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公司动态

利用UVP原位成像技术和机器学习估算全球浮游动物生物量分布

法国LOV(Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer;索邦大学和法国国家科学研究中心的联合研究单位)实验室的科学家Laetitia等人利用UVP的水下原位观测结果,结合机器学习模型,预测了19个浮游动物类群(ESD范围为1-50mm)的全球生物量分布,并探讨了其与环境因素的关系。研究背景浮游动物存在于全球所有海洋中,它们在海洋食物网和生物地球化学循环中发挥着重要的作用,是生物碳泵的主要驱动力,并为维持鱼类群落的稳定作出了巨大贡献。但浮游动物对环境条件很敏感,因此被认为是海洋变化的哨兵。它们的分布受到海洋中物理、化学、以及生物因素的相互作用及调控。为了更好地理解浮游动物的重要性,需要对浮游动物的生物量和功能群进行全球定量评估。目前只有少数浮游动物群体的全球分布得到了很好的研究,这些群体通常使用浮游生物网采样。但还有很多浮游动物类群非常脆弱,非常容易受到浮游生物网的破坏,或者易在固定液中保存不良,导致它们的生物量和在海洋生态系统中的生态作用被低估。在这种情况下,使用非侵入式的原位成像方法对浮游动物进行研究,显得尤为必要。在众多水下原位成像系统中,只有水下颗粒物和浮游动物原位成像系统(UVP)在全球范围内被广泛应用。研究过程Laetitia等人通过对全球范围内2008年-2019年之间获得的超过3549个UVP剖面(0-500米,图1)上的466872个个体进行了分类,估计了它们的个体生物量,并使用分类特定的转换因子将其转换为生物量。然后将这些生物量与环境变量(温度、盐度、氧气等)的气候学联系起来,使用增强回归树等机器学习算法,建立了生物量与环境因素之间的关系模型,以此预测全球浮游动物的生物量。图1 本研究使用的UVP数据集地图。透明度用来说明地图上点的密度。水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP(图2)主要用于同时研究水下的大型颗粒物(>80μm)和浮游动物(>700μm),并在已知水体体积下对水中颗粒物和浮游动物进行量化。UVP使用传统的照明设备和经电脑处理的光学技术,来获得浮游动物原位数字图像,图像后续可以通过EcoTaxa浮游动物数据库共享平台(图3)来进行浮游动物种类鉴定及分类。图2 水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP。左图为本实验中使用的UVP5(目前已停产);右图为升级版本UVP6-HF,与UVP5功能相同,且重量更轻图3 EcoTaxa浮游动物数据库共享平台对浮游动物进行种类鉴定及分类研究结果结果表明,浮游动物对环境很敏感,并会对环境的变化作出反应。全球浮游动物的生物量呈现出一定的空间分布模式,生物量最高的区域位于大约60°N和55°S附近(图4),而在海洋环流附近最低。此外,预计赤道的浮游动物生物量也会增加。保守预估,全球综合浮游动物生物量最小值(0-500 m)为0.403 PgC。在不同的浮游动物群体中,桡足类为最主要的群体(35.7%,主要分布在极地地区),其次为真软甲类(26.6%)和有孔虫类(16.4%,主要分布在热带辐合带)。图4 利用分类群预测的0 ~ 500m全球生物量分布图图5 在世界范围、高纬度和低纬度模式下,0-200 m(A)和200-500 m(B)深度下预测平均生物量(PgC)的条形图,从高到低排列。研究结论尽管研究取得了一些重要发现,但也存在一些限制和挑战。机器学习模型对浮游动物数据库的大小比较敏感,并且对于稀有类群的预测能力较弱。因此,在未来的研究中,需要进一步改进模型以提高对这些类群的预测能力。总而言之,本研究提供了有关全球浮游动物生物量分布的重要预测结果,并揭示了其与环境因素之间的关系。这对于深入了解浮游动物在海洋食物网和生物地球化学循环中的作用具有重要意义。随着UVP等数字成像方法的不断发展和应用,科学家们将能够更准确地估计全球浮游动物的生物量分布,并为保护海洋生态系统提供更有效的决策依据。参考文献1. Drago L, Panaïotis T, Irisson J O, et al. Global distribution of zooplankton biomass estimated by in situ imaging and machine learning[J]. Frontiers in Marine Science, 2022, 9.

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2023.07.20

浮游生物泵助力科学家解读北部湾微塑料的分布和来源

近期,自然资源部第四海洋研究所朱祖浩副研究员研究团队基于浮游生物泵原位大体积过滤的采样方法,采集了北部湾25个点位的微塑料颗粒物样品,并进行了系统分析,为北部湾微塑料的丰度分布情况及污染源分析提供了数据基础。研究背景北部湾是位于南海西北部的半封闭海湾,不仅是中国四大传统渔场之一,也是中国和东南亚渔业产业的缩影。近年来,由于该区域经济的快速增长,工业污水、生活污水、海水养殖废水等的加速排放,使该区域的生态环境问题从陆地扩散到了沿海海洋,导致该区域出现了不同程度的微塑料污染。目前该区域微塑料研究较少。研究过程为了解北部湾地区受微塑料污染的程度,研究团队于2021年9月,在北部湾设置了25个采样站位(图1),并利用来自丹麦KC Denmark A/S公司的浮游生物泵(型号:23.570,150m规格)采集了微塑料样品。图1 研究区域地图(北部湾)(Zhu et al., 2023)浮游生物泵采集微塑料样品本次研究使用的浮游生物泵来自KC Denmark A/S公司,型号为23.570,由泵和收集器两部分组成。泵由不锈钢制成,最大耐压深度为150米,泵速为26,000L/h;收集器由流量计、收集网(本研究采用300 μm网目)和聚碳酸酯制成的收集瓶组成,收集瓶孔径为60 μm。泵内总过滤面积约3000cm2。浮游生物泵连接在一个不锈钢机架上,由带电力电缆的控制箱控制。浮游生物泵采集微塑料样品如图2所示。图2 左图:浮游生物泵;右图:利用浮游生物泵原位采集微塑料颗粒物样品图示(Zhu et al., 2023)采集样品后,采用体式显微镜,配以数码相机及“HQimage”软件表征微塑料的物理性质。并使用傅里叶变换红外光谱仪(μ-FTIR)测定被测微塑料的化学成分。研究结果1. 微塑料丰度北部湾MPs的丰度从0.01个/m3-0.89 个/m3不等,平均为0.25±0.25个/m3。2. 微塑料的特性在采集的微塑料样品中发现了三种形状:碎片、纤维和颗粒。在表层海水中,MPs主要由纤维组成(53%),其次是碎片(46%),而颗粒仅占1%。3. 北部湾微塑料的来源通过主成分-多元线性回归分析,确定了MPs的不同来源。北部湾的微塑料污染物以陆地输入(如包装材料、纺织品、渔业和海水养殖)为主。主要有CE(纤维素)、PE(聚乙烯)、PVAL(聚乙烯醇)和PS(聚苯乙烯)等四种来源。研究结论浮游生物泵用于采集海水中的微塑料是一种非常新颖的采样设计,过去很少有人使用这种设计进行研究。本次研究发现,利用浮游生物泵对北部湾海水中的微塑料进行采样,比其他常规设计更方便使用,也更加节省时间,采集的样品也非常具有代表性。建议后续研究人员应在可行的研究地点使用原位浮游生物泵采样的方法,创建一个一致的微塑料数据库。有关研究成果也为北部湾的微塑料污染防控提供理论依据。参考文献1. Zhu Z, Hossain K B, Wei H, et al. Distribution and sources of microplastics in the Beibu Gulf using in-situ filtration technique[J]. Marine Pollution Bulletin, 2023, 188: 114614.

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2023.06.27

水德在第四届全国(海洋)环境微塑料污染与管控学术研讨会广受关注

6月5-8日,由华东师范大学、上海市海洋湖沼学会等主办的“第四届全国(海洋)环境微塑料污染与管控学术研讨会”在上海市召开。华东师范大学校长钱旭红院士,自然资源部东海局黄海波局长、生态环境部国家海洋监测中心王菊英主任,上海市海洋湖沼学会理事长、河口海岸学国家重点实验室李道季教授出席了开幕式并致辞。开幕式由河口海岸学国家重点实验室吴辉教授主持,会议组织委员会主席李道季教授宣布大会开幕。水德受邀参加此次研讨会,并在分会场作题为《海洋微塑料调查技术与趋势》的报告,受到众多专家学者的关注。大会开幕式本次研讨会共有来自全国各院校、科研院所、环境监测机构,以及涉及微塑料相关问题研究的知名教授与专家学者、业界人士等500余人参加。开幕式后,李道季、骆永明、姜雪峰和清华大学赵娜娜等4位特邀教授专家分别做了《我国海洋微塑料研究历史回顾与展望:从污染到治理》、《开展陆地环境微塑料研究,维持土壤健康与食物安全》、《温和条件真实塑料升级降解循环利用》和《塑料污染治理国际最新进展和趋势》的大会主旨报告。此次研讨会主要包括大会主旨报告、专题报告以及墙报展示等,其中,专题报告又包括《环境塑料、微-纳塑料监测技术方法及应用》、《可降解塑料:应用、环境过程、风险与对策》、《海洋微塑料分布特征、入海通量及输运数值模拟》、《微塑料的海-气输运过程、通量及模式》等在内的十个专题。水德技术总监符巧生在此次专题报告中着重为大家介绍了几种海洋微塑料调查的技术,旨在将国际上海洋微塑料采样调查的先进技术引入中国并介绍给业内各位专家,努力为中国海洋微塑料研究、保护海洋环境提供更多新方案。水德技术总监符巧生在分会场作报告水德工程师同与会专家交流探讨相关产品简介丹麦KC-Denmark公司浮游生物泵浮游生物泵可原位定点大体积过滤水中的浮游生物、微塑料等样品,增大样品背景量,有效计算该水层中浮游生物、微塑料的含量,研究其垂向分布规律。耐压水深可达6000米。丹麦KC-Denmark公司微塑料采样泵微塑料采样泵最初是在丹麦KC-Denmark公司参与欧盟项目——“洁净海洋”的基础上开发出来的,设计初衷是能够对海洋和湖泊水体中的塑料颗粒进行非常精确的测量。在一次下水采样中,丹麦KC微塑料采样泵能够使用四个不同网目尺寸的过滤板来进行采样,并同时能够精确测量出泵水量。四层过滤板:5000μm,500μm,300μm和100μm泵 速:12000L/h最大深度:40m德国HYDRO-BIOS公司Manta微塑料采样网Manta网是专为开阔而平静的水域、河流和湖泊设计的。Manta设计的独特之处,在于它的“翅膀”安装在支撑框架的两侧,以保持稳定。网衣尺寸:200×30×15cm开 口:30×15cm目 径:300μm(可定制)

