法国索邦大学科学家Morgane Guillam基于浮游生物泵原位大体积过滤的采样方法，采集了法国布雷斯特湾和杜阿尔内湾两个不同水动力环境条件下的棘皮动物幼体，并进行了系统分析，探索了棘皮动物幼体在垂直方向上的不同分布和扩散模式。研究背景棘皮动物在许多海洋生态系统的结构和功能中发挥着关键的作用，其种群密度的爆发和死亡易交替、周期性地出现，这种丰度迅速而剧烈的变化可能对生态系统的多样性、恢复力和功能产生重要的生态后果，但目前人们对出现这种极端现象的原因知之甚少。一些人认为可能是由人为因素造成的，如水质退化，海洋资源的过度开发，甚至是引入入侵物种；也有人认为，棘皮动物物种本身的特定生活史（如体外受精、浮游营养化幼体发育）也可能介导了其成虫种群丰度的变化。棘皮动物幼体的扩散取决于水环境物理特性（主要是局部流体动力学）和不同的生物特性（产卵行为、浮游幼体持续时间、活跃幼体行为、幼体死亡率和定居行为等）之间复杂的相互作用。不同的幼体行为（如垂直位置的调节、主动垂直迁移、被动下沉）可能会导致其出现局地尺度水平分布的差异。目前，人们对棘皮类幼体的垂直迁移行为过程知之甚少。本研究以水动力环境对比鲜明的杜阿尔内湾和布雷斯特湾作为研究地点，基于不同的水动力环境差异条件下，研究棘皮动物幼体在垂直方向上的不同分布和扩散模式。研究过程采样工作于2014年7月16-17日和2015年7月16-17日进行，采样地点分别位于布雷斯特湾和杜阿尔内湾的中心区域（图1），采样日期处于目标物种（蛇尾类幼体）的长时间繁殖期。图1 布列塔尼（法国）布列斯特湾（Br）和杜阿尔内湾（Dz）采样点的位置。每小时在3个不同深度（1.5-3m，10-12m和17-26m，分别对应表面、温跃层和近底水层）采集棘皮动物幼体样品，使用可潜入水中的浮游生物泵（图2）进行采样。本次研究使用的浮游生物泵来自KC Denmark A/S公司，型号为23.570，由泵和收集器两部分组成。泵由不锈钢制成，流量为300L/min。本研究采用80μm网目，可以收集所有目标物种的所有幼体阶段。采集的样品使用96%乙醇保存，以待后续分析。此外，使用ADCP、CTD、PAR等设备，并结合三维水动力模型MARS，研究了采样区域的局部流体动力学。图2 KC Denmark A/S公司浮游生物泵，型号23.570研究结果两个海湾的水温垂直剖面存在差异。在杜阿尔内湾，整个调查过程中水柱分层，温跃层位于8.9-15.6 m之间（图3），水温变化范围为14.6（底部）-19.8°C（水表），日间最高。相反，在布雷斯特湾，没有观察到垂直分层，温度在16.6 ~ 17.5℃之间变化。杜阿尔内湾的模拟流速范围在2.10-5 ~ 0.27 ms-1之间，流速随深度而变化，表层较高，向底部降低，且水流方向随潮汐变化，夜间在9m深度观察到动态分层，水流方向反转；而布雷斯特湾的模拟流速范围在2.10-5~ 0.48 ms-1之间，水流速度在垂直方向上是均匀的。图3 杜阿尔内湾（左栏）和布列斯特湾（右栏）环境参数的垂直剖面图。对蛇尾幼体进行实验室分析后的结果显示：在杜阿尔内湾，海蛇尾（Ophiocomina nigra）幼体占优势，占总幼体丰度的82%；而在布雷斯特湾，脆刺蛇尾（Ophiothrix fragilis）幼体以78%的丰度占优势。在杜阿尔内湾，海蛇尾幼体主要分布在水表（3 m）和中层水体（10-12 m），且昼夜有差异。夜间01:00至次日清晨，水表幼体浓度较高（图4）；白天，海蛇尾幼体主要分布在温跃层及以下。而在布雷斯特湾（图5），幼体垂直分布均匀，夜间和白天的垂直分布没有显著差异。图4杜阿尔内湾3种水深下棘皮类幼体的浓度与昼夜和潮汐的关系图5布雷斯特湾3种水深下棘皮类幼体的浓度与昼夜和潮汐的关系研究结论本文在两个对比鲜明的水动力环境中，研究了蛇尾类幼体的垂直分布情况，并发现在布雷斯特湾，由于强烈的垂直混合作用，所有幼体都均匀分布在水柱中；相反，杜阿尔内湾，观察到海蛇尾幼体的昼夜垂直迁移现象，幼体在夜间上升到水表。两个海湾中的这些不同模式证实了潮流对幼体通量的影响。参考文献1.Guillam M, Bessin C, Blanchet-Aurigny A, et al. Vertical distribution of brittle star larvae in two contrasting coastal embayments: implications for larval transport[J]. Scientific Reports, 2020, 10(1): 12033.相关产品链接：浮游生物泵

