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有害藻華（HABs）監(jiān)測(cè)/預(yù)警的強(qiáng)大工具

主要功能

1）對(duì)自然水體中的藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻自動(dòng)分類（定性）

2）自動(dòng)測(cè)量水樣中藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻的葉綠素a含量（定量）和總?cè)~綠素a含量

3）一杯自然水樣，同時(shí)獲得藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻的光合活性：

* 光合效率和光合速率（相對(duì)電子傳遞速率）

* 快速光曲線并進(jìn)行擬合

* 藻類的潛在**光合效率（“生長(zhǎng)潛能”）

* 藻類的光保護(hù)能力

* 藻類耐受強(qiáng)光的能力

4）用戶可做自己的參考光譜

應(yīng)用領(lǐng)域

主要用于水生生物學(xué)、水域生態(tài)學(xué)、海洋學(xué)、湖沼學(xué)、水質(zhì)預(yù)警、微藻生理學(xué)、微藻抗逆性等領(lǐng)域，對(duì)于了解自然水體中藻類種群的動(dòng)態(tài)變化、水華預(yù)警、野外水體中光合作用的時(shí)空變化、校正初級(jí)生產(chǎn)力的計(jì)算等有較大幫助。

特別適于浮游植物動(dòng)力學(xué)研究和有害藻華（HABs）的早期預(yù)警。

測(cè)量參數(shù)

Fo， Fm， F， Fm'， Fv/Fm， Y(II)=ΔF/Fm'， ETR， a， Ik， Pm， PAR、藍(lán)藻Chla含量、綠藻Chla含量、硅/甲藻Chla含量、總Chla含量等

特點(diǎn)

1) 全世界**臺(tái)可對(duì)浮游植物自動(dòng)分類的調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x

2) 4波長(zhǎng)光源：470、520、645和665 nm

3) 對(duì)藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻進(jìn)行分類

4) 可選配室內(nèi)系統(tǒng)（I）、野外系統(tǒng)（II）和測(cè)附著藻類/大型藻類的系統(tǒng)（III）

5) 靈敏度高，檢測(cè)限為0.1 μg L^-1 Chl

6) 專業(yè)PhytoWin操作軟件，數(shù)據(jù)收集、分析和存貯功能強(qiáng)大

7) 用戶可利用培養(yǎng)的微藻做參考光譜，非“黑匣子”

8) 可在野外測(cè)量后根據(jù)水體藻類組成利用優(yōu)勢(shì)種（一種或多種）的參考光譜校對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

利用PHYTO-PAM進(jìn)行水華預(yù)警的原理

藻類的生長(zhǎng)靠光合作用，藻華的爆發(fā)是在特定的環(huán)境條件下（富營(yíng)養(yǎng)、高光、高溫）由藻類短期快速暴增造成的，這其間藻類必須具備極強(qiáng)的光合作用才能快速生長(zhǎng)。監(jiān)測(cè)葉綠素a含量可以了解目前水體中的藻類生物量，但這只代表歷史（如果營(yíng)養(yǎng)鹽很低，即使當(dāng)前藻類生物量高，也不具備發(fā)生藻華的可能）；而監(jiān)測(cè)藻類的光合作用活性可以了解藻類的“生長(zhǎng)潛能”，結(jié)合其它環(huán)境條件可以預(yù)測(cè)未來（富營(yíng)養(yǎng)條件且高光高溫下，即使當(dāng)前藻類生物量不高，但只要光合作用活性強(qiáng)，就具有極大的發(fā)生藻華的可能）。

由于PHYTO-PAM可以測(cè)量自然水樣中藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻各自的光合作用，就可以對(duì)藻華發(fā)生時(shí)不同藻類類群進(jìn)行分析。利用PHYTO-PAM測(cè)量不同藻類葉綠素a含量和光合作用活性的功能，可以長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)自然水體中浮游植物種群生物量的動(dòng)力學(xué)變化和不同類群光合作用潛力的變化趨勢(shì)，這對(duì)于藻華的預(yù)警具有重要參考價(jià)值。

推薦閱讀：有害藻華（HABs）監(jiān)測(cè)/預(yù)警的新解決方案

PHYTO-PAM*常用的光合作用參數(shù)

Fv/Fm，浮游植物的潛在**光合效率（“生長(zhǎng)潛能”）

Y，給定光強(qiáng)下浮游植物的實(shí)際光合效率

NPQ，浮游植物將過剩光能耗散為熱的能力，即光保護(hù)能力

 ETR，給定光強(qiáng)下浮游植物的實(shí)際光合速率

ETRmax，浮游植物的潛在**光合速率

 a，浮游植物對(duì)光強(qiáng)的利用能力

Ik，浮游植物耐受強(qiáng)光的能力

快速光曲線，結(jié)合水體光場(chǎng)可用于計(jì)算水體初級(jí)生產(chǎn)力

利用PHYTO-PAM對(duì)水體長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的方法

設(shè)計(jì)為大時(shí)間尺度，采樣頻率為每月一次，頻率越高越好。采樣時(shí)可設(shè)計(jì)多個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)都分層采樣測(cè)量。這樣就可測(cè)量藍(lán)藻Chla、綠藻Chla、硅/甲藻Chla、總Chla、Fv/Fm、Ik、NPQ等的時(shí)間和空間動(dòng)態(tài)變化，獲知三大類群的浮游植物生物量、“生長(zhǎng)潛能”、耐受強(qiáng)光的能力、光保護(hù)能力等的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化，提前預(yù)判其變化趨勢(shì)，結(jié)合其它水質(zhì)氣象指標(biāo)，進(jìn)行早期的藻華預(yù)警。

