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科技赋能海洋生态:水德浮游生物大数据平台亮相第七届海洋技术大会2025-05-205月15日至17日,第七届全国海洋技术大会在浙江大学舟山校区隆重举行。本次大会由海洋精准感知技术全国重点实验室(浙江大学)和东海实验室联合主办,吸引了千余名院士专家、学者及行业精英齐聚一堂,共谋海洋科技发展新篇章。作为行业专业的技术方案提供商,青岛水德科技有限公司(以下简称“水德”)参加此次大会并在分会场展示了“水德浮游生物大数据平台”,同时在2025国际海洋技术会展中展出了多个核心产品,成为会场焦点之一。大会主会场舟山市委副书记、市长徐仁标致辞浙江大学党委常委、副校长、海洋学院院长王立忠教授致辞大会主席、浙江大学海洋学院教授、中国海洋学会海洋技术专业委员会主任委员陈鹰教授主持大会开幕式本届大会在海洋智能感知技术、新概念海底机器人技术、海洋光学与水下考古技术、海洋碳增汇技术、极地海洋技术、海洋采矿技术、水下动力与推进技术、海洋能技术、海洋工程装备运维技术、海洋生物技术、水下目标探测与识别技术、海洋生态评估技术等方向开设了12个分会场报告。在海洋生物技术分会场,水德工程师详细介绍了“水德浮游生物大数据平台”,引发广泛关注。水德工程师在海洋生物技术分会场介绍“水德浮游生物大数据平台”水德浮游生物大数据共享平台由浮游生物甲醛快速清洗装置、ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统、EcoTaxa网站及国内云服务器四个部分组成,主要用于对浮游生物样品进行快速安全清洗、扫描成像、种类鉴定、数量统计、大小测量、生物量测定。将洗去甲醛后的浮游生物样品放置到ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统中自动、批量的扫描为数字化图像,之后ZooSCAN自带的软件ZooProcess对原始图片进行标准化处理,将浮游生物剪切为单独存放的小图,同时提取并测量小图中不同个体的形态学参数,并通过对形态学参数的提取与分析,进一步获得样品的粒径组成、生物学体积等信息。ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN将浮游生物扫描成像并进行标准化处理获得浮游生物形态学信息EcoTaxa网站主要用来对浮游生物图片进行高效地自动鉴定、分类、统计。鉴于国内云服务器(阿里云、腾讯云、华为云等)具有简单高效、安全可靠及处理能力强大等众多优点,因此可以用来运行EcoTaxa网站,确保网站用户数据的安全性。将使用ZooSCAN处理得到的浮游生物小图及其形态学信息文件导入到EcoTaxa网站后,可以选择网站上已有的或自己新创建的数据库快速对小图中的浮游生物种类进行自动鉴定、分类、统计,得到该批浮游生物具体的分类统计结果。之后,将分类结果从EcoTaxa中导出,可进行后续的数据统计、分析。在项目下导入图片和样品信息选择合适的数据库预测(可同时选择多个)浮游生物种类自动预测水德浮游生物大数据共享平台技术大大地提高了浮游生物物种分类的效率,能够帮助用户节省宝贵的科研时间。此外,数字化的图片及分类保存形式,方便使用者日后对项目进行检索、调用。同期展会:多款展品引关注在同期举办的2025国际海洋技术会展上,水德携多款设备重磅参展,包括:道万温盐深仪CTD:能够准确测量水体中的电导率、温度、压力(深度)参数,并通过科学的算法得出盐度、密度、声速等数据。BUOY二氧化碳分压分析仪:专为海洋浮标及固定式监测平台研发的高精度监测设备。其采用膜平衡专利技术实现水气交换平衡,可获取海洋表层水与大气CO₂分压的观测数据。全套系统高度集成化,能够为海洋碳通量核算、全球气候变化模型构建及近海区域酸化评估提供长期原位观测数据支撑。ZooSCAN浮游动物扫描分析系统:主要用于对液体中的浮游动物样品进行计数、大小测量以及种类鉴定,与大数据平台衔接,赋能生态研究。道万DW16系列温盐深仪道万系列产品此次大会,经过与众多行业专家、合作伙伴的深入交流,我们收获颇丰。我们衷心感谢大家的信任与支持,未来水德将继续专注为涉海工作人员提供更稳定的技术应用方案和解决方案。期待与您携手,共同探索蓝色科技新未来! -