法国LOV（Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer；索邦大学和法国国家科学研究中心的联合研究单位）实验室的科学家Laetitia等人首次利用UVP的水下原位观测结果，结合机器学习模型，预测了19个浮游动物类群（ESD范围为1-50mm）的全球生物量分布，并探讨了其与环境因素的关系。 研究背景 浮游动物存在于全球所有海洋中，它们在海洋食物网和生物地球化学循环中发挥着重要的作用，是生物碳泵的主要驱动力，并为维持鱼类群落的稳定作出了巨大贡献。但浮游动物对环境条件很敏感，因此被认为是海洋变化的哨兵。它们的分布受到海洋中物理、化学、以及生物因素的相互作用及调控。 为了更好地理解浮游动物的重要性，需要对浮游动物的生物量和功能群进行全球定量评估。目前只有少数浮游动物群体的全球分布得到了很好的研究，这些群体通常使用浮游生物网采样。但还有很多浮游动物类群非常脆弱，非常容易受到浮游生物网的破坏，或者易在固定液中保存不良，导致它们的生物量和在海洋生态系统中的生态作用被低估。在这种情况下，使用非侵入式的原位成像方法对浮游动物进行研究，显得尤为必要。在众多水下原位成像系统中，只有水下颗粒物和浮游动物原位成像系统（UVP）在全球范围内被广泛应用。 研究过程 Laetitia等人通过对全球范围内2008年-2019年之间获得的超过3549个UVP剖面（0-500米，图1）上的466872个个体进行了分类，估计了它们的个体生物量，并使用分类特定的转换因子将其转换为生物量。然后将这些生物量与环境变量（温度、盐度、氧气等）的气候学联系起来，使用增强回归树等机器学习算法，建立了生物量与环境因素之间的关系模型，以此预测全球浮游动物的生物量。 图1 本研究使用的UVP数据集地图。透明度用来说明地图上点的密度。 水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP（图2）主要用于同时研究水下的大型颗粒物（>80μm）和浮游动物（>700μm），并在已知水体体积下对水中颗粒物和浮游动物进行量化。UVP使用传统的照明设备和经电脑处理的光学技术，来获得浮游动物原位数字图像，图像后续可以通过EcoTaxa浮游动物数据库共享平台（图3）来进行浮游动物种类鉴定及分类。 图2 水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP。左图为本实验中使用的UVP5（目前已停产）；右图为升级版本UVP6-HF，与UVP5功能相同，且重量更轻 图3 EcoTaxa浮游动物数据库共享平台对浮游动物进行种类鉴定及分类 研究结果 结果表明，浮游动物对环境很敏感，并会对环境的变化作出反应。全球浮游动物的生物量呈现出一定的空间分布模式，生物量最高的区域位于大约60°N和55°S附近（图4），而在海洋环流附近最低。此外，预计赤道的浮游动物生物量也会增加。 保守预估，全球综合浮游动物生物量最小值（0-500 m）为0.403 PgC。在不同的浮游动物群体中，桡足类为最主要的群体（35.7%，主要分布在极地地区），其次为真软甲类（26.6%）和有孔虫类（16.4%，主要分布在热带辐合带）。 图4 利用分类群预测的0 ~ 500m全球生物量分布图 图5 在世界范围、高纬度和低纬度模式下，0-200 m（A）和200-500 m（B）深度下预测平均生物量（PgC）的条形图，从高到低排列。 研究结论 尽管研究取得了一些重要发现，但也存在一些限制和挑战。机器学习模型对浮游动物数据库的大小比较敏感，并且对于稀有类群的预测能力较弱。因此，在未来的研究中，需要进一步改进模型以提高对这些类群的预测能力。 总而言之，本研究提供了有关全球浮游动物生物量分布的重要预测结果，并揭示了其与环境因素之间的关系。这对于深入了解浮游动物在海洋食物网和生物地球化学循环中的作用具有重要意义。随着UVP等数字成像方法的不断发展和应用，科学家们将能够更准确地估计全球浮游动物的生物量分布，并为保护海洋生态系统提供更有效的决策依据。 参考文献 1. Drago L, Panaïotis T, Irisson J O, et al. Global distribution of zooplankton biomass estimated by in situ imaging and machine learning[J]. Frontiers in Marine Science, 2022, 9. 相关产品链接： 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