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2023.06.12

水德携UVP、ZooSCAN等亮相第六届全国海洋技术大会

5月19~20日,由浙江大学、东海实验室主办,浙江大学海洋学院、舟山市委人才办承办的第六届全国海洋技术大会在舟山圆满落下帷幕,同期,2023国际海洋技术会展(0T 2023)在浙江大学舟山校区成功举办。上千名来自全国海洋技术领域的专家学者、企业代表和青年学子齐聚舟山,分享交流海洋技术学术与应用研究成果,共同探讨海洋技术与装备发展新趋势,积极为海洋技术与装备高质量发展出谋划策。大会开幕式现场青岛水德科技有限公司(以下简称“水德”)携ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统、UVP水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统、高精度温盐深仪、采水器、采泥器等设备应邀参加此次展会,并结合水德相关产品实践经验,由水德技术总监符巧生分别在大会的“水下光学与智能视觉技术”与“极地海洋技术”分会场分享了题为“一种水下影像设备在海洋碳循环中的应用”、“智能化走航式海洋监测系统”的报告。19日,在“水下光学与智能视觉技术”分会场的报告中,符巧生着重为大家介绍了一种水下影像设备——UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统,旨在将监测海洋大型颗粒物和浮游动物的设备介绍给各位业内专家,努力为中国海洋生态环境保护及监测提供更多新方案。水德技术总监符巧生在“水下光学与智能视觉技术”分会场作报告UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统主要用于同时研究水下的大型颗粒物(>80μm)和浮游动物(>700μm),并在已知水体体积下对水中颗粒物和浮游动物进行量化。UVP6-HF系统使用传统的照明设备和经电脑处理的光学技术,来获得浮游动物原位数字图像,图像后续可以通过EcoTaxa浮游动物数据库共享平台来进行浮游动物种类鉴定及分类。20日,水德技术总监符巧生则在“极地海洋技术”分会场为大家介绍了一套集成有海水和空气CO2/H2O/CH4含量分析、多种海水物理化学性质传感器、五参数全自动营养盐分析仪、各种船载设备数据输入输出的高度集成的一体化系统——走航式海洋表层多要素测量系统,其具有较佳的性能、很强的稳定性和适应性、极大减少人工参与的自主化操作能力,以及完全可扩展的系统设计,完全满足各项的系统要求。走航式海洋表层多要素测量系统水德技术总监符巧生在“极地海洋技术”分会场作报告分会场老师为符巧生颁发证书极地海洋技术分会场合影分会场实况水德展位上水德工程师同与会专家交流探讨从成立之初,青岛水德科技有限公司就致力于将先进的海洋科技介绍给国内用户,与中国海洋用户分享新技术带来的便利。我们愿为中国海洋调查研究贡献自己的一份绵力!海洋调查研究,水德与您同行!

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2023.06.12

ZooSCAN技术揭秘南海冷泉区浮游动物群落结构组成!

近期,中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室柯志新研究员团队基于ZooSCAN图像分析的方法,研究了南海深处浮游动物的垂直分布特征以及冷泉区甲烷气体渗漏对上方水体浮游动物群落结构和垂直分布的影响,为评估冷泉区海底甲烷渗漏的生态效应提供了基础数据。研究背景海洋食物网普遍存在着“大粒级摄食小粒级”的现象,这样导致其物质积累和能量流动沿着“由小到大”的方向。这一特点有利于通过特定生物群落的粒径级分布了解生态系统的结构、功能及其对环境变化的响应。生物的等效球径、等效椭球体积、干重、元素含量等各种表示粒径级大小的参数都被应用于粒径谱的构建。近年来,图像扫描自动识别技术在浮游生物研究上得到了广泛应用,该技术将研究者从繁重的显微镜检工作中解放出来,能够简化粒径谱构建的工作量。处于活动状态的冷泉是甲烷水合物或其他碳氢化合物从海床往外渗漏的地带。海底碳氢化合物的渗漏能够对上方水体的生物群落产生持续性的影响,自养微生物的化能合成过程可以发生在远离渗漏处上百米的区域。目前,“海马”冷泉区上方水体的浮游动物分布及甲烷渗漏对其群落结构的影响尚未见报道。 研究过程柯志新研究员的研究团队于2020年9月在“海马”冷泉区设置了5个调查站位(ROV1-ROV5,图1),各个站位均使用德国HYDRO-BIOS公司的浮游生物连续采样网MultiNet(图2)于1250m以浅的水域采集浮游动物样品(每个站位采集9个水层,分别为:0~25m,25~50m,50~100m,100~200m,200~400m,400~600m,600~800m,800~1000m,1000~1250m)。图1.“海马”冷泉区采样站位示意图  图2.浮游生物连续采样网MultiNet 采集到的浮游动物样品使用法国HYDROPTIC公司的浮游动物图像扫描分析系统(ZooSCAN,图3、图4)进行扫描成像和自动分类,并使用ZooSCAN自带的软件对浮游动物个体的形态学信息进行测量,用于计算浮游动物的等效椭球体积,以此来构建浮游动物的粒径谱和标准化生物量谱(NBSS)。计算公式:1.等效椭球体积:V=(4π/3) * (major/2) * (minor/2)^2其中,major和minor分别为ZooSCAN软件计算的浮游动物个体长轴长和短轴长。2. 标准化生物量谱(NBSS):log2(Ai/∆V) = alog2Vi+b其中,Vi为各个粒径的等效椭球体积上限,Ai代表该粒径级的总生物量,∆V代表粒径级间隔。 图3.浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN图4. ZooSCAN扫描的浮游生物图片 研究结果该研究的结果显示:浮游动物丰度和生物量主要集中在0~100m水层,低于100m后,浮游动物的丰度和生物量随水深增加均快速下降,在1000~1250水层平均分别仅为8.33ind·m-3和12.10mm3·m-3。图5.“海马”冷泉0-1250m浮游动物总丰度(ind·m-3)和总生物量(mm3·m-3)的垂直分布 总的来说,桡足类是各水层浮游动物的优势类群(图6),胶质类浮游动物在深层中的占比上升。冷泉渗漏活动强烈的ROV1站位与活动较弱的ROV5站位在0~200m水层小粒径级的生物量组成相似,但在600~1250m水层的粒径结构表现出两种不同的模式。在600~1250m水层,ROV5站的大粒径级水母贡献了一半以上的生物量,而ROV1站的生物量主要存在于各粒径级的桡足类贡献。图6.“海马”冷泉区0~200m,200~600m和600~1250m浮游动物丰度和生物量组成 “海马”冷泉区不同站位和水层NBSS斜率的变动范围为-0.94~-0.57,截距的变化范围为-2.10~5.94(图7)。从表层到底层,NBSS基本呈现斜率逐渐增大而截距逐渐减小的趋势。这反映了浮游生态系统的生产力水平从表到底逐渐下降,但浮游食物网的能量传递效率逐渐增加。甲烷气体渗漏强度最大的ROV1站位在1000~1250m水层表现出异常的粒径谱特征,NBSS的斜率a显著低于同水层其他站位,同时在600~800m水层出现浮游动物丰度的相对高值,推测该站位的浮游动物群落结构可能受到冷泉区甲烷渗漏的影响。  图7.“海马”冷泉区各站位水层标准化生物量谱基本参数总结中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室的专家们通过对“海马”冷泉区不同水层的浮游动物丰度、生物量及粒径谱进行研究,分析了随水深变化和不同甲烷渗漏强度下浮游动物的垂直分布情况,为评估该区域的生态效应提供了基础数据。使用ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统构建粒径谱较传统方法而言更加便捷、高效,可以与其他方法构建的粒径谱参数相互比较,具有推广、应用到更多海域的研究中的潜力!

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2023.06.12

《Nature》综述:UVP6在海洋浮游动物监测和建模中的应用

摘要:随着全球气候变化的加剧,浮游动物的生态系统功能正在发生变化。而目前,由于采样技术及方法的限制,浮游动物监测存在数据不足及覆盖范围地理空缺的问题。最新发表的Nature综述文章提出将传统研究工具(网采)与新技术(原位成像)和组学相结合的方法,以监测浮游动物种群,并特别提出:可以利用UVP6帮助提供关于浮游动物的观测数据。浮游动物是海洋生态系统的重要组成部分,它们是初级生产者与鱼类、海洋哺乳动物和海鸟等更高营养级之间进行能量转移的重要途径,并通过直接和间接的反馈方式影响海洋生物地球化学循环。近年来,对浮游动物生理学、群落组成和分布进行的研究表明,浮游动物对海洋气候变化非常敏感。由于海洋温度升高,浮游动物发生了许多重要的变化,如物候学、分布范围和粒径结构等方面的转变,并进而改变生物地球化学循环、能量传递途径和人类从海洋获得的生态系统服务。图1 浮游动物在生物碳泵中的作用2023年2月2日,Nature Communications期刊中发表了一篇综述性文章,该综述评估了浮游动物对海洋气候变化的关键响应,并探讨了其对生物碳泵和高营养级相互作用的影响,最后提出了当前对浮游动物进行长期监测的限制和未来对全球浮游动物研究的展望。气候变化对浮游动物的影响作者指出,海洋变暖和地区性气候事件(如海洋热浪、厄尔尼诺现象、北大西洋震荡等)的出现最易使浮游动物产生三种“普遍”反应:(1)物候时间发生变化。通常是春季或夏季物种较早出现,秋季物种较晚出现。(2)地理范围出现移动。在海水变暖的条件下,一些浮游动物物种通常会向极地和/或更深的水层移动,以保持其核心在最佳水温范围内。(3)浮游动物粒径变化。随着海洋持续变暖,较小的桡足类物种可能会占主导地位,对渔业生产和碳封存会产生级联效应。此外,气候变化影响浮游动物的行为和粒径结构后,进而会对渔业生产和碳封存产生复杂的连锁反应。文章提到,由于环境条件的变化,浮游动物元素化学计量会发生变化,同时,随着海洋变暖,浮游动物的呼吸将加速,但是消化和排泄的变化不明确,这些不确定性与浮游动物物候学、分布范围和粒径结构的不确定性相结合,使得在未来条件下无法准确预测浮游动物如何调节生物碳泵。另外,浮游动物群落的变化可能会影响高一级捕食者,因此需要进一步加强浮游动物数据的监测和管理。图2 浮游动物呼吸、消化和排泄过程的潜在变化方向浮游动物研究新方法目前全球长期浮游动物监测项目仍存在数据不足及覆盖范围地理空缺的问题,因此,作者提出了一种综合采样方法:将传统研究工具(网采)与新技术(原位成像)和组学相结合,以监测浮游动物种群,并模拟其在全球变化的未来情景。其中,作者特意指出可以利用水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统(UVP6)来获取浮游动物原位图像,并将其与浮游生物网、ARGO浮标、CTD及卫星的生物地球化学数据相结合,提供关于浮游动物如何受到环境影响的观测数据。作者尤其建议可以在偏远海域和监测较少的沿海地区来部署ARGO浮标网络和UVP,以此帮助填补这一地理的浮游动物知识缺口。图3 将传统的浮游动物采样方法与现代采样技术相结合水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统(UVP6-LP)UVP6-LP主要用于在已知水体体积下对水中的大型颗粒物(>80μm)进行量化,同时能够记录大型颗粒物和浮游动物(>700μm)的水下原位图片。它的最大操作深度达6000m,专为低速,空间有限及功率低的载体而设计,如剖面浮标,滑翔机,浮标,系泊设备,水下机器人等。图4 UVP6-LP布放在载体上将UVP6-LP拍摄得到的浮游动物图片进行处理后上传到EcoTaxa网站,可以利用网站上已有的库或自己已创建的库对图片进行自动鉴定、分类。同时,也可以根据筛选条件绘制相应的颗粒物粒径谱等。此外,用户也可以在网站上对自己感兴趣的区域、项目进行搜索浏览。浮游动物研究展望在综述的最后,作者指出,在目前存在的科学研究中,有81%的浮游动物长期监测数据未公开,这妨碍了科学界对生态系统响应气候变化问题的回答。为了更好地了解全球变化对浮游动物丰度、生物量和多样性的影响,需要从研究者、资助者和杂志等多方面努力,确保关键性长期监测数据的公开。此外,作者呼吁建立区域和全球性的网络,促进国际合作,在国界之间进行持续的观测。参考文献1. Ratnarajah L, Abu-Alhaija R, Atkinson A, et al. Monitoring and modelling marine zooplankton in a changing climate[J]. Nature Communications, 2023, 14 (1): 564.2. Picheral, M. et al. The Underwater Vision Profiler 6: an imaging sensor of particle size spectra and plankton, for autonomous and cabled platforms. Limnol. Oceanogr. Methods 20, 115–129 (2021).3. Picheral, M. et al. The Underwater Vision Profiler 5: an advanced instrument for high spatial resolution studies of particle size spectra and zooplankton. Limnol. Oceanogr. Methods 8, 462–473 (2010).