ZooSCAN助力解析胶州湾浮游动物年际驱动机制2025-05-09近期,福建农林大学科研人员基于ZooSCAN图像分析的方法,利用九年的综合生物和环境数据,揭示了胶州湾中型浮游动物群落时间变异性的多尺度驱动机制。 研究背景 胶州湾是位于中国黄海的一个典型半封闭海湾,受人类活动与自然变化的双重影响,近年来面临富营养化、水母暴发及极端降水等环境的挑战。浮游动物作为海洋食物网的核心环节,既是初级生产者与高营养级生物之间的纽带,也是生物地球化学循环的关键参与者。然而,浮游动物群落的动态受多重因素调控,包括自下而上(如营养盐输入、浮游植物生产力)和自上而下(如捕食压力)的驱动机制。尽管已有研究探讨了这些机制在不同生态系统中的作用,但在复杂环境变化的背景下,二者如何相互作用并主导群落变化仍不明确。胶州湾频繁的水母暴发与极端降水事件为研究这一科学问题提供了理想场景。 本研究通过2003-2011年的长期监测,旨在解析浮游动物群落的时空变化规律,明确环境驱动因子与水母捕食的相对贡献,为全球气候变化下的海岸带生态管理提供科学依据。 研究方法 研究在胶州湾北部A3站(36°9′N, 120°15′E)开展,采用锥形浮游生物网进行垂直拖网采样,每月中旬采样一次(2003年5月至2011年12月,除2011年1月至5月外)。 图1 中国胶州湾位置(左)和胶州湾北部A3采样站位置(右) 浮游动物样品通过ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统进行成像、分析,并使用系统自带的软件对浮游生物进行自动识别,将浮游生物图像分类为七个类群,包括桡足类、被囊动物、毛颚动物、小型水母、枝角类、浮游幼虫及夜光虫,并经过手动验证确保分类的准确性。 图2 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统 数据分析采用聚类分析、Spearman等级相关分析和线性回归分析等方法,探究浮游动物动态与环境变量之间的关系。 研究结果 研究期间,降雨、水温、盐度和叶绿素a浓度均表现出显著的季节性变化。浮游动物群落丰度呈现明显的季节性模式,春季开始增加,夏季达到高峰,秋季迅速下降。 图3 2003 - 2011年胶州湾北部采样站位浮游动物总数和主要浮游动物类群的季节变化箱线图 图4 浮游动物丰度(indm−3)与环境变量之间的Spearman相关性 桡足类在浮游动物群落中占主导地位,其丰度变化主导了浮游动物群落的季节性波动。然而,浮游动物丰度的年际变异性显著,2009年和2011年(水母暴发年份)丰度最低,而2005年和2008年丰度最高。 聚类分析将研究年份分为非水母暴发期和水母暴发期,水母暴发期间,浮游动物总丰度显著降低,群落结构发生变化,小型水母和毛颚动物的相对丰度增加。此外,水母暴发还导致浮游动物粒径结构变化,小型浮游动物(尤其是小型桡足类)丰度显著降低。 图5 (a)浮游动物总量的年际变化;(b)胶州湾北部采样站位5-8月高峰期浮游动物年最大丰度数据;NJBP(非水母暴发期),JBP(水母暴发期) 图6 (a)总浮游动物及主要类群的丰度比较;(b)胶州湾北部采样站位5-8月高峰期非水母暴发期与水母暴发期浮游动物类群丰度组成对比 浮游动物年最大丰度与降雨和叶绿素a浓度显著正相关,与水温无显著相关性。这表明浮游动物群落的动态变化主要受资源供应(自下而上控制)和捕食压力(自上而下控制)的共同影响。在水母暴发年份,自上而下的控制作用更为显著,水母的大量捕食导致浮游动物丰度下降;而在水母未大量出现的年份,浮游动物丰度主要受叶绿素a浓度和降雨等自下而上因素的影响。 图7 总浮游动物年最大丰度与高峰期(5-8月)环境变量的线性回归分析 研究结论 本研究利用九年的综合生物和环境数据,揭示了胶州湾中型浮游动物群落时间变异性的多尺度驱动机制。主要包括: 浮游动物群落表现出相似的季节性变化模式,丰度在晚春和夏季达到高峰,秋冬季节降至最低,主要受降雨、水温和叶绿素a浓度的控制。 浮游动物丰度的年际变异性显著,受水母大量出现时的强烈捕食作用影响,同时在水母未大量出现的年份受叶绿素a浓度和降雨的自下而上控制。 研究表明,自上而下和自下而上的控制因素共同决定了胶州湾中型浮游动物群落的年际变化,且自上而下的控制作用强度大于自下而上。 