7月5-7日，第七届地球系统科学大会在上海顺利召开。本次会议由中国大洋发现计划（IODP-China）专家咨询委员会、国家自然科学基金委员会地球科学部、同济大学海洋地质国家重点实验室和海洋负排放国际大科学计划联合主办，共有来自国内外近2700余名专家学者和青年学生齐聚上海松江，围绕78个专题、在主会场和16个分会场展开了火热的学术交流活动。青岛水德科技有限公司（以下简称“水德”）应邀参加此次大会，并展出了ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统、Kajak柱状采泥器、道万高精度温盐深仪等设备，受到众多与会专家学者的关注。产品简介ZooSCAN浮游生物图像扫描分析系统ZooSCAN浮游生物图像扫描分析系统主要用于对液体中的浮游生物样品进行计数、大小测量以及种类鉴定。ZooSCAN浮游生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，主要进行浮游生物样品扫描，对浮游生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生物进行自动分类和计数。高精度温盐深仪道万DW16系列温盐深仪用于测量海水的电导率，温度，深度三个基本的物理参数。根据这三个参数，可以计算出海水的盐度、声速和密度等参数，从而可以观测海洋温场和声场的分布。温盐深仪是海洋（水文、物理、化学、地质、生物等）调查研究中最关键、最基础的测量仪器，在海洋经济开发、海洋观测、海洋国防建设方面有着极为重要的意义。耐压水深可达7200米。Kajak柱状采泥器丹麦KC-Denmark公司生产的Kajak柱状采泥器用于从泥泞底质或半硬底质采集柱状样品。Kajak采泥器附带许多配件，以满足您不同项目采样的需求。Kajak柱状采泥器既可通过缆绳操作，也可通过手工操作。

法国LOV实验室（Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer；索邦大学和法国国家科学研究中心的联合研究单位）的科学家Maria等人借助ZooSCAN浮游动物/微塑料图像扫描分析系统，结合Manta拖网采集的样品，对地中海西北部水域，特别是靠近海岸1km的水域内的海洋微塑料进行了广泛的分析，并描述了其丰度、粒径、聚合物成分与靠近陆地距离的关系。研究背景近年来，随着工业生产和人类生活的需要，每年从陆地上产生而后又进入海洋中的塑料数量多达数百万吨。在靠近沿海人口密集的地区，每平方公里可发现数十万个塑料碎片，塑料丰度与沿海人口的密度显著相关。海洋中的大多数塑料由漂浮在海水中的聚合物组成，如聚乙烯和聚丙烯，它们在沿海地区可能会由于海岸的冲刷作用，被快速破碎为小碎片，随后会随着风和水流的运动，输送到最偏远的海洋地区。因此，距离海岸的距离可以看作是塑料在海上停留时间的代表，研究漂浮塑料碎片的丰度、大小或组成的变化有助于我们了解、控制海洋中塑料污染分布的过程。研究过程为进行研究，Maria等人于2013年7月6日至8月6日期间，在地中海西北部的33个地点进行了采样，采样站位距离陆地从0.3km-46km不等，其中54%的采样站位位于与大陆海岸相邻的1km水域内（采样站位见图1）。图1 各采样站位表面塑料丰度的空间分布。蓝色、绿色、橙色和红色圆圈代表丰度分别为：20-75000；75-150000；150-500000和> 500000个/km2。使用Manta拖网对微塑料样品进行采集。将采集到的样品混合并转移到一个2L的玻璃罐中，小心地从上清中拣出漂浮的塑料碎片，重复3到6次，以确保挑出了所有的漂浮塑料颗粒。之后，使用ZooSCAN浮游动物/微塑料图像扫描分析系统（图2）对采集的样品进行分析：（1）以2400dpi的分辨率对微塑料颗粒扫描成像；（2）用系统自带的软件对图像进行后处理，自动获取每个微塑料颗粒的形态学参数，包括费雷特直径（ferret diameter，沿物体边界任意两点之间的最大距离）和表面积等。最后使用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）法鉴定塑料的化学结构。