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2023.04.26

水德携UVP6-HF等设备亮相第五届海底观测科学大会

2023年1月14日,第五届海底观测科学大会在中山大学珠海校区成功开幕,本届会议由国家自然科学基金委员会地球科学部、中山大学和南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)联合主办,由中山大学海洋科学学院承办。青岛水德科技有限公司(以下简称“水德”)携ZooSCAN浮游生物图像扫描分析系统、UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统、高精度温盐深仪应邀参加此次会议。大会开幕式本次大会集聚了来自国(境)内外高校、科研机构和企业的300余名专家、学者和企业代表,围绕国内外海底科学观测的前沿科学问题和关键技术难题进行研讨。开幕式上,中山大学副校长兰平教授,大会学术委员会主任、中国科学院院士、南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)主任陈大可院士,中山大学科学研究院院长程晓教授为大会致辞。兰平副校长致辞陈大可院士致辞程晓院长致辞18家来自全国各地的参展企业展示了各自在海洋观测领域的技术与产品成果,吸引众多专家学者驻足洽谈。水德展出的ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统、UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统、国产高精度温盐深仪受到与会专家的广泛关注。水德销售工程师赵燚同与会专家进行交流探讨此次专题分会场报告为期1天,同时设置线上直播,各专题线上参会共超10000人次,大会主报告会议将于3月中旬在珠海线下召开,期待3月再见时,携手共圆海洋梦!ZooSCAN浮游生物图像扫描分析系统ZooSCAN浮游生物图像扫描分析系统主要用于对液体中的浮游生物样品进行计数、大小测量以及种类鉴定。ZooSCAN浮游生物图像扫描分析系统是由ZooSCAN、ZooProcess和EcoTaxa网站等共同组成的,ZooSCAN是硬件部分,主要进行浮游生物样品扫描,对浮游生物鉴定形成数字图像。ZooProcess和EcoTaxa是软件部分,分别以标准化的程序处理原始图像、对不同个体的形态参数进行自动测量和对图像中的浮游生物进行自动分类和计数。UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统(CNRS)主要用于同时研究水下的大型颗粒物(>80μm)和浮游动物(>700μm),并在已知水体体积下对水中颗粒物和浮游动物进行量化。UVP6-HF系统使用传统的照明设备和经电脑处理的光学技术,来获得浮游动物原位数字图像,耐压深度6000m。高精度温盐深仪道万DW16系列温盐深仪用于测量海水的电导率,温度,深度三个基本的物理参数。根据这三个参数,可以计算出海水的盐度、声速和密度等参数,从而可以观测海洋温场和声场的分布。温盐深仪是海洋(水文、物理、化学、地质、生物等)调查研究中最关键、最基础的测量仪器,在海洋经济开发、海洋观测、海洋国防建设方面有着极为重要的意义。耐压水深可达7200米。

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2023.01.31

海洋中心组织开展浮游动物图像识别技术研讨

海洋浮游动物是海洋生态系统健康状况监测与海洋生态质量评价的重要部分。海洋浮游动物传统的分类鉴定工作对人员水平要求较高,工作量大,浮游动物图像扫描分析系统作为一种半自动化的浮游动物分析系统,能够快速、准确地获得浮游动物样品的数量、大小和类群等信息,是现有技术手段的有效补充。近日,海洋中心生态室组织开展浮游动物图像识别技术研讨,并邀请技术工程师进行了浮游动物图像识别技术交流,生态室副主任李宏俊参加并主持。技术工程师对浮游动物图像扫描分析系统的功能优势、操作方法和应用前景等进行了深入讲解,并解答了关于仪器操作和指标分析等方面的具体问题。李宏俊就利用浮游动物图像扫描分析系统开展粒径谱等科学研究及在业务化监测评价领域的应用推广前景等方面内容同与会者进行了深入探讨。下一步,海洋中心生态室将继续联合有关单位开展海洋浮游动物图像识别扫描工作,推动完善海洋浮游动物图像识别技术体系,深入开展海洋生态质量监测评价研究和应用工作,为科学评估海洋生态质量,提升海洋生态系统多样性、稳定性、持续性提供技术支撑。ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN获得的浮游动物图像ZooSCAN获得的浮游动物图像

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2023.01.05

海洋中心开展鸭绿江口和胶州湾浮游动物图像识别扫描

海洋浮游动物是海洋生态系统的重要组成部分,在海洋物质循环和能量流动过程中发挥重要作用,近年来,越来越多研究发现浮游动物群体正趋于小型化,获取浮游动物粒径谱和小型浮游动物占比对于评估人类活动对海洋生态系统影响具有重要参考价值。近日,海洋中心联合山东省青岛生态环境监测中心完成鸭绿江口和胶州湾浮游动物图像识别扫描,通过搭载国家典型海洋生态系统健康航次,共采集41个点位的大型浮游动物和中、小型浮游动物样品,获取了浮游动物生物量、丰度、生物体积、粒径结构、分类组成等信息。在实际操作过程中,ZooSCAN图像扫描识别系统通过图像扫描和数据库比对,大大提高了浮游动物统计、鉴定及分类的效率。下一步,海洋中心将继续开展海洋浮游图像扫描监测,构建本地化海洋浮游动物图像数据库,提高图像识别率,研发质量控制手段和方法,完善海洋浮游动物图像识别监测技术体系,为科学评估海洋生态质量提供基础数据。野外采样ZooSCAN扫描识别浮游动物样品ZooSCAN获得的浮游动物图像ZooSCAN获得的浮游动物图像文章来源:国家海洋环境监测中心

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2022.10.26

水德特别赞助厦门大学环境学科产学研技术成果展览交流会

9月24日下午,厦门大学环境学科创立40周年系列活动之产学研技术成果展览交流会,在翔安校区金泉楼B103报告厅顺利举行。厦门大学环境学科创立40周年系列活动之产学研技术成果展览交流会学院副院长于鑫教授作交流会致辞。于鑫教授在致辞中强调,本次交流会搭建产学研深层次合作的桥梁,有助于打通高校科技成果转化“最后一公里”,进一步增强学科优势、激发创新活力,更好地服务国家战略和区域发展需要。学院副院长马剑教授、张彦隆副教授、环境科学系主任陈能汪教授分别在交流会上作了报告。于鑫教授作交流会致辞马剑教授作题为“环境监测技术与仪器研发”报告张彦隆副教授作题为“海岸带污染防控与生态修复技术”报告陈能汪教授作题为“厦门大学海洋云与流域-近海数字管控系统”报告青岛水德科技有限公司,作为业内高品质水环境仪器设备供应商,受邀特别赞助了此次交流会,旨在将研究自然水体环境的国际先进设备引进中国并介绍给各位业内专家,努力为中国海洋研究领域做出更大的贡献。水德符巧生作线上报告另外,水德积极响应防疫政策,由技术总监符巧生进行线上报告,介绍了水德的概况、并着重介绍了走航多要素监测系统、多参数传感器、高精度CTD及其经典应用案例,受到大家的广泛关注。海洋调查研究,水德与您同行!

企业动态

2022.10.11

UVP与地表撬网助力2022夏季大湾区科考航次

2022年8月1日至8日,南方海洋实验室联合山东大学、国家海洋环境预报中心和中国环境科学研究院圆满完成“2022年夏季粤港澳大湾区海洋生物地球化学综合考察联合航次”任务。法国HYDROPTIC公司UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统和丹麦KC公司地表撬网参加了此次科考,表现优异。 丹麦KC-Denmark公司地表撬网 法国HYDROPTIC公司UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统在此次航次中,科研人员借助丹麦KC-Denmark公司地表撬网和法国HYDROPTIC公司UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统成功采集底栖生物样品、获取海洋中的微生物和悬浮物原位数字图像,并结合其他观测设备,对大湾区海域现场进行多方面观测与取样进行分析,加深了对粤港澳大湾区近海生态环境变异相关现象的认识,解决沉积物再悬浮过程的动力影响因素问题,阐明微生物介导的碳代谢过程和主要驱动机制等科学问题,同时为数值模型研发验证或参数校准提供数据支撑。地表撬网配备水下相机模块 地表撬网采集的底栖样品 UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统可搭载于采水器上使用 UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统可搭载其他设备使用 UVP6-HF获取的颗粒物剖面变化图产品简介:法国HYDROPTIC公司UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统 UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统(CNRS专利)主要用于同时研究水下的大型颗粒物(>80μm)和浮游动物(>700μm),并在已知水体体积下对水中颗粒物和浮游动物进行量化。UVP6-HF系统使用传统的照明设备和经电脑处理的光学技术,来获得浮游动物原位数字图像,图像后续可以通过EcoTaxa浮游动物数据库共享平台来进行浮游动物种类鉴定及分类。它的耐压深度达6000m。主要应用?浮游动物和颗粒物剖面观测?浮游动物图像颗粒物图像原位采集、处理?集成到CTD采水器上进行颗粒物和浮游动物图像实时采集,跟CTD数据整合到一起图像分析软件—EcoTaxa 将UVP6-HF拍摄得到的图片进行处理后上传到EcoTaxa网站,可以利用网站上已有的库或自己已创建的库对图片进行自动鉴定、分类。同时,也可以根据筛选条件绘制相应的粒径谱等。此外,用户也可以在网站上对自己感兴趣的区域、项目进行搜索浏览。 丹麦KC-Denmark公司Epibenthic地表撬网 地表撬网用来采集远洋底栖息生物群体。Epibenthic地表撬网主要由连接有筛网的矩形框架组成。当网在海底拖曳时,经由其自重可以刮擦海底表面,采集到表面及泥下几厘米的任何底栖生物。在部署期间一个机械控制机制将网关闭,直至撬网触及海底时再将网打开。撬网还会采集海底上部约25厘米范围内的生物体。 海洋调查研究,水德与您同行!