本研究为深入理解浮游动物群落动态提供了重要见解,对全球气候变化背景下经历大型水母暴发和极端降雨事件的沿海生态系统具有借鉴意义。 参考文献 1.Wang W, Wang N, Wang Y, et al. Evaluating top-down and bottom-up drivers of temporal mesozooplankton community variability in a temperate semi-enclosed bay, China[J]. Marine Pollution Bulletin, 2024, 209: 117149. 相关产品链接: 法国HYDROPTIC公司 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统 -
海洋生态研究三剑客(MultiNet、ZooSCAN、UVP)助力全球浮游动物生物量精准评估2025-02-24近期,法国索邦大学的科学家Yawouvi将UVP、MultiNet与ZooSCAN相结合,采用了网采和水下原位观测两种技术方法,重建了全球海洋中大型(>1mm)浮游动物的标准化生物量粒径谱(NBSS),为全球浮游动物的体积和生物量分布提供了更准确的评估结果。 实验背景 在浩瀚的海洋中,浮游生物虽然微小,却扮演着至关重要的角色。它们是海洋食物链的基础,更影响着全球碳循环和气候系统。然而,目前科学家们对浮游生物的研究却一直面临着巨大的挑战。传统的浮游生物网采样技术容易漏采某些脆弱或难以捕捉的浮游动物群体(如根足虫类),而水下颗粒物和浮游动物原位成像技术虽然能捕捉到这些脆弱生物的图像,但成像体积却相对较小。 为了更准确地评估全球海洋中大型(>1mm)浮游动物的体积和质量分布情况,法国索邦大学的科学家Yawouvi结合了MultiNet网采/ZooSCAN图像分析和UVP水下原位观测两种技术方法,重建了浮游动物的标准化生物量粒径谱(NBSS),为全球海洋浮游动物的研究提供了一种新视角。 实验方法 索邦大学的研究团队使用MultiNet(浮游生物连续采样网,德国,HYDRO-BIOS公司)和UVP5(水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统,法国,HYDROPTIC公司)两种设备在全球的57个站位(图1)采集了浮游生物数据。 图1 使用MultiNet和UVP5采样的57个站点的位置 MultiNet由五个连续的浮游生物网组成,可以在五个不同的深度水层采集浮游生物样本,其采样体积大,能够捕捉到更广泛的浮游生物群体;ZooSCAN(浮游动物图像扫描分析系统,法国,HYDROPTIC公司)是一种高效的浮游动物图像分析系统,能够快速、高效地处理和分析浮游动物样品,其高分辨率图像使得科学家能够将浮游动物识别到科甚至属的水平,为分类学研究和生态学研究提供强有力的支持。 UVP5(法国,HYDROPTIC公司)则能够在不破坏生物体的情况下实时记录浮游生物的尺寸和丰度,高分辨率的图像数据使得研究人员能够识别和量化各种浮游生物,包括那些脆弱的生物体,从而获得更全面的生物量估计。 研究团队将上述两种实验方法的研究数据进行整合,用于重建中大型浮游动物的NBSS,并比较了两种实验方法在计算NBSS斜率和生物量上的差异。 图2 从左至右分别为MultiNet浮游生物连续采样网;ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统;UVP水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统(已更新至UVP6-HF版本) 实验结果 (1)NBSS斜率:重建的NBSS斜率介于MultiNet和UVP5之间,比MultiNet的斜率平缓20%,比UVP5的斜率陡峭7.6%(图3)。这表明MultiNet低估了某些脆弱生物体的数量,而UVP5对小生物体的分辨率不足。 图3 三种方法(UVP5、网具采样、重建)在不同位置、三个深度层和三个纬度带中,针对中型浮游动物的NBSS的结果 (2)生物量估计:重建的生物量在热带和温带地区显著高于MultiNet的估计值(图4),尤其是在表层水域中更为明显。