分析测试百科网

搜索

喜欢作者

微信支付微信支付
×

延迟荧光技术及其在活体浮游植物测量中的应用(二)

2020.7.13
头像

王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

结合其他水文、气象与光学等水体生态因子,分析浮游植物的季节变化模式,作为动态变化环境的函数。最终建立随季节而变化的生态因子和浮游植物生长之间的函数关系,可以充分地模拟各种水华的过程,精确探测藻类和水华的形成和消亡,从而达到预防水华发生的目的[1]

3 延迟荧光技术应用案例:

3.1 匈牙利巴拉顿湖在线监测——高度动态变化的环境中研究浮游植物群落的稳定性

2003-2004年对巴拉顿湖区的水生态因子,如水温、总辐射、光线垂直衰减、内部P负荷等进行监测,并以天为单位,使用DF藻类延迟荧光测量系统对蓝藻、绿藻、硅藻和隐藻4种藻类进行监测,利用所得数据分析浮游植物的季节变化模式,模拟各种水华的发生过程。实验结果表明,以上所测数据可以足够地模拟各种水华的形成和衰败。

DF藻类延迟荧光测量系统能够测量4种浮游植物分类(可扩展到6种)及生物量,可选增强型群落识别及光合速率-光曲线;其检测限为0.1 μg Chl/L,采样频率达6-10次/小时,可野外自动在线测量或便携测量。

 

DF藻类延迟荧光测量系统对Balaton湖从2003年3月到10月份的藻类组成(4类藻类)和生物量变化情况监测如下,其中精细记录了8月份的一次蓝藻的爆发。

 

 

                                  201092113349.jpg

 

2003年巴拉顿湖浮游植物季节变化模式

3.2 延迟荧光与浮游植物量和辐射能利用率的关系研究

在自然温度和光照条件下培养小球藻(Chlorella vulgaris),培养过程中,测量温度、辐射和叶绿素(Chl)含量,检测其DF(使用DF藻类延迟荧光测量系统)、量子效率(QE)和辐射能利用效率( )指数。数据分析表明,昼夜循环中DF信号与QE( )和 (r2=0.977,p<0.01)均相关。


 201092113207.jpg

 

 3.3利用延迟荧光仪在线监测浮游植物的光反应曲线

在瑞典的埃尔肯湖和匈牙利的巴拉顿湖,使用DF藻类延迟荧光测量系统记录产生光合作用的浮游植物生物量和光合作用-光照曲线(PI),并估算浮游植物的初级生产力,同时记录垂直方向的辐射衰减。分析表明,PI曲线在线检测可显著降低初级生产力估算的误差。这表明,由于发生沉积物和浮游植物再悬浮,在光照会发生迅速变化的浅表浑浊湖水中,随分钟或季节的不同时间尺度的变化也符合这种规律。这项新的理论对研究初级生产力的规律和长期高频率监测下水生态具有很好的前景。

 

                   201092113240.jpg


延迟荧光DF-光关系曲线

4 结论

利用活体浮游植物及生态环境在线监测系统监测光合敏感藻类的时序数据,结合其他系统所测得的生态因子参数,分析浮游植物的季节变化模式,作为动态变化环境的函数。最终建立随季节而变化的生态因子和浮游植物的生长之间的函数关系,因此可以充分地模拟各种水华的过程,从而达到预防水华发生的目的。

 

参考文献:

[1]Istvánovics V., Honti M., Osztoics A.,H. M. Shafik, Padisák J., Y. Yacobi and W. Eckert (2005) On-line delayed fluorescence excitation spectroscopy,as a tool for continuous monitoring of phytoplankton dynamics and itsapplication in shallow Lake Balaton (Hungary). Freshwater Biology 50:1950-1970.

[2]Honti M., Istvánovics V.and Osztoics A. (2005) Measuring and modelling in situ dynamic photosynthesis of various phytoplankton groups. Verh. Internat. Verein. Limnol.29:194-196.

[3]Honti M., Istvánovics V.and Osztoics A.(2007) Stability and change of phytoplankton communities in a highly dynamic environment ? the case of large, shallow Lake Balaton (Hungary). Hydrobiologia 581:225-240.

[4]Honti M., Istvánovics V.and Kozma Zs.(2008) Assessing phytoplankton growth in River Tisza (Hungary). Verh. Internat. Verein. Limnol.30(1):87-89.

[5]Istvánovics V. and Honti M.(2008) Longitudinal variability in phytoplankton and basic environmental drivers along Tisza River, Hungary. Verh. Internat. Verein. Limnol.30(1): 105-108.


互联网
文章推荐