应用实例

2022.08.18

BallastWISE压舱水检测系统助力莱恩检测通过船级社认证

近日,莱恩检测集团借助BallastWISE压舱水检测系统等设备相继获得了LR以及BV船级社的BWMS调试测试服务商资质。服务商资质证书为什么需要压舱水检测系统?根据IMO先前通过的《压舱水公约》E-1修正案(MEPC.325(75))的规定,BWMS安装调试试验认证已在2022年6月1日强制执行,新装的压舱水设备都需要进行压舱水调试测试。根据IMO D2和US Coast Guard标准,压舱水排放不超过:>50µm:10个活体生物/m310-50µm:10个活体生物/ml监控并遵守压舱水排放标准需要可靠、快速的测试设备来检测压舱水排放中的活体生物,以确保压舱水处理系统正常运行,并防止由港口国检查而造成不必要的延误。BallastWISE压舱水检测系统能为你做什么?BallastWISE压舱水检测系统是一种坚固耐用的便携式压舱水检测系统,检测来自压舱水排放口或压舱水进水口的样品中的10-50 μm和>50 μm粒径级的各种活体生物。BallastWISE测量压舱水中10-50µm和>50µm大小的所有活体生物,压舱水检测系统不需要化学试剂或实验室技能。只需在压舱水样品中加水,几分钟内就能见效。BallastWISE是港口国检查、船舶运营商和希望检测压舱水处理系统性能的压舱水处理系统生产商的理想选择。BallastWISE压舱水检测系统工作原理:BallastWISE包含基于生物个体的图像分析方法和生物个体中叶绿素(chla)含量的荧光检测(独家专利)方法。利用这两种方法结合可以确保检测到很大一部分活体生物。最终测试结果与人工计数结果吻合良好。BallastWISE不需要添加任何化学试剂,便能够分析样品中10-50µm和>50µm的活生物体。大多数合规性测试系统都使用荧光检测方法,对10-50µm粒径级的藻类进行大量的chla测量。这些方法仅能检测压舱水中的一小部分存活生物体,对于合规性测试而言不够准确。因为忽略了藻类以外的生物和大于50µm的生物。D2标准根据粒径级来限制存活生物体的数量。海洋微生物的尺寸分布表明,未包含在D2标准中的1-10μm生物数量也很大,这使得粒径成为一个重要的因素。用BallastWISE压舱水检测系统测量与显微镜粒径测量结果非常一致。BallastWISE压舱水检测系统优势:l速度快:能快速分析样品并生成检测报告l体积小:坚固、耐用且便携l易操作:无需特殊的实验室技能,简单培训即可操作l无耗材:无需使用化学试剂或进行样品制备l双粒径级同时检测:可测量同时检测10-50µm和>50µm粒径级中所有活体生物以及10-50µm粒径级中包含叶绿素的生物l电脑图像同步观测:随着分析的进行,荧光生物和活体生物可以通过BallastWISE系统的摄像头在电脑上观察到能快速分析;使用可更换的和一次性的低成本样品检测舱可以避免污染和附着。*BallastWISE压舱水检测系统是丹麦MicroWISE公司的一项专利技术,压舱水检测系统使用了高分辨率和灵敏的摄像机、图像分析算法、新一代发光二极管和功能强大的微型计算机。压舱水检测系统是一种模拟了备受推崇的手动荧光显微镜方法,并结合基于生物体粒径的图像分析和粒径分级的技术。应用实例:

应用实例

2022.08.18

ZooSCAN助力浮游动物群落对海洋环境变化响应机制的研究

近年来,中科院海洋所及海洋二所的研究团队借助ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统,分别对南海北部浮游动物样品进行分析,揭示了南海北部中型浮游动物群落的粒径和营养结构受不同季节海洋环境变化的响应机制。研究背景浮游动物在海洋生态系统中发挥着重要的作用,它们是从初级生产者向更高营养水平进行能量转移的关键组成部分,还通过多种机制(如粪便颗粒、蜕皮、尸体、海洋雪和昼夜垂直迁移)影响海洋的碳循环,另外,浮游动物的粒径决定了其在浮游食物网中的地位和生态系统功能,它的营养结构在描述海洋群落方面也很重要。中国南海(SCS)是一个半封闭的边缘海,具有复杂的中尺度物理过程,在不同的季节,经常受到各种中尺度涡流的影响,并能通过改变营养物质的浓度和食物供应来改变浮游动物的群落结构,从而影响海洋生态系统的结构。缺乏对中型浮游动物群落粒径谱和营养结构的研究,会影响对南海生态系统能量转移过程的完整理解。本文结合了自然资源部第二海洋研究所、中国科学院海洋研究所在中国南海进行的三项研究,详述了ZooSCAN在助力研究浮游动物群落对不同季节南海环境变化的响应机制时发挥的重要作用。研究过程中国科学院海洋研究所的专家(Liu H, Zhu M, Guo S, et al.,Zhang W, Sun X, Zheng S, et al.)分别于2017年3月(春季)、2015年夏季和2014年秋季在南海北坡进行采样调查,通过对环境参数的测定及对浮游动物(生物量、丰度、生物体积、粒径结构、分类组成及标准化生物量粒径谱(NBSS))的采样分析,评估浮游动物分布受南海北部中尺度海流的影响。而自然资源部第二海洋研究所的专家(Chen Y, Lin S, Wang C, et al.)从2014年12月26日至2015年1月25日通过对冬季南海北部海域中浮游动物的生物量、丰度、标准化生物量粒径谱(NBSS)空间变化特征的研究,分析了高度变化的海洋环境对中型浮游动物群落粒径结构和营养结构的影响。a. 春季b.夏季和秋季c.冬季图1.不同季节南海采样站位地图a. 春季;b.夏季和秋季;c.冬季在相关研究中,收集到的浮游动物样品经粗过滤后均使用法国HYDROPTIC公司ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统(图2)进行测量。在使用过程中,直接将处理好的浮游动物样品倒入ZooSCAN的扫描区域中进行扫描,得到含丰富信息的浮游动物样品图片;然后,使用ZooSCAN配套的ZooProcess软件对样品图片进行处理,得到浮游动物数量、不同浮游动物的等效球体直径(ESV)(mm),长轴(major)、短轴(minor)等关键数据,由此计算浮游动物个体的生物量、丰度和生物体积等参数。以浮游动物等效球体体积(ESV)(mm3)来计算生物量,计算公式:ESV =(4/3)π(ESD/2)3。丰度=个体数量*稀释比例/过水体积生物体积=(4/3)π(Major/2)(Minor/2)2利用ZooSCAN携带的软件和浮游动物图像数据库,将浮游动物分为不同的分类群,以统计各个浮游生物分类群的生物量、丰度及粒径结构等信息。图2. 浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN图3. ZooSCAN扫描的浮游动物图片此外,采用常规方法,测得海水的温度、盐度、溶解氧、叶绿素含量、营养盐等环境参数,用于研究海洋环境的变化趋势。研究结果春季春季,南海北部出现了中尺度反气旋涡旋。与反气旋涡旋内部区域相比,在涡旋的边缘和外部区域清楚地观察到了浮游动物生物量、丰度和生物体积的升高(表1),这与1-2mm粒径级的浮游动物比例显著增加有关。桡足类是浮游动物的主要贡献者(图4),占总丰度的68.7%和总生物体积的51.5%。相似性分析表明,反气旋涡旋内部和外部的浮游动物粒径结构和分类学群落结构存在显著差异。小型浮游动物的分布与水团的分布格局密切相关。反气旋涡旋可以通过改变局部条件影响浮游动物的昼夜垂直迁移,并与反气旋涡旋内部明显的昼夜变化有关。表1.2017年3月(春季)南海北坡浮游动物干重(mg m-3)、碳重(mg C m-3)、丰度(ind. m-3)和生物体积(mm-3m-3)比较注:Group A:涡旋内侧;Group B:涡旋边缘;Group C:涡旋外侧图4. 每组中的浮游动物分类组成:(a)总丰度,(b)总生物体积,(c)0.2-0.5 mm粒径级的生物体积,(d)0.5-1 mm粒径级的生物体积,(e)1-2 mm粒径级和(f)2-5 mm粒径级的生物体积。夏季和秋季对2015年夏季和2014年秋季南海北坡浮游动物丰度、生物体积和分布进行的评估结果表明,桡足类是这两个季节最主要的浮游动物(表2,表3)。夏季浮游动物丰度显著高于秋季。南海浮游生物群落与稳定态的浮游生物群落不同,具有显著的季节和群际变化。稳定生态系统NBSS斜率一般为-1,斜率越陡,小型个体越多,大型个体越少,生态转移效率较低。而本研究中小型浮游生物是夏季的主要群体,导致NBSS斜率比秋季观察到的斜率更陡峭(图5)。浮游生物的分布与中尺度洋流的地理过程相结合。南中国海水(SCSW)和黑潮水(KW)区域(Group A)的浮游生物NBSS斜率(-0.99)比SCSW、KW和陆架水(SHW)区域(Group B)的NBSS斜率(-0.90)更陡(图6)。表2 南海北坡夏季浮游动物信息表3 南海北坡秋季浮游动物信息优势类群以*表示图5. 浮游生物NBSS季节变化图6. 南海北坡2组浮游生物的平均NBSS。Group A:南中国海水(SCSW)和黑潮水(KW)区域;Group B:SCSW、KW和陆架水(SHW)区域。冬季对冬季南海北部海域中浮游动物的生物量、丰度、标准化生物量粒径谱(NBSS)空间变化特征(图7)的研究分析发现,在河羽(PRP)和冷涡区(LCE),观察到了中型浮游动物群落较高的生物量、丰度和NBSS截距;还在河流羽流和黑潮(KI)入侵过程中,观察到了毛颚动物总生物量与草食动物/杂食动物总生物量的比值(RTCH)显著偏高,证明该地区营养结构不稳定。图7.冬季南海北部海域中浮游动物的变化特征:(a)生物量[mg m-3]、(b)NBSS截距、(c)NBSS斜率、(d)NBSS线性拟合、(e)毛颚类与草食动物/杂食动物的总生物量之比、(f)毛颚类与草食动物/杂食动物的平均个体生物量之比的箱型图。总结海洋所及海洋二所的专家通过对不同季节南海北部海域中浮游动物的生物量、丰度、标准化生物量粒径谱(NBSS)等空间变化特征的研究,分析了高度变化的海洋环境对中型浮游动物群落粒径结构和营养结构的影响。这些研究充分地揭示了南海北部中型浮游动物群落的粒径和营养结构受不同季节下海洋环境变化的响应机制。ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统在海洋生态调查研究领域发挥着越来越重要的作用。