UVP5在获取脆弱生物体(如根足虫类)信息方面表现优异,而MultiNet在采集甲壳类动物方面更为有效。 图4 三种方法(UVP5、网具采样、重建)在不同位置、三个深度层和三个纬度带中,针对中型浮游动物的生物量结果 (3)纬度与深度差异:在热带和温带地区,根足虫类对浮游生物总生物量的贡献较大,而在极地地区,甲壳类动物占主导地位。随着深度增加,浮游生物的生物量逐渐减少。 结论 MultiNet/ZooSCAN和UVP5两种方法相结合可以更准确地估计浮游生物的体积和生物量分布。MultiNet/ZooSCAN在分类分辨率上具有优势,而UVP5在捕捉脆弱生物体方面表现更好。两种方法的结合为研究浮游生物生态系统功能提供了更完整的数据集。 展望未来,随着技术的不断进步和创新,UVP、MultiNet与ZooSCAN将在浮游生物研究中发挥更加重要的作用。它们将帮助我们更深入地了解海洋生态系统的奥秘,为保护海洋生态环境、应对全球气候变化等挑战提供强有力的支持! 参考文献 1. Soviadan Y D, Dugenne M, Drago L, et al. Combining in situ and ex situ plankton image data to reconstruct zooplankton (> 1 mm) volume and mass distribution in the global ocean[J]. Journal of Plankton Research, 2024, 46(5): 461-474. 相关产品链接: 法国HYDROPTIC公司 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统 法国HYDROPTIC公司 UVP6-LP水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统 法国HYDROPTIC公司 UVP6-HF水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统 德国HYDRO-BIOS公司 浮游生物连续采样网 -
ZooSCAN助力北太平洋浮游生物粒径谱研究2025-02-07近期,华中农业大学马徐发教授科研团队基于ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统等技术,获取了北太平洋西部亚北极区和过渡区浮游植物与浮游动物的标准化粒径谱,并深入揭示了两个区域内浮游生物粒径谱的差异及其生态意义。 研究背景 在浩瀚的海洋中,浮游生物作为海洋生态系统的基础,其粒径谱特征不仅反映了低营养级生物的物质转移情况,更为评估海洋生态系统的健康状态提供了重要参数。以往,浮游动物的标准化粒径谱(NBSS)可以通过使用一些光学浮游生物计数器等技术进行测量。然而,受粒径范围和分辨率的限制,传统手段已经难以全面、准确地揭示浮游生物的粒径谱特征。 近年来,随着科技的进步,使用ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统对NBSS进行测量成为了一种新型的研究手段。与传统的光学浮游生物计数器相比,ZooSCAN具有更高的分辨率和更广的粒径覆盖范围。此外,ZooSCAN还能够提供丰富的生物形态学信息,为科研人员提供了更为全面、深入的海洋生态数据。 本研究借助ZooSCAN技术,获取了2023年5月北太平洋西部亚北极区(SA)和过渡区(TR)浮游植物和浮游动物的标准化粒径谱(NBSS),阐述了两个区域浮游生物的粒径谱差异及其生态意义。 研究过程 马徐发教授科研团队于2023年5月14-19日期间,在北太平洋西部进行浮游生物采样(图1),每个站点分别采集浮游植物和浮游动物样本。 图1 2023年5月14-19日北太平洋西部采样站位图,红星表示采样站位 在实验室中,使用ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统扫描保存的浮游动物样本。在每次测量前,都使用去离子水进行背景测量。根据样本量,使用1/2至1/64的浮游动物子样本进行扫描。使用Zooprocess软件和Ecotaxa网站处理、识别浮游动物。