图2 使用ZooSCAN浮游动物/微塑料图像扫描分析系统分析微塑料样品研究结果研究结果表明，所有的采样站位都存在微塑料碎片（图1）。地中海水域存在大量塑料污染，主要是薄膜、泡沫塑料、细丝和刚性物体碎片。微塑料的主要来源是大型塑料制品的碎片。基于ZooSCAN分析的结果显示，样品中微塑料的粒径范围从0.32 - 100mm不等，显示出不对称的频率分布。粒径小于2.5mm的小碎片占64%，粒径为2.5-5mm的碎片占27%，较大的碎片（大于5mm）占9%。微塑料的中位长度为1.95mm，碎片粒径随距离海岸的增加而增加，在小于1km、1-10km、大于10-46km处分别为1.85、2.76和3.86mm。丰度数据结果显示，近海区域的微塑料丰度更高（图3）。在与海岸相邻1km的水域中，通常测量到高浓度的塑料碎片，范围从28000到578000个/km2不等，且大多数站位（56%）的浓度都超过100000个/km2。在距离海岸1-10km的水域中，微塑料浓度较低（100000个/km2以上的只有25%），而在距离海岸较远（10-100km和大于100km）的水域中，其浓度再次达到较高值（54%和89%的站位都超过了100000个/km2）。按到陆地的距离来看，小于1km、1-10km、10-100km、大于100km，微塑料浓度的平均值和偏差分别为158±157、80±38、176±216、370±378千个/km2。图3 微塑料的浓度和聚合物组成与陆地距离的关系。饼状图显示了三个水带的聚合物组成；下图的绿色圆圈为该研究的微塑料丰度在邻近沿海地区，微塑料浓度与沿海人口之间存在显著相关性（R=0.449, P=0.010, n=26）（图4）。常见的塑料类型是聚烯烃，特别是聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），聚酰胺（PA）也是占比很大的塑料类型。另外，离岸1公里以外的地方发现了大量聚丙烯酸纤维（PAA）。这表明，沿海塑料污染的主要来源可能是附近的陆地来源和人类活动。图4 A .与沿海城市相邻的海水表层微塑料浓度。B微塑料与浮游生物的比率与海岸距离的关系。研究结论该研究借助ZooSCAN浮游动物/微塑料图像扫描分析系统，揭示了地中海地区的海洋微塑料在不同离岸距离和区域的分布和丰度差异，强调了微塑料污染对海洋生态系统的威胁，为后续采取预防和监测措施来减轻海洋微塑料污染对生态、卫生和经济的潜在影响提供了基础数据。参考文献1. Pedrotti M L, Petit S, Elineau A, et al. Changes in the floating plastic pollution of the Mediterranean Sea in relation to the distance to land[J]. PloS one, 2016, 11(8): e0161581.相关产品链接：法国HYDROPTIC公司 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统

近期，自然资源部第四海洋研究所朱祖浩副研究员研究团队基于浮游生物泵原位大体积过滤的采样方法，采集了北部湾25个点位的微塑料颗粒物样品，并进行了系统分析，为北部湾微塑料的丰度分布情况及污染源分析提供了数据基础。研究背景北部湾是位于南海西北部的半封闭海湾，不仅是中国四大传统渔场之一，也是中国和东南亚渔业产业的缩影。近年来，由于该区域经济的快速增长，工业污水、生活污水、海水养殖废水等的加速排放，使该区域的生态环境问题从陆地扩散到了沿海海洋，导致该区域出现了不同程度的微塑料污染。目前该区域微塑料研究较少。研究过程为了解北部湾地区受微塑料污染的程度，研究团队于2021年9月，在北部湾设置了25个采样站位（图1），并利用来自丹麦KC Denmark A/S公司的浮游生物泵（型号：23.570，150m规格）采集了微塑料样品。图1 研究区域地图（北部湾）（Zhu et al., 2023）浮游生物泵采集微塑料样品本次研究使用的浮游生物泵来自KC Denmark A/S公司，型号为23.570，由泵和收集器两部分组成。泵由不锈钢制成，最大耐压深度为150米，泵速为26,000L/h；收集器由流量计、收集网（本研究采用300 μm网目）和聚碳酸酯制成的收集瓶组成，收集瓶孔径为60 μm。泵内总过滤面积约3000cm2。浮游生物泵连接在一个不锈钢机架上，由带电力电缆的控制箱控制。浮游生物泵采集微塑料样品如图2所示。