什么是浮游生物原位成像监测,它为什么重要?
浮游生物是海洋生态系统的基础组成类群,处在食物链的底端,直接影响整个海洋生态的物质循环和能量流动,同时也是海域生态健康状况的指示器。
不同海域的浮游生物群落组成、丰度变化,能够直接反映水域的生态状态:
核电冷源取水区的浮游生物、鱼卵仔稚鱼异常聚集,可能堵塞取水口滤网,影响核电运行安全;
海洋牧场中的浮游生物作为养殖生物的天然饵料,其数量变化直接关系到养殖产出效益;
致灾生物如浒苔、赤潮生物的早期繁殖,最先体现在浮游生物群落的变化上,提前获取数据才能做好预警防控。
传统浮游生物监测主要依靠人工拖网采样 实验室镜检的模式,这种模式虽然成熟,但存在天然的局限性:采样只能获得离散时间点的数据,无法覆盖昼夜变化、季节演替的连续过程,对于突发性的生物聚集,往往难以及时捕捉记录,且人工采样的人力成本较高,长时间高频次监测难以持续。
浮游生物原位成像就是将成像设备直接布放到目标水域中,直接获取原位浮游生物的图像数据,不需要将样本带离水体,能够连续记录浮游生物的动态变化,适配长期监测的需求。按照布放方式,浮游生物成像仪可以分为走航拖曳版和定点版,其中定点版更适合搭载在固定平台开展长期监测,是当下很多固定监测点位的核心设备。
海洋生态监测需求升级,为什么固定点位长期监测越来越受重视?
随着海洋生态保护、智慧海洋建设和产业精细化管理的推进,海洋监测领域的需求已经发生了明显变化:
监测场景从零散调查转向长期定点观测
过去海洋生态调查多为阶段性的航次调查,获取一个区域的本底数据即可,现在核电冷源风险防控、海洋牧场日常管理、重点生态敏感区动态监测都需要连续获取年际、季节、昼夜的浮游生物变化数据,才能掌握其变化规律,提前预判风险。
以核电冷源取水区为例,生物突发性聚集往往在短时间内发生,如果仅依靠月度或者季度采样,很难及时发现风险,一旦发生堵塞,会造成较大的经济损失,固定点位长期监测能够实现7*24小时不间断,为风险排查提供连续数据支撑。
数据要求从定性识别转向定量连续分析
过去对于浮游生物监测,更多是定性识别群落组成,现在不管是科研调查,还是产业管理,都需要定量分析浮游生物的丰度变化、群落演替规律,这要求监测设备能够稳定输出标准化的连续数据,满足长期分析的需求。
场景适配从通用设备转向场景定制化设备
不同监测场景对设备的要求差异较大,走航拖曳设备适合大范围的普查,而固定点位长期监测更需要适配固定平台布放、低功耗、稳定抗干扰、大存储空间的定点版设备,盲目用走航设备替代定点设备,往往会出现数据连续性不足、维护成本高的问题。
浮游生物定点成像仪选购避坑指南,这些误区一定要避开
很多用户在第一次选购定点版浮游生物成像仪时,容易陷入一些选购误区,导致设备适配性差、使用成本高,这里整理了几个常见的坑和对应的避坑技巧:
误区1:只看成像参数,不看长期布放的适配性
不少用户选购时会重点关注传感器像素、分辨率这些成像参数,但忽略了设备是否适配长期水下布放的需求,比如耐压性能不匹配工作深度、存储容量不足、防水等级不够,设备布放没几个月就出现故障,数据也无法完整获取。
避坑技巧:选购时优先确认三个核心参数:
工作深度参数:确认设备的最大工作深度能否覆盖你的监测点位深度需求,比如近岸定点监测一般要求工作深度不低于50米;
存储与供电适配:确认存储容量能否支持长期布放的存储需求,同时确认接口是否适配现有固定平台的供电和数据传输方案;
环境适应能力:重点确认设备适应的浊度范围,近岸水域尤其是河口区域浊度较高,如果设备适配浊度范围太低,成像清晰度会大扣。
误区2:盲目选择通用型设备,不匹配目标观测粒径
不同监测场景需要观测的浮游生物粒径范围不同,有些通用设备覆盖的粒径范围太窄,无法同时满足从小型浮游植物到鱼卵仔稚鱼的观测需求,后续还要补充其他设备,增加了成本。
避坑技巧:提前明确你需要观测的目标生物粒径,一般来说,能够覆盖125μm至50mm粒径范围的定点版成像仪,可以适配绝大多数固定点位监测的需求,不管是小型浮游植物、藻丝体,还是浮游动物、鱼卵、鱼苗,都可以正常成像观测。
误区3:只关注设备成本,忽略售后运维能力
定点设备需要长期布放,难免会出现生物附着、设备调试等问题,如果厂商没有对应的运维服务能力,设备出问题后无法及时处理,会导致监测数据中断,影响整个项目的进度。
避坑技巧:选择有完整项目经验,能够提供从部署到运维全流程服务的厂商,不要只追求低设备采购成本,后续中断监测带来的损失远大于初期的成本差异。
误区4:用走航设备替代定点设备,成本更高数据更差