研究鉴定出的分类群和物种包括端足目、被囊类、毛颚类、枝角类、刺胞动物门、桡足类、海胆纲、磷虾目、有孔虫、猛水蚤目、水螅虫类、软体动物、介形类、放射虫类、多毛类、桡足类无节幼体和鱼卵等。之后使用ZooSCAN测得的浮游动物形态学数据计算生物量等参数,并通过对数线性回归拟合粒径谱,得到NBSS的斜率和截距。 研究结果 借助ZooSCAN技术,研究团队成功获取了亚北极区和过渡区浮游植物和浮游动物的NBSS。 研究结果显示,尽管亚北极区和过渡区的浮游植物丰度和生物量没有显著差异,但在海表,过渡区的NBSS斜率更平缓,粒径多样性更高(表1、图2、图3)。这意味着过渡区存在更多不同粒径的浮游植物,反映了该区域更为复杂的生态系统和高效的能量流动。此外,过渡区单个浮游植物的平均生物量也大于亚北极区,这可能是由于过渡区较高的营养盐浓度和适宜的光照条件促进了浮游植物的生长。 在浮游动物方面,两个区域的NBSS斜率和粒径多样性没有显著差异。 表1 2023年5月14-19日北太平洋西部亚北极区(SA)和过渡区(TR)的丰度、生物体积、平均细胞/个体生物体积、NBSS斜率、截距和粒径多样性的比较 图2 亚北极区站位(SA)和过渡区站位(TR)三个深度采集的浮游植物的NBSS以及0-150 m深度范围内采集的浮游动物的NBSS 图3 三个深度(a - c)的浮游植物以及(d)浮游动物的NBSS斜率与粒径多样性之间的线性拟合。红色和蓝色符号分别代表亚北极区(SA)和过渡区(TR)的站位。阴影区域表示95%的置信区间。 总结 本研究中,ZooSCAN为揭示北太平洋西部亚北极区和过渡区浮游生物粒径谱的差异提供了高效、准确的手段,为深入理解海洋生态系统提供了新视角。未来,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,ZooSCAN必将在海洋生态学研究中发挥更加重要的作用,为人类认识和保护海洋生态系统贡献更多力量。 参考文献 Li W, Xufa M, Dongwoo K, et al. Size spectra of phytoplankton and zooplankton in the western North Pacific during May: A comparison between subarctic and transitional domains[J]. 北海道大学水産科学研究彙報, 2024, 74(1): 13-22. 相关产品链接: 法国HYDROPTIC公司 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统 -
水德在 XMAS 2025 备受关注2025-01-212025年1月14日至17日,由厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室发起、国家自然科学基金委地球科学部共同主办的第七届厦门海洋环境开放科学大会(XMAS 2025)于厦门成功举办。会议围绕“科技变革推动海洋可持续发展”主题,吸引了来自36个国家、超过1700名专家学者参会。青岛水德科技有限公司(以下简称“水德”)应邀参加此次会议,并展示了ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统、BUOY二氧化碳分压分析仪等设备,受到众多参会学者的关注。 自成立之初,水德便秉承“以客户为中心,为客户创造价值”的经营理念,矢志不渝地为全国各涉海科研院所及高校的用户提供优质的产品和专业的服务。成为海洋行业专业的科技解决方案提供商是水德的远景目标。 相关产品简介 BUOY二氧化碳分压分析仪是一款高度集成的原位二氧化碳分析仪,适用于多种环境监测应用。它采用先进的LI-COR 红外检测器,提供宽范围的二氧化碳检测范围,精度高且无需自动补偿。它还配备了数据记录器,可以实时存储和传输测量数据,该系统设计紧凑,易于安装和维护,广泛适用于浮标或独立运行的场景,是海洋和水质监测的理想选择。 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统主要用于对浮游生物样品进行快速扫描成像、种类鉴定、数量统计、大小测量、生物量测定等工作。 