应用实例

2022.08.18

OceanPack走航观测系统顺利通过“中山大学”号海试验收

文章中部分内容转自:“公众号:中山大学大气科学”——“中山大学”号首次科考设备验收航次精彩瞬间回顾,原文章点击文章末尾链接查看“雷伊”台风过后,“中山大学”号执行了第一次科考设备验收航次。德国SubCtech公司OceanPack表层海水多参数测量系统在此次验收航次中表现优异,顺利通过验收。OceanPack与其他传统船载科考设备一起为科考作业提供了坚实的硬件基础,为开展多学科交叉科学研究试验提供数据条件。航次合影OceanPack表层海水多参数测量系统在此次科考航次中,科研人员通过OceanPack表层海水多参数测量系统,测量海水温度、盐度、溶解氧、叶绿素等光学参数,并结合其他船载设备对不同深度海水、生物标本进行采集与化学分析,由此对冬季季风下南海陆架环流、水团特性及南海北部重力环境形成更为清晰的认识,为今后海洋化学、生物研究提供样本材料。OceanPack表层海水多参数测量系统经典型精简型可移动型德国SubCtech公司在海洋仪器领域具有超过26年的历史,是一家独资企业,具有高度的生产、研发自主性。德国SubCtech公司OceanPack™AUMS表层海水走航观测系统是一套集成有海水和空气CO2/H2O/CH4含量分析、多种海水物理化学性质传感器、五参数全自动营养盐分析仪、各种船载设备数据输入输出的高度集成的一体化系统,具有较佳的性能、很强的稳定性和适应性、极大减少人工参与的自主化操作能力,以及完全可扩展的系统设计,完全满足各项的系统要求。OceanPack™AUMS独特的设计使其在走航式水-气CO2测量领域备受好评。二氧化碳分析仪集成在19”的OceanPack™机架之中,通过船上的表层水采集系统可以分析水中pCO2的值,利用单独安装在甲板上的进气箱可以采集来自大气中的CO2并进行分析。其独特之处在于采用了特殊的膜结构实现水体中二氧化碳与检测仓中二氧化碳的平衡,检测仓中装载成熟的LI-COR®系列分析仪,检测二氧化碳浓度并输出信号,膜法平衡器受渗透率、浓差极化与透膜率的影响,仓中气体变化平缓,因此信号非常平滑,另外由于操作简单,检测过程耗时短、响应快,且数据更加准确。OceanPack™AUMS系统集成工作状态稳定的红外分析仪或激光分析仪,应用于海洋环境中表层海水及大气中CO2/H2O/CH4浓度,及其相关参数(温度、盐度、pH)的走航监测。仪器自带切换海水/大气测量所需的全部软件和硬件,支持水体和空气中CO2/H2O/CH4测量时间和周期的自由调整。从测量水体切换到测量空气:平衡时间小于1分钟,从测量空气切换到测量水体:平衡时间小于5分钟。系统控制软件兼容性强,系统具有完善的自监测功能,包括系统自监测和测量数据监测等,以保证数据质量,在无人操作的情况下也可自我运转。OceanPack™AUMS几乎可兼容所有探头,可在主机的除泡器内集成溶解氧、浊度、硝酸盐、叶绿素、CDOM、pH、温度盐度等,相关参数可以基本实现同步测量,测量得到的数据通过主机内的数据采集器实时显示在屏幕中,无需另外增加旁路,也无需将数据导出后再进行复杂计算。用户也可根据需要选择是否在旁路增加更多的分析仪进行其他参数的测量。

应用实例

2022.08.18

ZooSCAN助力海洋二所专家深入研究东海渔场的生物承载力机制

近期,海洋二所王春生研究员团队借助ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统对东海的浮游生物样品进行粒径多样性分析,获得的关键数据解释了东海西部浮游动植物生物量之间的时空不匹配现象,为进一步验证粒径多样性假说在实际生态系统或实验中的可靠性提供了方法。相关成果以“Seasonal variation in size diversity: Explaining the spatial mismatch between phytoplankton and mesozooplankton in fishing grounds of the East China Sea”为题发表于Ecological Indicators期刊(IF=4.96,中科院二区)。孙栋副研究员为论文第一作者,刘镇盛研究员和王春生研究员为论文的共同通讯作者。 研究背景东海(ECS)是中国最重要的渔场。在以往的实地研究中,一直发现东海中浮游植物的种群数量与浮游动物生物量之间没有正相关关系。这种现象称为“浮游植物和中型浮游动物之间的不匹配”或“Z/P的变异”。 在浮游生态系统中,物种之间的营养关系会受到群落粒径结构的强烈调节。标准化粒径谱(NBSS)的斜率和群落粒径多样性被认为是粒径结构框架中的两个关键参数。另外,有研究发现,水生群落中食肉动物的存在会阻碍初级生产者向植食性动物传递能量的效率,即当中型浮游动物处于较强的捕食压力下时,它们对浮游植物的控制较弱。此外,还有人认为大型的初级生产者是中型浮游动物的首选,初级生产者的粒径结构变化将影响沿海水域浮游植物和浮游动物之间的营养关系。因此,浮游动物标准化粒径谱(NBSS)的斜率、浮游动物群落粒径多样性、浮游动物食性鱼类的捕食压力及较大型初级生产者的存在都可能会造成东海出现浮游植物和中型浮游动物之间不匹配的现象。研究成果研究团队在东海西部的32个站点进行了采样(图1)。在2019年1月、4月、7月和10月进行的4个航次中,总共收集了122个中型浮游动物样本用于数据分析。 图1. 中国东海西部两个重要渔场的海流和采样站点图。在每个站点进行浮游生物采样和环境调查。箭头表示台湾暖流(TWC)和东海沿岸流(ECSCC)。 收集到的样品使用法国HYDROPTIC公司的ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统(图2)进行测量。在使用过程中,直接将处理好的浮游动物样品倒入ZooSCAN 11cm×24cm的扫描区域中进行扫描, 每次扫描通常测量500-4000个个体,扫描精度为4800dpi,以得到浮游动物样品的图片;之后使用仪器配套的ZooProcess软件对样品图片进行处理,得到浮游动物数量、不同浮游动物的等效球体直径(ESD)等关键生态学数据,由此计算浮游动物个体的粒径、生物量;此外,利用仪器携带的软件上的数据库,可以对被检测对象自动进行浮游动物种类分类,以便对不同类群的浮游动物进行生物学统计。图2. 浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN 此外,采用标准方法测得单位面积浮游动物食性鱼类的生物量(kg km-2),代表对中型浮游动物的捕食压力。测得>20 μm Chl a/总Chl a的比值作为浮游植物粒径结构的代用指标,代表较大的初级生产者。使用线性混合效应模型(LMM)研究Z/P如何受到浮游动物群落粒径多样性、NBSS斜率、浮游动物食性鱼类的捕食压力以及较大的初级生产者比率的影响。以此来验证造成浮游植物和中型浮游动物之间不匹配的四个假设:(a)中型浮游动物标准化粒径谱(NBSS)更平坦的斜率提高了Z/P;(b)较高的中型浮游动物粒径多样性增强了Z/P;(c)来自浮游动物食性鱼类的更强的捕食压力降低了Z/P;(d)规模较大的初级生产者提高了Z/P。统计结果表明log2(Z/P)存在较强的季节性变化。春季中,粒径多样性是唯一重要的解释变量(p = 0.004)。夏季中,粒径多样性、NBSS斜率和浮游动物食性鱼类的生物量都是重要的解释变量(p 2(Z/P)呈正相关(p = 0.017)。浮游动物食性鱼类生物量的模型最适合解释Log2(Z/P)的空间变异(夏季AIC = 132.80,秋季 AIC = 110.12)现象。然而,它不能支持假设c(即来自浮游动物食性鱼类更强的捕食压力降低了Log2(Z/P)),因为LMM显示Log2(Z/P)与浮游动物食性鱼类生物量之间显著正相关。实验结果证明:除冬季外,浮游动物的粒径多样性影响了各个季节的Z/P空间变化。浮游动物的体型强烈地预测了浮游动物和浮游植物之间的营养相互作用。此外,浮游动物的NBSS斜率也是影响浮游生态系统中Z/P的重要因素,但其仅在夏季与Z/P显著相关。假设c(来自浮游动物食性鱼类更强的捕食压力)不能在每个季节都得到支持。假设d(规模较大的初级生产者)也没有在每个季节得到支持。在ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统的助力下,研究团队验证了东海西部浮游植物与中型浮游动物生物量之间空间不匹配(Z/P的变异)的假设,并得出结论:除冬季外,浮游动物的粒径多样性是东海中各季节Z/P空间变化的最佳解释。该研究受到了国家重点研发计划课题(2018YFC1406304)和国家自然科学基金面上项目(42076122, 41976091)的共同资助。

应用实例

2022.08.18

水德新品推荐——便携式压舱水检测系统

丹麦MicroWISE公司的BallastWISE便携式压舱水检测系统是一种坚固耐用的便携式系统,检测来自压舱水排放或进水口的样品中的10-50 μm和>50 μm粒径级的各种活体生物。为什么需要压舱水检测系统? 《压舱水公约》要求所有国际航行船舶管理其压舱水。根据IMO D2和US Coast Guard标准,压舱水排放不超过:Ø>50µm:10个活体生物/m3Ø10-50µm:10个活体生物/ml监控并遵守压舱水排放标准需要可靠、快速的测试设备来检测压舱水排放中的活体生物,以确保压舱水处理系统正常运行,并防止由港口国检查而造成不必要的延误。BallastWISE能为你做什么?BallastWISE是一种坚固耐用的便携式系统,检测来自压舱水排放或进水口的样品中的10-50 μm和>50 μm粒径级的各种活体生物。BallastWISE测量10-50µm和>50µm大小的所有活体生物,它不需要化学试剂或实验室技能。只需加水,几分钟内就能见效。BallastWISE是港口国检查、船舶运营商和希望检测压舱水处理系统性能的压舱水处理系统生产商的理想选择。优势:快速分析;坚固耐用且便携;无需特殊的实验室技能;无需添加化学试剂或进行样品制备;分别测量每个生物体的粒径,以便正确区分粒径级;测量10-50µm和>50µm粒径级中所有活体生物以及10-50µm粒径级中包含叶绿素的生物;自主观察:随着分析的进行,荧光生物和活体生物可以通过摄像头在电脑上观察到;使用可更换的和一次性的低成本腔室可以避免污染和附着。*BallastWISE使用了高分辨率和灵敏的摄像机、图像分析算法、新一代发光二极管和功能强大的微型计算机。它是一种模拟了备受推崇的手动荧光显微镜方法,并结合基于生物体粒径的图像分析和粒径分级的技术。工作原理:BallastWISE基于生物个体的图像分析方法和生物个体中叶绿素(Chl-a)含量的荧光检测方法进行分析。鉴于大多数异养生物(不含Chl-a的生物)是活动的,这两种方法结合可以确保检测到很大一部分活体生物。BallastWISE测试结果与人工计数结果吻合良好。BallastWISE能够分析样品中10-50µm和>50µm的活生物体,而不需要任何干预或添加化学试剂。大多数合规性测试系统都使用荧光检测方法,对10-50µm粒径级的藻类进行大量的Chl-a测量。这些方法仅能检测压舱水中的一小部分存活生物体,对于合规性测试而言不够准确。因为忽略了藻类以外的生物和大于50µm的生物。D2标准根据粒径级来限制存活生物体的数量。海洋微生物的尺寸分布表明,未包含在D2标准中的1-10μm生物数量也很大,这使得粒径成为一个重要的因素。用BallastWISE 系统测量与显微镜粒径测量结果非常一致。海洋调查研究,水德与您同行!产品链接:http://www.watertools.cn/index.php/product/brand_info/256

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2021.12.09

自然资源部东海局调研水德和道万

2021年10月20日上午,自然资源部东海局魏泉苗副局长一行莅临青岛水德科技有限公司(以下简称“水德”)和青岛道万科技有限公司(以下简称“道万”)进行调研、指导。参加此调研的还有东海局相关处室领导和技术单位专家。首先,水德和道万总经理张国豪先生向来访领导和专家表示了热烈的欢迎及诚挚的感谢!感谢各位领导和专家对水德和道万的关注。随后,张国豪向调研组的各位领导和专家汇报了水德的发展历史、公司使命以及未来发展的愿景和蓝图。同时,张国豪详细汇报了道万成立的初心以及公司使命。水德以“让全球优质海洋科技产品触手可及”为使命,坚持引进国外先进海洋调查技术和装备,同时开拓国内优质海洋仪器供应商,旨在为国内海洋调查研究单位提供优质的产品和周到的服务,助力国家海洋强国战略。汇报期间,调研组领导和专家针对国内海洋生态调查现状,从业务化监测的角度,为水德海洋调查技术提出了许多宝贵建议,为水德未来的技术引进指出了更加清晰的方向。张国豪总经理向调研组专家和领导的悉心指导表达了真挚的感谢。水德将矢志不移地为国内海洋调查引进和开发更多优质先进的技术。会后,张国豪总经理陪同调研组领导和专家参观了水德产品展厅,水德技术人员向调研组专家详细介绍了海洋生态在线监测产品的技术原理与应用场景。道万以“让世界爱上中国品牌的海洋仪器”为使命,成立以来,以“关键技术自主可控”为发展原则,持续潜心研发高端海洋仪器,旨在打破国外垄断,实现进口替代。道万产品“高精度温盐深仪”经过四年多的打磨,逐渐得到了国内外越来越多用户的认可。张国豪先生陪同调研组领导和专家参观了道万工作环境、道万高精度温盐深仪生产线以及道万新建成的高标准高精度温盐深仪标定实验室。调研组领导和专家对水德人和道万人的情怀表达了由衷的赞许。张国豪总经理表示,水德和道万必将牢记使命,将海洋仪器事业进行到底!助力海洋强国战略,助力制造强国战略!为中华民族伟大复兴的中国梦尽自己的一份绵力!

