基于荧光动力学技术的黄渤海初级生产力快速测量

浮游植物初级生产作为海洋生态系统的重要起点,是海洋食物网的基础,是衡量海水质量的重要指标。为了准确测量、监测和预测浮游植物初级生产力的时空变化及其对外部环境条件的动力学响应,研究了一种基于叶绿素荧光动力学的测量技术,研制出响应时间为1.6 min、精度为4.86%的快速测量仪器。仪器测得的浮游植物初级生产力与液相氧电极法测得的光合放氧速率的相关系数为0.991。该仪器装备在中国海监101号实验船上,用于黄渤海浮游植物初级生产力在线测量和垂直剖面测量。测量结果表明,渤海湾内的浮游植物初级生产力是湾外的1.1~1.4倍,垂直剖面测量结果显示黄海区域各点位的浮游植物初级生产力的均与深度相关。与传统方法相比,所研制的仪器具有快速、稳定、无需样品培养等优点,可为海洋生态环境评价提供先进的技术方法。     

基于可变荧光统计学分布的水体藻类活体细胞数分析方法

可变荧光量与藻类活体细胞数有良好的相关性，然而在浮游藻类种类、尺寸及生长周期等条件不同的情况下，藻类单细胞的可变荧光量存在明显差异，直接利用可变荧光强度计算藻类活体细胞数将存在很大误差。因此，提出了一种基于可变荧光统计学分布的水体藻类活体细胞数分析方法。根据子样本细胞数的分布形状与可变荧光量一致的特点，利用可变荧光量的分布形状直接计算样品中藻类活体细胞数。研究结果表明，在浮游藻类单细胞的可变荧光量变化44倍的条件下，基于可变荧光统计学分析方法计算的活体藻细胞密度与显微镜的镜检结果基本一致，两者线性拟合的相关系数在0.93以上，相对误差绝对值的平均值在5.98%～16.94%之间，说明所提方法基本解决了藻类单细胞的可变荧光量对活体藻细胞计数结果的影响。     

OJIP荧光动力学曲线J、I点特征时间确定方法

OJIP荧光动力学被广泛应用于藻类光合作用研究,而在常用的OJIP曲线分析中,常将J、I点的特征时间固定,忽略了藻类种类对J、I点特征时间的影响,这会造成J、I点荧光强度计算结果的偏差,直接影响测量结果的准确性。鉴于此,提出使用三级指数函数逼近OJIP曲线的方法动态获取J、I点的特征时间。不同藻种的J、I点的特征时间和二氯苯基二甲脲（DCMU）胁迫下J点特征时间实验的测试结果表明：所提方法能够有效获得不同藻类J、I点的特征时间,二形栅藻、蛋白核小球藻、普通小球藻和新月筒柱藻J点的特征时间分别为2.22,1.52,1.33,1.01 ms, I点的特征时间分别为28.80,27.15,29.90,15.28 ms,多次计算结果的相对标准偏差均小于10%,具有较好的一致性;在DCMU浓度（质量浓度）分别为10,20,40μg/L的毒性胁迫实验条件下,所提方法计算的普通小球藻的J点特征时间分别为1.25,1.18,1.10 ms,相对标准偏差为12.03%。此外,利用所提方法计算得到的光合活性参数V_J与DCMU浓度之间具有良好的毒性剂量-效应关系,相关性系数R^...