浮游藻群落組成熒光識別分析儀的初步研究.pdf

1、赤潮的頻繁爆發(fā)及其規(guī)模的不斷擴大,迫切需要建立一種快速、有效的浮游藻群落組成監(jiān)測技術(shù),以實現(xiàn)對浮游藻群落組成的識別測定及赤潮的應(yīng)急監(jiān)測。熒光技術(shù)是近年來逐漸發(fā)展起來的一種浮游藻種類測定技術(shù),在常用的檢測方法中,這一方法由于儀器簡單、便于實時在線原位測量而廣受歡迎。
　　 在對我國近海海域赤潮與非赤潮期間浮游藻群落組成特點進行總結(jié)的基礎(chǔ)上,本文最終選擇了分屬于硅藻,金藻,綠藻,甲藻,黃藻,隱藻和藍藻7個門的53種我國近海常見的浮游

2、藻進行培養(yǎng)研究,分別測得上述浮游藻在不同光照、溫度和生長周期的活體三維熒光光譜。為實現(xiàn)研制使用以單色發(fā)光二極管為激發(fā)光源的浮游藻熒光自動分析儀的目標(biāo),本文從原始三維熒光光譜中選擇了13個激發(fā)波長點組成了新的浮游藻離散三維熒光光譜,在此基礎(chǔ)上,利用小波分析、Bayes判別和非負(fù)最小二乘等技術(shù)建立了我國近海常見浮游藻的識別技術(shù)。取得如下研究成果:
　　 1.利用逐步判別分析技術(shù),結(jié)合可獲得的單色發(fā)光二極管的實際情況,并經(jīng)過與原圖的觀

3、測、比對,最終選擇出了13個激發(fā)波長點(400nm,430nm,450nm,460nm,470nm,490nm,500 nm,510nm,525nm,550nm,570nm,590nm和610nm)來組成新的浮游藻離散三維熒光光譜。
　　 2.選用db7、coif2和sym7三種小波基函數(shù)對浮游藻離散三維熒光光譜進行小波分解,篩選到各小波基函數(shù)具有浮游藻種類特異性的熒光特征譜,利用模擬混合樣品對各類熒光特征譜進行測試,找出最佳熒

4、光特征譜,并對各熒光特征譜之間的互補情況進行分析?；诖?利用四階導(dǎo)數(shù)-db7熒光特征譜建立了門水平上的浮游藻熒光標(biāo)準(zhǔn)譜庫；利用各類熒光特征譜之間的互補性建立了屬水平上db7-coif2聯(lián)用的熒光標(biāo)準(zhǔn)譜庫。
　　 3.對于不同混合比例(25％,50％,75％,85％,100％)的模擬混合藻樣品,在門水平上的平均識別正確率分別為:62.7％,84.4％,95.9％,97.1％和99.9％；平均識別相對含量分別為17.5％,41.3

5、％,68.9％,78.4％和87.0％。當(dāng)門上比例達到50％時,就能對除黃藻、綠藻以外的其它各門類藻達到85％以上的平均識別率。對于屬類的識別,當(dāng)優(yōu)勢度大于80％時,優(yōu)勢種就能在整體水平上獲得較好的識別(平均識別正確率80％),其中28種常見赤潮藻的識別正確率達到85％以上。所建立的二級譜庫能夠有效的提高圓海鏈藻,剛毛根管藻,強壯前溝藻,簡裸甲藻和裸甲藻等這些藻的屬水平識別正確率。
　　 4.對于實驗室所做的混合樣品,門水平上,

6、當(dāng)優(yōu)勢門浮游藻所占比例為75％時,除金藻門外,其它浮游藻的識別正確率均在80％以上；當(dāng)優(yōu)勢門浮游藻所占比例為100％(即3同一門內(nèi)的兩種藻相混合的情況)時,除金藻門外,門水平識別正確率均為100％。屬水平上,當(dāng)優(yōu)勢藻所占比例為75％時,屬水平平均識別正確率為80.6％,其中除盒型藻,圓海鏈藻,球形棕囊藻,裸甲藻和海洋原甲藻外,其它優(yōu)勢藻種的屬水平識別正確率都在80％以上。
　　 5.對于現(xiàn)場水樣:膠州灣調(diào)查水樣,門類上識別結(jié)果均

7、與鏡檢結(jié)果一致；麥島圍隔水樣,12個水樣中有11個能在門水平對優(yōu)勢藻進行正確識別。屬類水平上,對于優(yōu)勢藻種比例大于80％的水樣,膠州灣3個水樣中有2個的優(yōu)勢藻能被正確識別,麥島圍隔5個水樣中4個的優(yōu)勢藻被正確識別。
　　 6.以上述研究成果為技術(shù)支撐,所設(shè)計的浮游藻熒光自動分析儀目前正在制造中,將有望在測試完善后,真正形成能夠在現(xiàn)場應(yīng)用的浮游藻熒光分類監(jiān)測自動分析儀。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于針對研制以單色發(fā)光二極管為激