企业动态

2021.10.26

UVP6-HF成功获取千岛湖水下颗粒物粒径谱

2021年8月22日,水德向自然资源部第二海洋研究所交付的UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统在杭州千岛湖顺利布放,成功获取了千岛湖的水下颗粒物粒径谱及大量浮游生物水下原位图像。UVP6-HF的卓越性能得到了用户的高度认可!UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP6-HF整套设备由主机、照明单元及电池舱组成。电池舱为设备运行提供所需电源;照明单元用于在水下黑暗环境中提供高频率闪光照明;主机能够在水下以25Hz的高频率对颗粒物和浮游生物进行快速拍照、计数统计及图片处理。UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统与之前的UVP5版本相比,UVP6-HF的体积更小,空气中重量只有4.4kg,因此可以搭载在CTD采水器上,作为一个光学传感器使用。UVP6-HF也可以与CTD进行连接,获取的颗粒物和浮游动物动态变化趋势可以实时显示在CTD屏幕上,并能与CTD元数据整合到一起。此外,UVP6-HF拍照的图像分辨率也更高,可达500万像素,便于后续的浮游生物种类鉴定分析。本次千岛湖测试,采用了UVP6-HF的“深度模式”,即利用设备本身所搭载的压力传感器,感知水压的变化,从而自动触发设备的“开始采集”和“停止采集”机制。此模式更加节约电池的电量,并能够极大的缩短后续数据下载时间,是在深水环境中使用UVP6-HF获取数据常用的模式。本次“深度模式”测试成功触发,并成功下载到了设备内部存储的数据。颗粒物丰度随水深变化趋势图全面了解水体中颗粒物和生物的分布、丰度及动态变化对于预测水体中生物碳的输出与封存至关重要。UVP6-HF自带的软件UVPapp能够自动对所获取的水下颗粒物和浮游生物数据进行统计处理,迅速获得各粒径范围的颗粒物丰度随水深的变化趋势图,从而帮助用户迅速了解水下的颗粒物及生物的分布情况。本次获得的颗粒物丰度随水深变化趋势图中,256μm以下的颗粒物(大多为浮游植物)峰值出现在约水下15米深处,这与千岛湖水体透明度高、布放时(下午六点)的光照强度及浮游植物习惯生活在水体次表层的习性均相吻合。用户对此趋势图的结果也非常认可。将UVP6-HF拍摄得到的图片进行处理后上传到EcoTaxa网站,可以利用网站上已有的数据库或自己创建的数据库对图片进行浮游生物种类自动鉴定、分类。水德提供的UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统操作方便、性能稳定,获取水下颗粒物和浮游生物数据及图片的过程简便高效,结果准确!UVP6-HF的功能得到了用户的充分认可!与此同时,水德工程师在调试设备过程中彰显的专业素养也得到了用户的高度赞许!能为用户提供功能新颖、性能卓越、质量稳定的海洋科技产品和高品质的专业服务是我们永恒的追求!海洋调查研究,水德与您同行!

应用实例

2021.09.03

水德电视多管.24瓶采水器.浮游生物泵顺利验收

2021年6月5日,新型地球物理综合科学考察船“实验6”号离开中国科学院南海海洋研究所新洲码头,开启了科考设备海试之旅。水德作为国内专业的海洋调查设备供应商和服务商,参加了此次海试,水德提供的所有设备顺利验收。“实验6”号采用混合冷却D型吊舱推进技术的科考船,推进效率高、可维护性好、易于满足水下噪声要求。其兼具地球物理和综合科考功能,满足物理海洋、海气相互作用、海洋化学、海洋生物与生态等多学科综合考察需求,可为我国海洋科学以及深海大洋区的极端环境研究提供先进的海上移动实验室和探测装备试验平台,并与现有的综合科考船和专业调查船形成互补。水德公司为“实验6”号提供24通道CTD采水器、浮游生物泵及深海可视化多管采泥器等设备,我司派两位工程师随“实验6”号远征,为设备顺利运行提供技术支持和保障。深海可视化多管采泥器顺利完成采样:“实验6”号上的深海可视化多管采泥器回收深海可视化多管采泥器深海可视化多管采泥器顺利完成采样深海可视化多管采泥器采集到的深海底泥深海可视化多管采泥器是我公司自主研发的沉积物-水界面采样器,是在传统多管取样器的基础上,加装了水下视频采集传输系统,可以通过光缆实时观测采样点的环境状况以及采样时的样品状态,图像观测系统同时具有水下自容式存储功能,当使用地质钢缆采样时,可以记录多管采样过程的水下视频。可视化多管采泥器近底照片可视化多管采泥器拍到的生物照片24通道CTD采水器顺利完成采样:“实验6”号上的24通道采水器德国HYDRO-BIOS公司的多通道水样采集器用于海洋水体分层采样,同时可采集各种水质参数,包括温度、盐度、深度、溶解氧等参数。它由一组坚固的、装有12/24个支架的不锈钢阵列组成,支架上可以安装容量为5L或10L的采样瓶,用来在一次操作中完成12/24个不同深度水样的采集工作。多通道水样采集器可以由甲板控制单元上的控制按钮控制,进行在线实时采样;也可按照预先设定的采样深度间隔进行离线自容式采样。24通道采水器24通道采水器成功采样浮游生物泵顺利完成采样:“实验6”号上的浮游生物泵丹麦KC-Denmark公司所生产的浮游生物泵是原位定点采样设备,该设备用来采集水体中的浮游生物、微塑料,泵速可达26000L/h,根据耐压深度的不同,有150m和6000m两种型号,其经过长时间抽滤,样品被收集在网底管中。生物网口流量计浮游生物泵采集到的浮游生物浮游生物泵采集到的浮游生物浮游生物泵采集到的浮游生物浮游生物泵采集到的浮游生物6月5日~6月21日,在为期17天紧张有序的南海科考之旅中,水德提供的24通道采水器、浮游生物泵及深海可视化多管采泥器,由于操作简单、性能稳定,全部顺利完成海试验收,得到了中国科学院南海海洋研究所科学家的高度认可。海洋调查研究,水德与您同行!

应用实例

2021.07.05

道万温盐深仪顺利通过90MPa(约9000米水深)耐压测试

国家深海基地管理中心2020年10月30日,青岛道万科技有限公司(以下简称“道万”)将随机抽取的2台自主研发的高精度温盐深仪(CTD)和2台温深仪(TD),送检至国家深海管理基地深海高压环境模拟实验室,进行水静压力试验,4台设备均顺利通过90MPa(约9000米水深)耐压测试。为了测定道万温盐深产品水密壳体对海水压力的适应能力,深海基地技术人员根据压力试验操作规范的要求,从10MPa开始,按照保压1小时,如果保压舱体没有掉压现象,则继续增压10MPa的原则,重复“增压10MPa-保压1小时”的步骤,逐级增压8级至90MPa并保压1小时,整个试验过程总耗时10小时。试验结束后,技术人员将4台道万设备从压力容器中取出,经仔细检查,并没有发现道万设备的水密壳体外部有任何形变;然后拆机检查水密壳体内部,也没有发现任何渗漏现象。此次试验结果表明:道万温盐深仪和温深仪至少可经受试验压力90MPa,按照1.25的安全系数计算,道万温盐深仪和温深仪工作压力至少72MPa(约7200米),可满足99%海洋观测场景的耐压需求。国家深海管理基地深海高压环境模拟实验室试验人员正在将道万温盐深仪和温深仪放入耐高压测试系统关闭耐压试验舱试验人员正在检查打压试验后的道万温盐深仪外观此次试验的温盐深仪和温深仪是道万为了满足客户深海调查对需求而研发的最新产品。壳体采用了加工难度极高的TC4高强度钛合金材料,极大地提高了产品的耐压性能,为道万温盐深仪系列产品走向深海提供了坚实的保障。道万发展初期主要以提高温盐深仪传感器精度为主要任务,产品工作压力只有10Mpa(约1000米水深)。近年来,越来越多对国内用户对我们提出了深海观测的需求,从2020年开始,道万着重对温盐深产品的耐压性能进行提升。精度和深度,两手都要抓,两手都要硬!2020年1月,道万温盐深仪经国家海洋标准计量中心权威检测,精度指标优异,远远优于GB/T 12763.2-2007《国家海洋调查规范》要求的一级水平!此次,道万温盐深仪经国家深海管理基地深海高压环境模拟实验室权威测试,耐压指标同样优异,最大工作深度至少7200米!道万成为初个产品成功通过90MPa耐压测试的国产温盐深仪品牌。至此,道万温盐深仪已具备获取全球99%海域(马里亚纳海沟除外)高精度温盐数据的能力!成立四年以来,道万始终坚持关键技术自主可控的原则,专注于高精度温盐深仪的自主研发,矢志不移地朝着“高精度温盐深仪国产化”的目标前行。在道万全体同仁的共同努力下,道万攻克了一个又一个技术难题,最终使得道万温盐深仪的整机国产化率达了99%,最大工作深度由1000米提升到7200米。道万DW1633F温盐深仪耐压试验舱中的道万温盐深仪和温深仪此次送检的是2台道万DW1633F型温盐深剖面仪和2台DW1413F型自容式温深仪。DW1633F型温盐深剖面仪配备道万自主研发的电磁式电导率传感器和快速响应温度传感器,以及国产高精度压力传感器,整机国产化率达99%。采样频率可调(最快20Hz);外置电池仓装有3节超大容量锂电池,确保了设备具备超长续航能力;数据接口配备同时RS232(或RS485)和USB,极大地满足了不同应用场景对数据传输的要求;既能进行温盐数据的快速剖面采集,也可进行在浮标、锚系、潜标等海洋观测系统上进行定点长期观测。DW1413F型自容式温深仪配备道万自主研发的快速响应温度传感器和国产高精度压力传感器,整机国产化率达99%。采样频率可调,内置1节超大容量锂电池,在采样间隔1分钟的采样模式下,可连续工作1年以上,具备超长续航能力。DW1413温深仪通过USB通讯接口设置采样模式并快速导出海量数据。DW1413温深仪既能进行温度数据的快速剖面采集,也可进行在锚系、潜标等海洋观测系统上对水体温度进行定点长期观测。配备3节超大容量锂电池的道万温盐深仪道万将继续加大研发投入,不断提高设备耐压性能,定期对新产品进行耐压试验,确保向市场销售的所有设备性能良好且质量稳定。水文调查仪器新选择----道万高精度温盐深仪!附道万温盐深仪耐压试验报告:

参数原理

2020.11.12

浮游生物泵在海洋微塑料垂直运移研究中的应用

近年来微塑料污染问题受到众多学者的关注,在过去的十年里,大洋垃圾带的大小增加了10倍,这表明海洋表面的塑料碎片数量在迅速增加。经过众多学者研究已经证明微塑料广泛存在于海洋的各个水层,但是人们对微塑料在大洋中的垂直运输过程知之甚少。同样,目前传统的采样方式是用CTD采水器来获取微塑料样品,然而CTD采水器所获得的水量有限,用这种方法来估算水层中微塑料的含量会造成浓度值的异常偏高或者偏低。李道季教授课题组成员刘凯博士在2019年经研究发现,至少需要8m3的水量,才能有效的估计水体中微塑料的含量(Liu,Kai et al. 2019)。2018年11月到2019年4月李道季教授课题组成员在西太平洋、东印度洋用一种新型的原位大体积过滤技术(丹麦KC-Denmark公司生产的深水浮游生物泵)进行了大量采样工作(Daoji Li et al.2020),来对微塑料垂直运移等相关规律进行研究(见图1)。图1西太平洋与东印度洋采样点。NEC、NECC、SEC、KC、ITF代表北赤道海流、北赤道逆流、南赤道流、黑潮和印尼通流(引自,Daoji Li et al.2020)根据Sprintall et al.等人的研究,其将海水分为表层海水(0-200m)、盐跃层水(200 - 600米,位于盐跃层内)、中层水(盐跃层以下600 - 1500米)、深层水(1500 - 4000米)。李道季教授课题组成员结合这些信息在西太平洋与东印度洋分别了布置了3组相对应采样站位,其每次过滤水样为10000L,具体采样计划见图2。图2 每个采样站的采样深度(引自,Daoji Li et al.2020)采样结束后,经过严格后处理与统计后得到结果,SK-1、SK-2、SK-3微塑料的丰度为1.2-2、0.3-1.5、0.2-1.5 n/m3,平均值分别为1.48、0.84和0.53 n/m3。SY-1、SY2和SY-3微塑料的丰度分别为1.0 - 3.5、0.5 - 2.3和0.2 - 1.3 n/m3。(见图3图4)。图3  PO 站位(SK-1、SK-2、SK-3)和IO站位 (SY-1、SY-2、SY-3)水体中MPs的垂直分布。(引自,Daoji Li et al.2020)PO站位表层水的平均值(±SD)为1.20±0.57 n/m3;卤跃层水平均值为0.88±0.45 n/m3;中层水平均值为0.84±0.52 n/m3,深层水平均值为0.43±0.22 n/m3。IO站位表层水的平均值(±SD)为1.37±0.58 n/m3;中层水水为1.28±1.04 n/m3;卤跃层水为1.27±0.38 n/m3。在两个采样区域的表层水中检测到最高丰度的微塑料。图4 各水层微塑料的丰度(引自,Daoji Li et al.2020)通过进一步分析其发现,在PO和IO站位微塑料具有相同的分布趋势。另外在这两个区域中微塑料的丰度没有明显差异,但在PO站位中,这种垂直分布模式在不同采样点有很大的不同。通常认为,微塑料的丰度随着深度的增加呈指数级下降,但是只在SK-2、SY-2和SY-3发现了这种趋势(见图5),同时发现,水温和微塑料丰度之间存在弱对数关系。图5 随采样深度的变化MPs丰度垂直剖面图(引自,Daoji Li et al.2020)在两个站位中,共采集到367个微塑料(PO站位173个、IO站位194个),碎片和纤维分别占61%和25%。碎片类微塑料在这两个位点的样品中占主导地位,分别占PO和IO站位收集到的微塑料碎片的57和64%。总体而言,在这两个地区,纤维类微塑料丰度从地表水到盐跃水层,随着深度的增加而降低,但随后在中间水层有所增加。在粒径方面,PO站位中微塑料颗粒的粒径范围为30.12 - 4559.73μm,平均粒径为668.36μm。在IO站位,粒径的范围为38 - 6330μm,平均大小为645.14μm。总体而言,微塑料的大小随着采样深度的增加而显著减小,通常在表层水中检测到较大的微塑料颗粒(见图5)。图6 随采样深度变化各站位平均粒径变化图(引自,Daoji Li et al.2020)在微塑料成分上,共检测出25种聚合物,其中PET、PTFE、PMMA、PP、PVC占到了72%(见图7)。图7 聚合物在各个水层的含量(引自,Daoji Li et al.2020)此次研究中共发现了25种不同的聚合物。尽管PP的密度低于海水的密度,但在所有的取样水层中仍能识别出这些颗粒。密度较大的粒子(PET、PMMA、PTFE和PVC)也观察到类似的趋势,因此微塑料垂直分布似乎与聚合物密度没有什么联系。在PO区域的所有深度都发现了大量PET塑料,在IO区域也发现了类似的趋势。同时发现,微塑料的大小随采样深度的增加而减小,较大的微塑料颗粒在表层水被发现。这一现象可能是由水力条件、生物淤积和微塑料特性共同作用的结果。在水层中微塑料颗粒不仅包括从表面向下沉积的,还包括水下环流横向转移的微塑料颗粒。李道季教授团队认为,海洋密度层可能是影响微塑料颗粒垂直分布的重要因素,因为大多数微塑料会在这一层被截留。较小的微塑料颗粒受到水动力的作用,更容易穿透温盐变化的密度层。此次研究中,SK-2、SK-3、SY-1、SY-2、SY-3这5个水层的数据证实了这一理论,其中盐跃层上方微塑料的丰度高于表层,在波罗的海同样也发现类似的结论。此次调查率先使用了一种新颖的技术来调查海水中的微塑料,采样深度达到了4000m。共采集了350m3的水样(每个点位约10m3的水量),是所有调查中采样量最大的一次。鉴于水体中微塑料丰度的高可变性,本研究预估的微塑料丰度至少比先前报道的低1-2个数量级。本研究有望提供一个关于微塑料丰度的可靠数据集,以协助全球政策制定者进行与海洋环境中微塑料相关的生态风险评估。参考文献来源:Daoji Li ,Kai Liu et al .  Profiling the Vertical Transport of Microplastics in the West Pacific Ocean and the East Indian Ocean with a Novel in Situ Filtration Technique[J].Environment Science & Technology,2020,54,12979-12988Kai Liu, Feng Zhang, Daoji Li,et al. A novel method enabling the accurate quantification of microplastics in the water column of deep ocean[J]. Marine Pollution Bulletin,2019,146:462-465丹麦KC-Denmark公司所生产的浮游生物泵是原位定点采样设备,该设备用来采集水体中的浮游生物、微塑料,泵速最高可达26000L/h,根据耐压深度的不同,有150m和6000m两种型号,其经过长时间抽滤,样品被收集在网底管中。150m浮游生物泵                                                       6000m浮游生物泵项目技术参数耐压深度150m6000m泵速26000L/h13500L/h高度147cm151cm重量34kg100kg电源230VAC24VDC标配目径60μm(可定制)60μm(可定制)操作在线操作离线操作,压力触发,时间序列触发

应用实例

2020.11.10

水德浮游生物大数据平台

水德浮游生物大数据平台目前,绝大多数海洋和淡水生态领域的研究机构和业务监测单位,对浮游生物的研究手段还停留在人工镜检及手工测定的阶段,这样经常导致操作过程繁琐、工作量巨大、分析结果滞后,而且需要资深专业技术人员。针对上述问题,我公司(青岛水德科技有限公司)特推出一套专业的系统解决方案--水德浮游生物大数据平台。此平台用于对浮游生物样品进行快速安全清洗、扫描成像、种类鉴定、数量统计、大小测量、生物量测定等工作,可以让相关研究机构和业务单位快速了解水域生态系统中的浮游生物在空间维度和时间维度上的分布和变化情况。浮游生物大数据平台主要包括以下四个组成部分:ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统(含专用电脑和ZooProcess软件)、浮游生物甲醛快速清洗装置、EcoTaxa云端大数据分析系统及国内云服务器。一、ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统是该平台中的硬件部分,它主要用于对浮游动物样品扫描,形成数字化的图像。其自带的软件ZooProcess会以标准化的程序处理原始图像并对不同个体的形态参数进行自动测量及计数。ZooSCAN工作流程:1)扫描空白背景;2)扫描样品,获得原始图片和元数据信息;3)使用ZooProcess软件,标准化原始图片,提取并测量图片中不同个体的形态参数;4)通过对形态学参数的提取与分析,可进一步获得样品的粒径组成、生物学体积等信息(由EcoTaxa完成)。ZooSCAN扫描结果:ZooSCAN扫描得到的浮游动物小图测得的浮游动物形态学参数ZooSCAN规格:? 型号:ZSCA04? 规格 (LxWxH):60 x 54 x 36 cm(关上盖子)? 质量:25 Kg? 输入电压:110 - 230 VAC, 50 - 60 Hz? 接口:USB 2.0二、浮游生物甲醛快速清洗装置甲醛快速清洗装置是一套专业的工具,专门用来清洗使用福尔马林保存的浮游生物样品中的甲醛成分,跟传统清洗方法相比,此装置更加安全、快速、高效。甲醛快速清洗装置采用AISI 316不锈钢制成,配6个相互独立的圆柱形清洗器,每个清洗器容积约2L,可单独拆卸。每个清洗器配有1个独立开关,可单独控制水流出入。每个清洗器侧面有一个矩形小孔,装有500μm(可定制,最小20μm)孔径的不锈钢网筛。每个清洗器有1个手柄,保证使用时的方便和安全。顶部是1个焊接上的圆环,直径180mm,圆环上安装了一个网目500μm的不锈钢筛网。底部直径10mm,有3个直径3mm的圆孔,圆孔上装有网目500μm的不锈钢筛网。清洗器通过1个阀门连接在2mm的AISI 316不锈钢架上。一个进水接头,一个出水接头。三、EcoTaxa云端大数据分析系统EcoTaxa云端大数据分析系统是一个浮游生物数据库共享平台,主要致力于对浮游生物图片进行高效地自动鉴定、分类和统计。它的数据库完全独立,专门为中国用户建立,使用者可以在该网站上浏览、上传浮游生物图片或创建浮游生物数据库。其分类速度快、数据保有量大、系统树完整,因此受到了广大浮游生物分类学专家们的青睐。EcoTaxa云端大数据分析系统主界面EcoTaxa云端大数据分析系统通常配合ZooSCAN一起使用。将通过ZooSCAN获得的浮游生物图片和相关信息上传到EcoTaxa后,用户可以利用网站上已有的或自己新创建的数据库快速对图片中的浮游生物种类进行自动鉴定、分类,再从EcoTaxa中将鉴定的结果导出,用于统计该批浮游生物具体的分类学数据。这样大大地提高了物种分类的效率,能够帮助用户们节省宝贵的科研时间。此外,数字化的图片及分类保存形式,方便使用者日后对项目进行检索、调用。EcoTaxa云端大数据分析系统检索界面EcoTaxa云端大数据分析系统项目分类界面EcoTaxa云端大数据分析系统导出鉴定结果EcoTaxa云端大数据分析系统数据处理速度更加快速、界面简洁、易于操作且功能强大,定能协助浮游生物研究人员取得更加丰硕的科研成果。同时,帮助国内水域生态监测单位,快速获得浮游生物数据,通过研究浮游生物的生物量变化来及时的了解对应水域生态环境的变化情况。四、国内云服务器基于国内众多用户在使用EcoTaxa云端大数据分析系统过程中对样品数据安全的考虑,也为了让更多中国用户更加方便地使用EcoTaxa的各项功能,我司特地将EcoTaxa汉化,并采用国内云服务器搭建。云服务器是一种简单高效、安全可靠、处理能力可弹性伸缩的计算服务,它的产品类型丰富、性能优异且十分安全,因此可用来运行EcoTaxa云端大数据分析系统。用户可根据自己样品量的大小,针对性的选择云服务器的类型。我公司可以协助您选择合适类型的云服务器并帮助您搭建好自己的EcoTaxa云端大数据分析系统。水德浮游生物大数据平台的特性:? 应用(专):专门用于浮游生物研究? 功能(强):自动对浮游生物鉴定、分类、计数、计算生物量? 效率(高):快速批量分析大量浮游生物样品? 信息量(大):经纬度、采样深度、网型、网口面积等? 照明系统(优):确保图像质量和对比度最佳? 图像解析度(高):最高可达4800dpi? 图像分辨率(高):14150 x 22640 (3.2亿像素,1GB)? 数据分析纬度(大):空间维度和时间维度? 深度学习能力(强):随着数据量的增加,图像识别率会逐步提升 水德浮游生物大数据平台的应用:? 浮游生物自动鉴定、计数、分类? 水域生物量计算分析? 水域生态灾害应急监测? 水域生态数据统一管理? 特定水域生态系统演变监测和预测? 不同水域生态系统关系分析? 渔业资源评估和预测 水德浮游生物大数据平台能够高效地帮助用户处理和分析大批量的浮游生物样品,并快速获得用户需要的浮游生物分类学信息以及浮游生物时空分布信息,为科研人员的学术研究和政府部门的决策提供快速、全面的数据支撑。

