科和蔷薇科。这些研究结果通过确定能够增强生态系统恢复能力的野生动物支持物种，为生态恢复提供了指导。研究结果已与黎巴嫩农业部和环境部共享，并纳入国家生物多样性行动计划，还发表在三篇经同行评审的科学文章中。
为了确保长期影响和地方能力建设，我们正在启动一项地区培训计划，该计划由生物多样性和生物多样性国际联盟（BBI CBD）资助，并由我们在圣约瑟夫大学的研究团队领导，目的是使 DNA 条形码和元条码在生物多样性保护中的应用民主化。来自突尼斯、科特迪瓦、约旦和黎巴嫩的研究人员将接受培训，包括那些没有基本分子生物学背景的研究人员。此外，我们还将为生物多样性和环境领域的利益相关者组织一次全国性会议，重点介绍 DNA 条形码和元条码如何支持入侵物种的识别、食品欺诈检测、生物多样性监测、新物种的发现以及生态系统健康评估。我们在圣约瑟夫大学的实验室--"从基因到生态系统的生物多样性保护"--包括 BCI 团队，正在将自己定位为国家和地区 DNA 条形码和元条码中心。它既为各种项目提供技术服务，也为实验室、大学和保护人员提供培训，从而加强当地的专业知识和长期可持续性。此外，还在学校、大学、农业社区和从业人员中开展公众宣传活动，强调动物在保护和恢复战略中发挥的关键生态作用。
捐助者和资金
FERI（生物多样性公约）和 MEPI（美国大使馆）赠款：提供了重要的初始资金，使我们能够启动研究，并在黎巴嫩山的生态恢复中尽早实施 DNA 条形码和元条码技术。他们的支持为建立第一个本地物种参考图书馆奠定了基础。
圣约瑟夫大学研究理事会：提供了重要的资金支持，使黎巴嫩第一个 DNA 参考文献库得以建立，并为大量的实地工作、实验室分析和数据解读提供了便利，这对项目的成功至关重要。
BBI-CBD（支持《生物多样性公约》的生物多样性条形编码）：目前正在资助一项地区培训计划，旨在将 DNA 条形码和元条码的使用民主化，以保护生物多样性。这项支持有助于将我们的影响力从黎巴嫩扩大到其他地中海和非洲国家。
iBOL（国际生命条形码计划）：作为项目第二阶段的一部分，支持正在进行的昆虫条形码工作。他们的伙伴关系确保了我们的数据能够为全球生物多样性数据库做出贡献，并加强了地区融入国际保护工作的力度。
照片和视频库
背景
应对的挑战
我们的解决方案解决了黎巴嫩因气候变化对自然生态系统的影响而面临的紧迫的环境、社会和经济挑战。作为地中海气候变化的热点地区，黎巴嫩面临着火灾频发、土地荒芜和生物多样性丧失等问题，削弱了森林的恢复能力。传统的重新造林以松树和雪松为主，缺乏生物多样性，也无法支持自然再生所必需的野生动物。该项目通过选择能吸引和支持野生动物的本地植物来实现植树造林的多样化，从而创建可自我维持、具有气候复原力的森林。在社会方面，退化的森林会减少水调节和土壤稳定性等重要的生态系统服务，从而影响社区。恢复生物多样性可加强这些服务，造福社区并促进与当地自然的紧密联系。在经济上，更健康、生物多样性更丰富的森林可降低未来的恢复成本，提高生态旅游潜力，并创造可持续的创收机会。
地点
黎巴嫩黎巴嫩山
西亚、中东
过程
过程概述
我们解决方案的成功源于六个相互关联的组成部分。先进的 DNA 条形码和元条码技术可提供准确、非侵入性的生物多样性数据。在此基础上，我们建立了黎巴嫩首个开放式本地物种参考图书馆，目前已扩展到昆虫、鸟类和真菌。与史密森尼学会、iBOL 和圣约瑟夫大学的战略合作伙伴关系确保了科学的严谨性和地区领导地位。野外和实验室规程适合当地的生态条件，提高了数据的相关性。与各部委、非政府组织和从业人员的合作将研究成果转化为政策和恢复实践，同时开展宣传活动促进社区参与。最后，由 BBI-CBD 资助的能力建设项目对地区保护人员进行培训，使分子工具民主化并确保长期可持续性。这些要素共同创建了一个可扩展的、以科学为基础的框架，用于在易受气候影响的地中海生态系统中有效恢复生物多样性。
积木
本地化参考图书馆开发