應(yīng)用實(shí)例一：太湖藍(lán)藻水華成因分析

2007年，太湖發(fā)生了嚴(yán)重的藍(lán)藻水華，在國(guó)內(nèi)外引起廣泛關(guān)注。藍(lán)藻水華爆發(fā)的一個(gè)重要原因是周邊地區(qū)往太湖中排污過多，造成湖泊嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化，在適宜的光照和溫度條件下藻類瘋長(zhǎng)形成水華。但是太湖中的藻類不僅僅包括藍(lán)藻，也有綠藻、硅藻、甲藻等，為什么總是爆發(fā)藍(lán)藻水華，其它藻并不形成水華呢？中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員利用可對(duì)自然水體中的藻類定性、定量并測(cè)量光合作用活性的浮游植物熒光儀PHYTO-PAM，探討了藍(lán)藻在太湖中爆發(fā)水華的原因。主要研究結(jié)果如下：光作為藻類生長(zhǎng)的重要能量來源，浮游藻類光利用效率的不同對(duì)水體中浮游藻類初級(jí)生產(chǎn)力、群落組成以及種群演替具有重要影響。本研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻、綠藻、硅/甲藻三種具有不同的對(duì)光照和垂直混合的響應(yīng)策略，藍(lán)藻的強(qiáng)光耐受能力以及對(duì)過剩光能的耗散能力均超過其他兩種藻；同時(shí)藍(lán)藻主要聚集在表層到0.3 m的深度，而在此深度藻類具有更高的生長(zhǎng)速率，綠藻和硅/甲藻則由于垂直混合和自身調(diào)節(jié)等作用的作用下，不具備藍(lán)藻這一優(yōu)勢(shì)，這可能是富營(yíng)養(yǎng)化水體中藍(lán)藻占據(jù)優(yōu)勢(shì)的原因之一。（Zhang M， Kong FX， Wu X， Xing P. Different photochemical responses of phytoplankters from the large shallow Taihu Lake of subtropical China in relation to light and mixing.Hydrobiologia 2008， 603:267-278.）

應(yīng)用實(shí)例二：微囊藻低溫弱光環(huán)境下過冬機(jī)理

經(jīng)常發(fā)生水華的微囊藻在冬天會(huì)沉降到底泥中進(jìn)行越冬。底泥屬于低溫弱光環(huán)境，在這么苛刻的環(huán)境下微囊藻是怎么越冬的，目前了解的不多。中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所淡水生態(tài)與生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員利用人工培養(yǎng)的單細(xì)胞銅綠微囊藻、群體銅綠微囊藻和斯尾柵藻進(jìn)行了低溫弱光環(huán)境下的耐受力和復(fù)壯實(shí)驗(yàn)，其中光合作用活性的測(cè)量利用浮游植物熒光儀PHYTO-PAM進(jìn)行。結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過30天的低溫弱光環(huán)境處理后，柵藻的光合活力受到顯著抑制，而微囊藻僅受到輕微影響，且群體微囊藻細(xì)胞比單細(xì)胞微囊藻的耐受力更強(qiáng)。復(fù)壯培養(yǎng)后，柵藻的回復(fù)速度和生長(zhǎng)潛力明顯低于微囊藻。這對(duì)于分析微囊藻的越冬機(jī)理和水華機(jī)理具有重要參考意義。（Wu Z， Song L， Li R. Different tolerances and responses to low temperature and darkness between waterbloom forming cyanobacterium Microcystis and a green alga Scenedesmus Hydrobiologia 2008， 596:47-55.）

選購(gòu)指南

主要技術(shù)參數(shù)

測(cè)量光：波長(zhǎng)470、520、645和665 nm的測(cè)量光LED。

光化光：波長(zhǎng)655 nm的LED；光化光強(qiáng)度0～2000 μmol m^-2 s^-1 PAR（系統(tǒng)I和II）或0～1300 μmol m^-2 s^-1 PAR（系統(tǒng)III）。

飽和脈沖：波長(zhǎng)655 nm的LED；飽和脈沖強(qiáng)度4000 μmol m^-2 s^-1 PAR（系統(tǒng)I和II）或2600 μmol m^-2 s^-1 PAR（系統(tǒng)III）。

信號(hào)檢測(cè)：光電倍增管，帶短波截止濾光片（λ>710 nm）；選擇性鎖相放大器。

測(cè)量參數(shù)：Ft， F(或Fo)， Fm(或 Fm’)， ΔF， Y(ΔF/ Fm’或Fv/Fm)， ETR和Chl濃度等。

環(huán)境溫度：-5～＋45 ℃，已在極地成功應(yīng)用。

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