厂商

2020.05.21

Nature新评论:UVP+EcoTaxa用于海洋弱光层生物研究!

摘要:海洋弱光层在海洋生态系统中拥有重要的地位。目前,人们对该区域的了解甚少,那里的生物多样性和功能也未被深入研究。最新发表的Nature评论文章倡议:要对弱光层进行一次“海洋人口普查”,并特别提到:UVP和EcoTaxa等新设备、新技术可帮助对弱光层的浮游生物进行研究!弱光层是海洋真光层与无光层之间的过渡层,是海洋表层生物与深海生态系统之间的连接枢纽。它在清除大气中的二氧化碳及将碳储存到深海中起着重要的作用。另外,弱光层中包含了世界海洋中最大的鱼类资源,并且开发甚少。地球上最大的迁徙活动也发生在弱光层。与靠近海岸及大陆架上方的水域相比,海洋弱光层目前更加原始,且受到破坏的程度更低,因此它更加需要得到人们的关注,从而在它受到破坏之前对它进行研究、保护。2020年3月31日,Nature发表评论文章,呼吁全球科学家关注海洋弱光层生物。文章提到:想要研究弱光层的功能,首先应该搞清楚这个问题:有多少生物生活在弱光层,它们的多样性如何?并提出可以利用一系列创新的工具和技术,对弱光层进行一次“海洋人口普查”。文章中认为从细菌到大型鲸类动物的有机生物体都需要被计数。像水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统(UVP)这样的设备就可以部署到弱光层,用来帮助捕获浮游生物的图像。UVP5主要用来研究大型(>100 μm)颗粒物和浮游生物,可以对水中颗粒物和浮游生物进行量化。它采用传统的照明设备和经电脑处理的光学技术,能够获得浮游生物的原位数字图像,最大操作深度可达6000m。另外,新版本的UVP6-LP还可以搭载到低速,空间有限及功率低的载体上,如剖面浮标,滑翔机,浮标,系泊设备,水下机器人等,从而扩展取样范围,获取科考船只无法到达区域的浮游生物图像。UVP5水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统图片UVP6-LP搭载到Argo浮标及ROV上将UVP拍摄得到的图片进行处理后,可上传到一个基于Web的应用程序——EcoTaxa上面,然后利用上面已有的数据库对获取的浮游生物图片进行自动鉴定、分类,从而得到该批浮游生物具体的分类统计数据。UVP5及UVP6-LP拍摄的浮游生物图片 此外,也可以通过实验室研究的方式来探究弱光层的浮游生物种类组成。使用浮游生物网在弱光层特定站位采样后,采用甲醛等固定液将其固定保存。保存好的浮游动物样品随后可利用ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统进行分析。ZooSCAN可以对浮游生物样品扫描,形成数字化图像,其自带的ZooProcess软件会以标准化的程序处理原始图像并测量图片中不同个体的形态学参数,通过对形态学参数的提取与分析,可进一步获得样品的粒径组成、生物学体积等信息。最后,通过EcoTaxa已建立的浮游生物数据库,针对已扫描的样品图像进行种类自动识别,获得不同类群浮游生物的数量。ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统图片EcoTaxa对UVP获取的浮游生物图片进行分类鉴定EcoTaxa对ZooSCAN获取的浮游生物图片进行分类鉴定 而较大些的生物可以采用短程高频声学类的传感器进行识别,当把这些设备部署在弱光层时,可以帮助区分鱼类和管水母。此外,从环境中获取的DNA也可以用来推断某些行踪隐蔽或者比较脆弱的动物种类及其多样性,如喙鲸和凝胶状生物。世界人口的增长对食物的需求越来越大;海底开采矿物和金属可能会将废物释放到该地区;气候变化正在改变海洋的温度、酸化和氧气水平……这些问题都在使海洋弱光层面临着巨大的风险与挑战,从而也敦促着世界范围内的科学家要加快速度,对这个复杂的全球生态系统产生足够的了解,从而判断气候变化和人类活动对它的影响及其未来可能的发展趋势。水德愿与您同行,一起抓住机遇,加快对海洋弱光层研究的脚步,为后代保护这一巨大的生态系统作出贡献!  参考文献1. Adrian M.et al. Nature 580, 26-28 (2020)2. Hidalgo, M. & Browman, H. J. ICES J. Mar. Sci. 76, 609-615 (2019). 3. Drazen, J. C. Res. Ideas Outcomes 5, e33527 (2019). 4. Seibel, B. A. & Wishner, K. F. in Ocean Deoxygenation: Everyone’s Problem (eds Laffoley, D. & Baxter, J. M.) Ch. 8.1, 265-276 (IUCN, 2019).?5. DeVries, T., Primeau, F. & Deutsch, C. Geophys. Res. Lett. 39, L13601 (2012).?6. Giering, S. L. et al. Nature 507, 480-483 (2014).?7. Davison, P. C., Checkley, D. M., Koslow, J. A. & Barlow, J. Progr. Oceanogr. 116, 14-30 (2013).?8. Irigoien, X. et al. Nature Commun. 5, 3271 (2014).?9. Mayor, D. M., Sanders, R., Giering, S. L. C. & Anderson, T. R. Bioessays 36, 1132113 (2014).?10. Boyd, P. W., Claustre, H., Levy, M., Siegel, D. & Weber, T. Nature 568, 327-335 (2019).?11. Kwon, E. Y., Primeau, F. & Sarmiento, J. L. Nature Geosci. 2, 630-635 (2009).?12. Briggs, N., Dall’ Olmo, G. & Claustre, H. Science 367, 791-793 (2020).?13. Guidi, L. et al. Nature 532, 465-470 (2016).?14. Behrenfeld, M. J. et al. Nature 576, 257-261 (2019).

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2020.05.21

海洋生态研究者的福音:中文版EcoTaxa正式上线

EcoTaxa网站是由法国PIQv(Quantitative Imagery Plateform of Villefranche sur Mer)团队开发出来的一个浮游生物数据库共享平台,主要致力于对浮游生物图片进行高效地自动鉴定、分类、统计。世界范围内的使用者都可以在该网站上浏览、上传浮游生物图片或创建浮游生物数据库。目前,该网站上已经存储了来自世界范围内的近三千个浮游生物数据库,拥有浮游生物图片8000多万张,并且每年还会新增加数百万张浮游生物图片。EcoTaxa浮游生物数据库共享平台凭借其分类速度快、数据保有量大、系统树完整等众多优点受到广大浮游生物分类学专家们的青睐。基于国内众多用户在使用过程中对样品数据安全的考虑,也为了让更多中国用户更加方便地使用EcoTaxa的各项功能,我公司(青岛水德科技有限公司)已在国内设立EcoTaxa服务器,并将其使用界面汉化,推出全新中文版EcoTaxa网站(www.ecotaxa.cn)。中文版EcoTaxa网站主界面中文版EcoTaxa功能与原EcoTaxa完全一致,但是数据库完全独立,专门为中国用户建立,现已包含了四万多张浮游动物图片,涉及多个中国海区浮游动物数据,全国的海洋生物研究人员都可以在该平台浏览或上传感兴趣海区的浮游生物图像,进行分类、鉴定、计数乃至绘制粒径谱等工作。中文版EcoTaxa网站检索界面EcoTaxa网站通常配合ZooSCAN、UVP、FlowCam等设备一起使用。使用设备拍摄得到浮游生物图片后,软件Zooprocess会以标准化的程序处理原始图片,对原始图片进行自动的提取并测量图片中不同个体的形态学参数,通过对形态学参数的提取与分析,进一步获得样品的粒径组成、生物学体积等相关信息;此后,将图片和相关信息上传到EcoTaxa网站,可以选择网站上已有的或自己新创建的数据库快速对图片中的浮游生物种类进行自动鉴定、分类、统计,得到该批浮游生物具体的分类统计数据。这样大大地提高了物种分类的效率,能够帮助用户们节省宝贵的科研时间。此外,数字化的图片及分类保存形式,方便使用者日后对项目进行检索、调用。中文版EcoTaxa网站项目分类界面完整的系统树分类同时,Ecotaxa网站的颗粒物模块可以根据UVP获取的颗粒物数据及指定的筛选条件绘制出特定粒径范围的粒径谱,能更加直观地展示出不同水深下某种粒径范围的颗粒物浓度的变化趋势。颗粒物粒径谱图从成立之初,青岛水德科技有限公司就致力于将世界先进的海洋科技引进中国,向中国海洋用户分享世界海洋科技带来的便利。此次,水德科技斥巨资,将EcoTaxa引入中国,在国内建立专门的服务器,由专人负责网站的维护以及协助国内用户使用EcoTaxa。水德是国内首家建立浮游生物图像共享网站的专业公司,我们愿为中国海洋生态调查研究贡献自己的一份绵力!中文版EcoTaxa网站数据处理速度更加快速、界面简洁、易于操作且功能强大,定能协助各位浮游生物专家取得更加丰硕的科研成果,欢迎各位专家使用并提出宝贵意见!我公司也可以为特定的业务系统(自然资源部海洋监测单位、生态环境部、流域系统、水利系统、水产研究系统等)开发并建立其专属EcoTaxa网站,方便系统内用户对其浮游生物数据进行有效管理和利用。欢迎来电来信(0532-87761284,info@watertools.cn)咨询!海洋生态调查研究,水德科技与您同行!

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2020.04.09

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