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统是由ZooSCAN、ZooProcess和EcoTaxa网站等共同组成的,ZooSCAN是硬件部分,主要进行浮游动物样品扫描,对浮游动物鉴定形成数字图像。ZooProcess和EcoTaxa是软件部分,分别以标准化的程序处理原始图像、对不同个体的形态参数进行自动测量和对图像中的浮游动物进行自动分类和计数。 新年伊始,水德必将继续坚守“让全球优质海洋科技产品触手可及”的使命,不断地开拓新的海洋研究技术方案,为推动海洋可持续发展贡献自己的绵薄之力! 推动海洋可持续发展,水德与您同行! 相关产品链接: 法国HYDROPTIC公司 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统 -
水德携ZooSCAN亮相第十届全国海洋生态研讨会2024-12-032024年12月1日,由中国生态学学会海洋生态专业委员会和自然资源部第二海洋研究所主办的“中国生态学学会海洋生态专业委员会第十届全国海洋生态研讨会”在杭州圆满落幕。大会以“海洋生态科学新征程—海洋生态保护修复与生态安全”为主题,吸引了来自全国61家单位的三百余名专家学者和研究生踊跃参会大会。青岛水德科技有限公司(以下简称“水德”)应邀参加此次大会,并展示了ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统。 大会同时设立了6个分会场:“海洋生态保护修复与高质量发展”、“海洋双碳战略及实现路径”、“海洋生物多样性与生态产品价值实现”、“海洋生态安全预警监测与评价管理”、“全球变化对海洋生物的影响评估与风险预估”和“海洋生态系统野外站建设与观测技术发展”。水德工程师在分会场——“海洋生物多样性与生态产品价值实现”与大家分享了题为《水德浮游生物大数据共享平台技术》的报告,受到众多专家学者的关注。 水德工程师介绍水德浮游生物大数据共享平台技术 水德浮游生物大数据共享平台由浮游生物甲醛快速清洗装置、ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统、EcoTaxa网站及国内云服务器四个部分组成,主要用于对浮游生物样品进行快速安全清洗、扫描成像、种类鉴定、数量统计、大小测量、生物量测定。 将洗去甲醛后的浮游生物样品放置到ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统中自动、批量的扫描为数字化图像,之后ZooSCAN自带的软件ZooProcess对原始图片进行标准化处理,将浮游生物剪切为单独存放的小图,同时提取并测量小图中不同个体的形态学参数,并通过对形态学参数的提取与分析,进一步获得样品的粒径组成、生物学体积等信息。 ZooSCAN浮游生物/微塑料图像扫描分析系统 ZooSCAN将浮游生物扫描成像并进行标准化处理 获得浮游生物形态学信息 EcoTaxa网站主要用来对浮游生物图片进行高效地自动鉴定、分类、统计。鉴于国内云服务器(阿里云、腾讯云、华为云等)具有简单高效、安全可靠及处理能力强大等众多优点,因此可以用来运行EcoTaxa网站,确保网站用户数据的安全性。 将使用ZooSCAN处理得到的浮游生物小图及其形态学信息文件导入到EcoTaxa网站后,可以选择网站上已有的或自己新创建的数据库快速对小图中的浮游生物种类进行自动鉴定、分类、统计,得到该批浮游生物具体的分类统计结果。之后,将分类结果从EcoTaxa中导出,可进行后续的数据统计、分析。 在项目下导入图片和样品信息 选择合适的数据库预测(可同时选择多个) 浮游生物种类自动预测 水德浮游生物大数据共享平台技术大大地提高了浮游生物物种分类的效率,能够帮助用户们节省宝贵的科研时间。此外,数字化的图片及分类保存形式,方便使用者日后对项目进行检索、调用。 自成立之初,水德便坚守“让全球优质海洋科技产品触手可及”的使命,为国内涉海工作人员提供更稳定的技术应用方案和解决方案,为中国海洋生态调查研究贡献自己的一份绵力! 海洋生态调查研究,水德与您同行! 相关产品链接: 法国HYDROPTIC公司 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统