建立一个全面、开放的本地动植物物种 DNA 参考图书馆是我们解决方案的基础。由于认识到全球数据库缺乏对许多东地中海物种的覆盖，我们建立了第一个黎巴嫩文库，其中包括植物、哺乳动物，现在又扩展到昆虫、鸟类和真菌。该参考数据库提高了 DNA 序列比对的准确性，能够精确鉴定环境样本中的物种。它还填补了重要的地区数据空白，有助于生态研究、生物多样性监测和保护规划。通过公开发布该数据库，我们提高了透明度，促进了合作，并为类似的生物多样性热点地区提供了适应潜力。
有利因素
圣约瑟夫大学强有力的机构支持、与当地分类学家的合作以及标本的获取都至关重要。最初的拨款为测序工作提供了资金。对开放数据原则的承诺确保了广泛的可访问性。iBOL 的支持促进了与全球数据库的整合，提高了实用性和可见性。
经验教训
建立一个可靠的参考文献库需要分子科学家和分类学家之间进行大量的协调工作。准确的物种鉴定在很大程度上取决于经过质量验证的凭证标本和元数据。这一过程非常耗时，但对于获得有意义的代谢标码结果却是不可或缺的。公开共享资料库引起了人们的兴趣和合作，但也凸显了不断更新和扩展以覆盖更多分类群的必要性。当地专家的参与培养了主人翁精神，提高了数据的科学可信度，确保了图书馆作为国家资源的可持续性。
高级 DNA 条形码和元条码技术：
DNA 条形码和元条形码是最先进的分子技术，可从动物粪便等小型生物样本中精确鉴定物种。条形码通过对标准基因区域测序来确定单一物种，而元条形码则同时扩增多个 DNA 标记，从而能够对复杂的混合物进行全面分析。这些方法可以详细了解动物的饮食、捕食者与被捕食者之间的关系以及种子传播模式，而无需进行侵入性采样。在我们的解决方案中，这些技术适用于黎巴嫩的生态环境，实现了高通量生物多样性评估，并揭示了动植物群之间的关键互动关系。这种方法克服了传统生态调查的局限性，为监测生物多样性变化提供了新的可能性，尤其是在基线数据稀缺的地区。
有利因素
高通量测序技术的使用、分子生物学方面的专业知识以及地区参考文献库的可用性都为成功实施提供了条件。与史密森学会等国际专家的合作确保了方法的严谨性。制定适合当地条件和样本类型的方案对于取得可靠的结果至关重要。FERI 和 MEPI 的资助为建立和扩展分子工作流程提供了必要的资源。
经验教训
我们了解到，根据当地生态条件定制 DNA 代谢标码方案对于最大限度地提高数据准确性至关重要。事先建立全面的参考文献库对于正确识别物种至关重要。与分子专家和国际合作伙伴的早期接触加快了技术转让并改善了质量控制。我们还发现，非侵入性采样方法（如粪便采集）可以获得丰富的数据，但需要严格的规程以避免污染。最后，将这些分子工具与传统生态知识相结合，可以加强对恢复工作的解释和实际应用。
国际和学术战略伙伴关系
与史密森学会、iBOL 和圣约瑟夫大学的合作是我们项目成功的关键。史密森学会在元条形码方法和质量保证方面提供了先进的专业知识，使 DNA 分析得以严格应用。iBOL 支持条形码工作的扩展，特别是昆虫条形码工作，将我们的地区数据与全球生物多样性倡议联系起来。圣约瑟夫大学领导研究的实施和能力建设，确保区域所有权和连续性。这些合作将全球知识与当地生态和机构背景相结合，实现了创新和可扩展性。
有利因素
长期合作关系、共同的科学目标和相互信任是关键所在。国际资金和技术援助促进了知识交流。当地专门研究团队的存在促进了沟通和实施。对开放数据和能力建设的共同承诺加强了伙伴关系。
经验教训
强有力的伙伴关系需要持续的沟通、尊重当地情况和明确的角色。国际合作加快了技术转让，但必须与当地能力建设相结合，以确保可持续性。我们认识到平衡全球科学标准与地区生态现实的重要性。正式协议和联合规划有助于统一预期。整合从分子生物学到生态学和政策的各种专业知识，增强了项目的影响力。最后，这些合作伙伴关系为未来的研究和扩大保护网络开辟了道路。
利益相关者参与和知识动员
