浮游生物光学计数器OPC1L精度控制关键问题研究.pdfVIP

维普资讯 第 39卷 第 4期 海 洋 与 湖 沼 VO1．39．NO．4 2008 年 7 月 0CEAN0L0GIA ET LIMN0L0GIA SINICA July,2008 浮游生物光学计数器 (OPC．1L) 精度控制关键 问题研究米 申 欣 ，2 孙 松 ，2① 张光涛 (1．中国科学院海洋研究所 海洋生态与环境科学重点实验室 青 岛 26607l 2．中国科学院研究生院 北京 l00039) 提要 浮游生物光学计数器(OpticalPlanktonCounter，OPC)能够在现场和实验室内对浮游动物、鱼 卵和其它水生生物进行实时的数量统计和粒径划分，可以有效地替代繁琐的传统人工计数，快速获 得丰度和生物量(体积)谱数据。但在实际应用 中会存在很多问题，特别是如何进行标定和消除由于操 作方法而引起的误差，这些问题的存在与解决，直接影响到观测数据的准确性和可靠性，以及能否 利用此仪器进行快速 、有效的浮游生物长时间序列监测与分析。本研究中作者针对计数过程 中气泡 干扰和样品重叠的问题，对进样系统进行 了改良，通过大量实验研究了准确率与进样速度 、生物形状 之间的关系，探讨 了如何通过速度控制有效提升准确率。通过改进循环水系统并加装相应的外围设 施，使气泡问题得 以解决。通过一系列的对比试验发现，控制D (最大测样速度)在 11个／s以内，可 以使重合率维持在 5％以下；控制D 在 7个／s以内，可 以使重合率降低到 2％以下。同时发现生物 的形状也会影响测量精度 。结果表 明，无论在何种测样速度下，随着长宽 比(L／W)的增加 ， ESD(EquivalentSphericalDiameter，遮挡相同数量光线的球 的直径)均值准确度均 出现 V“”形变化， 先降低后增加，在 L／ 为4或 6时准确度达到最低 。本研究中作者有效解决 了气泡干扰 的问题，根 据所确定的参数和 目标种群体型相结合，选择合理 的进样速度，完全能够达到 98％以上的数量准确 度和 95％的ESD均值准确度。 关键词 浮游生物光学计数器，精度控制，干扰水平 中图分类号 $968．3 海洋科学研究越来越强调现场观测和现场数据 行快速有效的现场观测和室内分析。 的获得，对海洋物理环境的观测 已经得到全面发展， 在这方面相继发展了声学、光学和遥感等方法， 从卫星遥感到浮标观测 、水体走航观测都有相应的仪 目前人们 已经能够通过遥感和仪器分析 的手段对浮 器与方法；化学海洋学的观测也 已经发展了走 向 自 游植物的数量进行观测，但对海洋浮游动物的观测却 动观测，各种探头和方法不断涌现。海洋生态学的发 发展缓慢，为此 国际海洋科学委员会(SCOR)成立了专 展对海洋生物种类与数量变动的观测需求越来越迫 门的委员会和工作组 以促进海洋浮游动物的有效观 切，但是海洋生物 的观测方法和手段却远远落后于 测。目前用于海洋浮游生物观测的设备中，除各种网 海洋其它学科，目前对海洋生物的观察最基本 的手 具外，还发展了光学和声学 的探测手段，而在众多的 段仍然是 以野外现场取样 、实验室人工鉴定与计数方 设备和方法中，浮游生物光学计数器(OpticalPlankton 法为主，这种状态远不能满足现代海洋科学的发展， Counter，OPC)由于其使用方便 、计数效率高而受到人 因此长时间以来，人们都在探索如何对海洋生物进 们普遍重视，是一种非常有前途的观测仪器。 中国科学院知识创新项 目：KZCX3一SW一214号 。申 欣，E—mail：shenthin@l63．com