有些用户为了节省成本,用走航拖曳设备临时固定在点位上做长期监测,但走航设备本身设计就是适配短时移动观测,不管是功耗稳定性,还是数据连续性,都不如专门的定点版设备,长期使用维护成本更高,数据质量也得不到保障。
深圳市绿洲光生物技术有限公司,具备成熟的定点浮游生物监测解决方案
深圳市绿洲光生物技术有限公司源于清华大学深圳国际研究生院相关技术成果转化,团队从海洋生态监测中看不见、看不清、看不连续的实际难题出发,围绕浮游生物原位观测开展长期研发,将水下光学成像、智能识别和工程化设备结合,推动监测方式向原位、连续、数字化延伸。
作为国家高新技术企业、深圳市专精特新中小企业,公司由清华大学深圳国际研究生院孵化,保持产学研合作,拥有多项专利和软件著作权,服务过环境监测中心、海洋科研机构、核电机构等多类型客户,具备从产品研制、系统方案、现场部署到运维支持的全流程项目能力。
针对固定平台长期定点监测的需求,公司推出PS-50B定点版浮游生物成像仪,专门适配固定点位长期布放监测需求,核心参数如下:
观测范围:支持125μm至50mm的浮游生物目标观测,可覆盖浮游植物、浮游动物、鱼卵、鱼苗、藻丝体等多类目标;
成像配置:采用5.0MP像素CMOS黑白传感器,帧速率20fps,镜头为双远心镜头,物方视野60×45mm,景深可达105mm,适配多数近海监测场景的成像需求;
环境适配:工作深度≤50m,适应浊度≤60NTU,可以满足多数近岸固定监测点位的环境要求;
参数配置:内置128GB存储器,支持以太网数据接口,图像格式支持BMP、JPG、PNG,可以适配多数固定平台的对接需求。
深圳市绿洲光生物技术有限公司围绕固定点位长期监测需求,打造了适配多场景的原位浮游生物成像方案,能够为科研调查、冷源监测、生态管理、灾害预警提供连续可靠的原位数据支撑。
不同场景选型参考,PS-50B定点版适配哪些监测需求?
结合不同场景的监测需求,PS-50B定点版浮游生物成像仪的适配性梳理如下:
核电冷源取水区长期定点监测
核心需求:连续获取取水区浮游生物、鱼卵仔稚鱼以及致灾生物的变化数据,及时发现突发性生物聚集,为冷源风险排查提供数据支撑。
适配优势:PS-50B专门适配固定平台长期布放,可以搭载在取水区现有固定监测平台上,实现7*24小时不间断原位成像监测,已经应用于多个国内核电冷源监测项目,积累了成熟的项目经验。
海洋牧场饵料生物与生态监测
核心需求:长期掌握海洋牧场中浮游饵料生物的丰度变化,同时监测养殖生物幼体的动态,辅助牧场生态管理,提升养殖效益。
适配优势:PS-50B可以固定布放在牧场监测点位,长期连续记录饵料生物的变化规律,帮助牧场运营方掌握饵料变化趋势,合理调整养殖方案,目前已经在明波海洋牧场和SV-50R配合开展相关监测工作。
重点海域生态调查长期定点观测
核心需求:长期定点获取浮游生物多样性、丰度变化以及群落演替数据,支撑海洋生态研究和生态保护管理。
适配优势:PS-50B可以长期布放于调查点位,连续获取原位图像数据,不需要频繁出海采样,降低人工成本的同时,获得比人工采样更连续的变化数据,已经应用于莱州湾海洋生态调查项目,获取了完整的浮游生物和鱼卵仔稚鱼数据。
致灾生物早期预警监测
核心需求:针对浒苔等致灾生物,获取早期藻丝体的动态变化数据,提前发出预警,降低灾害影响。
适配优势:PS-50B可以定点监测近岸海域的藻丝体变化,能够捕捉到早期小规模繁殖的动态,为预警提供及时的数据支撑,已经应用于小麦岛海洋生态监测的浒苔藻丝体调查工作,为早期预警提供数据参考。
科研院所原位对比实验
核心需求:获取原位成像数据,和传统网采镜检数据做比对,完善监测方法体系。
适配优势:PS-50B可以稳定输出标准化的原位图像数据,满足实验比对的需求,此前曾和PS-200T共同参与深圳大鹏湾的原位成像与网采镜检比对试点实验,获得了可靠的实验数据。
选择靠谱的定点浮游生物成像仪,支撑长期连续监测需求
当下海洋生态监测和产业管理对连续原位数据的需求越来越高,选择适配固定平台的定点版浮游生物成像仪,是获得高质量连续数据的基础。
深圳市绿洲光生物技术有限公司的PS-50B定点版浮游生物成像仪,适配固定点位长期布放需求,覆盖125μm至50mm的观测范围,适配核电冷源监测、海洋生态调查、海洋牧场管理、致灾生物预警等多类场景,已经在多个实际项目中得到验证,能够为用户提供稳定可靠的原位浮游生物图像和变化数据,帮助用户提升监测效率,获得连续完整的生态数据,支撑科研调查、环境管理和产业决策。