我们与黎巴嫩环境部和农业部、当地非政府组织、从业人员和社区进行了有意义的接触，确保科学见解能够为政策和恢复实践提供依据。通过清晰、协作地传达研究结果，我们帮助将分子数据纳入了国家生物多样性行动计划。针对学校、大学、农民和土地管理者开展的宣传活动，提高了人们对动物在森林再生中发挥的生态作用的认识。这种知识动员建立了当地的自主权，促进了以证据为基础的决策，并将科学与长期生态系统恢复力的社会需求联系起来。
有利因素
与政府机构和非政府组织的牢固关系增进了信任。清晰易懂的宣传材料和研讨会促进了理解。当地社区的参与确保了相关性。机构支持有助于将其纳入国家计划。资金使外联和宣传活动成为可能。
经验教训
有效的利益相关者参与需要持续的对话和针对不同受众的沟通策略。我们发现，科学的严谨性与通俗易懂的语言相结合，可以弥合科学-政策-实践之间的差距。尽早让各部委和非政府组织参与进来可以提高成果的吸收率。宣传活动对于促进行为改变和强调动物在生态系统恢复中经常被忽视的作用至关重要。持续合作可确保研究结果对政策和土地管理决策产生影响。我们还了解到，参与式方法可增强社区能力，确保解决方案得到社会认可并具有可持续性
能力建设和地区培训计划
培养当地和地区在 DNA 条形码和代谢标码方面的专业知识对于可持续的生物多样性保护至关重要。在 BBI-CBD 资金的支持下，我们的培训项目面向来自黎巴嫩、突尼斯、科特迪瓦和约旦的保护工作者，包括没有分子生物学经验的人员。这些实践研讨会涵盖了样本采集、实验室技术、数据分析和解释等内容，使参与者有能力在各自的环境中独立应用分子工具。能力建设使获取创新技术的途径民主化，促进了地区合作，并确保了项目生命周期之后的连续性。
有利因素
在 BBI-CBD 的资助和圣约瑟夫大学的机构支持下，项目得以顺利开展。经验丰富的培训师和量身定制的课程适应了不同的背景。地区参与者的选择促进了跨国知识交流。持续的支持和跟进加强了学习成果。
经验教训
我们了解到，成功的能力建设需要灵活的培训模式，以适应参与者的不同专长。动手实践与理论知识相结合可以提高学员的学习积极性。建立地区网络可以促进同行学习与合作。后续支持和复习课程对于持续产生影响非常重要。培训必须与可获取的资源和工具相结合，以便在现实世界中加以应用。让受训者成为未来的培训者，可以倍增效益，有助于国家和地区在生物多样性监测方面实现自给自足。
影响
环境影响：通过分析动物粪便，我们确定了黎巴嫩 18 种哺乳动物的食谱，为了解当地食物网和种子传播模式提供了重要依据。通过这种了解，我们选择了 5 个关键植物科作为生态恢复的优先对象，确保这些物种被野生动物食用和传播，从而支持自然再生和生物多样性。此外，我们还为 52 种黎巴嫩本地植物建立了 DNA 条形码参考库，为正在进行的和未来的恢复项目提供了宝贵的资源，以加强本地植物种群。
社会影响：当地社区受益于恢复后的森林所提供的生态系统服务，包括改善水调节、土壤稳定性和自然美景，这加强了他们与土地的文化联系。通过让当地非政府组织参与实施以科学发现为依据的恢复战略，我们的项目在这些社区内培养了一种管理意识和能力，鼓励了可持续的土地利用方式。
经济影响：恢复具有生物多样性的森林可降低未来与侵蚀控制、防火和栖息地恢复相关的成本。此外，具有复原力的生态系统还能提高生态旅游的潜力，为当地社区创造可持续的创收机会。
受益人
总体生物多样性：
该解决方案通过提高对物种相互作用，特别是种子传播和捕食者-猎物动态的生态认识，直接造福于生物多样性。通过识别支持生态系统功能的关键动植物物种，该项目增强了森林的复原力，支持受威胁物种的恢复，并加强了地中海气候变化热点地区的本地生物多样性。
黎巴嫩的国家保护目标：
我们与黎巴嫩环境部和农业部分享了研究成果，并将其纳入黎巴嫩国家生物多样性行动计划。该项目通过加强数据可用性、恢复规划和监测框架，支持国家和国际保护目标，包括《生物多样性公约》（CBD）规定的目标。
当地社区：
居住在恢复地点附近的社区受益于生态系统服务的改善（如水源涵养、侵蚀控制、空气质量）以及生态旅游和可持续农业等新的经济机遇。教育推广和宣传活动也加强了环境管理和与土地的文化联系。
从业人员和保护组织：
该项目为从业人员提供了有科学依据的生态恢复最佳实践，包括优先选择哪些本地植物物种来吸引野生动物和促进再生。非政府组织、政府机构和植树造林参与者现在可以访问黎巴嫩首个 DNA 参考图书馆，并受邀参加由我们团队领导的培训和能力建设课程。
此外，请说明您的解决方案的扩展潜力。能否复制或扩展到其他地区或生态系统？
是的，我们的解决方案具有很强的可扩展性，可以在国内和国际上推广，以支持生态系统恢复目标。通过将 DNA 代谢标码与量身定制的重新造林战略相结合，这种以科学为基础的方法可适用于各种生态系统和生物多样性热点地区。可扩展性主要体现在两个方面：首先，在地区层面，圣约瑟夫大学的实验室--从基因到生态系统的生物多样性保护--可以作为一个中心枢纽，为东地中海各国处理样本和生成生物多样性数据，指导因地制宜的恢复战略。其次，我们的培训计划得到了生物多样性和生态系统局（BBI-CBD）的资助，使突尼斯、约旦和科特迪瓦等国的科学家和从业人员有能力进行自己的 DNA 分析，从而促进长期的独立性和当地的专业知识。此外，这种方法还可以扩大目标物种的生物规模，将真菌、鸟类、昆虫和其他本地类群包括在内，从而加强生物多样性评估和生态系统监测。这种双管齐下的方法既能确保技术传播，又能扩大生物范围，是符合《生物多样性公约》和联合国 "生态系统恢复十年 "等全球目标的有力模式。
全球生物多样性框架 (GBF)
GBF 目标 1 - 规划和管理所有区域，减少生物多样性损失
GBF 目标 2 - 恢复 30% 的退化生态系统
GBF 目标 3 - 保护 30% 的土地、水域和海洋
GBF 目标 4 - 阻止物种灭绝、保护遗传多样性并管理人类与野生动物的冲突
全球生物多样性框架》目标 8--最大限度地减少气候变化对生物多样性的影响并增强复原力
全球生物多样性框架》具体目标 10--加强农业、水产养殖业、渔业和林业的生物多样性和可持续性
GBF 目标 11 - 恢复、维护和加强大自然对人类的贡献
全球生物多样性框架》目标 14：将生物多样性纳入各级决策过程
全球生物多样性框架》目标 20：加强生物多样性方面的能力建设、技术转让和科技合作
全球生物多样性框架》目标 21：确保知识的可用性和可获取性，以指导生物多样性行动
全球生物多样性框架》具体目标 22--确保所有人参与决策，并获得与生物多样性相关的司法救助和信息
可持续发展目标
可持续发展目标 3--良好的健康和福祉
可持续发展目标 13--气候行动
可持续发展目标 15--陆地生活
可持续发展目标 17--目标伙伴关系
故事
基于代谢编码技术的不同动物食物网分析
BCI
在黎巴嫩，很少有组织在实地工作中实施以科学为基础的解决方案，缺乏统一的管理使得恢复战略支离破碎，缺乏协调。当地的非政府组织在开展植树造林和生态系统恢复工作时，往往不与政府部门或其他方面沟通，因此很难产生一致的、可持续的影响。随着气候变化对我们的生物多样性和生态系统构成严重威胁，我们认识到了一个至关重要的需求：植树造林必须更具战略性，使用能够吸引野生动物和支持自然再生的植物物种，以建设能够抵御气候压力的自给自足的森林。
在金融危机、政治动荡和环境挑战的背景下，我们继续向前迈进。与史密森学会（Smithsonian Institution）的合作是一个转折点；他们指导我们定制 DNA 代谢编码技术，以分析当地的生态系统。我们共同制定了以科学为导向的方法，确保我们的恢复工作既能支持生物多样性，又能支持当地野生动物之间的互动。
尽管混乱不堪，但我们的团队已成为黎巴嫩生物多样性保护研究和遗传特征描述的中心。看到其他组织和当地利益相关者认识到以科学为基础的方法的重要性，我们深受鼓舞。今天，我们不仅仅是在植树造林；我们还在培育可持续的生态系统，为黎巴嫩环境复原的未来奠定基础。