图2 左图：浮游生物泵；右图：利用浮游生物泵原位采集微塑料颗粒物样品图示（Zhu et al., 2023）采集样品后，采用体式显微镜，配以数码相机及“HQimage”软件表征微塑料的物理性质。并使用傅里叶变换红外光谱仪（μ-FTIR）测定被测微塑料的化学成分。研究结果1. 微塑料丰度北部湾MPs的丰度从0.01个/m3-0.89 个/m3不等，平均为0.25±0.25个/m3。2. 微塑料的特性在采集的微塑料样品中发现了三种形状：碎片、纤维和颗粒。在表层海水中，MPs主要由纤维组成（53%），其次是碎片（46%），而颗粒仅占1%。3. 北部湾微塑料的来源通过主成分-多元线性回归分析，确定了MPs的不同来源。北部湾的微塑料污染物以陆地输入（如包装材料、纺织品、渔业和海水养殖）为主。主要有CE（纤维素）、PE（聚乙烯）、PVAL（聚乙烯醇）和PS（聚苯乙烯）等四种来源。研究结论浮游生物泵用于采集海水中的微塑料是一种非常新颖的采样设计，过去很少有人使用这种设计进行研究。本次研究发现，利用浮游生物泵对北部湾海水中的微塑料进行采样，比其他常规设计更方便使用，也更加节省时间，采集的样品也非常具有代表性。建议后续研究人员应在可行的研究地点使用原位浮游生物泵采样的方法，创建一个一致的微塑料数据库。有关研究成果也为北部湾的微塑料污染防控提供理论依据。参考文献1. Zhu Z, Hossain K B, Wei H, et al. Distribution and sources of microplastics in the Beibu Gulf using in-situ filtration technique[J]. Marine Pollution Bulletin, 2023, 188: 114614.相关产品链接：丹麦KC-Denmark公司 浮游生物泵

6月5-8日，由华东师范大学、上海市海洋湖沼学会等主办的“第四届全国（海洋）环境微塑料污染与管控学术研讨会”在上海市召开。华东师范大学校长钱旭红院士，自然资源部东海局黄海波局长、生态环境部国家海洋监测中心王菊英主任，上海市海洋湖沼学会理事长、河口海岸学国家重点实验室李道季教授出席了开幕式并致辞。开幕式由河口海岸学国家重点实验室吴辉教授主持，会议组织委员会主席李道季教授宣布大会开幕。水德受邀参加此次研讨会，并在分会场作题为《海洋微塑料调查技术与趋势》的报告，受到众多专家学者的关注。大会开幕式本次研讨会共有来自全国各院校、科研院所、环境监测机构，以及涉及微塑料相关问题研究的知名教授与专家学者、业界人士等500余人参加。开幕式后，李道季、骆永明、姜雪峰和清华大学赵娜娜等4位特邀教授专家分别做了《我国海洋微塑料研究历史回顾与展望：从污染到治理》、《开展陆地环境微塑料研究，维持土壤健康与食物安全》、《温和条件真实塑料升级降解循环利用》和《塑料污染治理国际最新进展和趋势》的大会主旨报告。此次研讨会主要包括大会主旨报告、专题报告以及墙报展示等，其中，专题报告又包括《环境塑料、微-纳塑料监测技术方法及应用》、《可降解塑料：应用、环境过程、风险与对策》、《海洋微塑料分布特征、入海通量及输运数值模拟》、《微塑料的海-气输运过程、通量及模式》等在内的十个专题。水德技术总监符巧生在此次专题报告中着重为大家介绍了几种海洋微塑料调查的技术，旨在将国际上海洋微塑料采样调查的先进技术引入中国并介绍给业内各位专家，努力为中国海洋微塑料研究、保护海洋环境提供更多新方案。水德技术总监符巧生在分会场作报告水德工程师同与会专家交流探讨相关产品简介丹麦KC-Denmark公司浮游生物泵浮游生物泵可原位定点大体积过滤水中的浮游生物、微塑料等样品，增大样品背景量，有效计算该水层中浮游生物、微塑料的含量，研究其垂向分布规律。耐压水深可达6000米。丹麦KC-Denmark公司微塑料采样泵微塑料采样泵最初是在丹麦KC-Denmark公司参与欧盟项目——“洁净海洋”的基础上开发出来的，设计初衷是能够对海洋和湖泊水体中的塑料颗粒进行非常精确的测量。在一次下水采样中，丹麦KC微塑料采样泵能够使用四个不同网目尺寸的过滤板来进行采样，并同时能够精确测量出泵水量。四层过滤板：5000μm，500μm，300μm和100μm泵 速：12000L/h最大深度：40m德国HYDRO-BIOS公司Manta微塑料采样网Manta网是专为开阔而平静的水域、河流和湖泊设计的。Manta设计的独特之处，在于它的“翅膀”安装在支撑框架的两侧，以保持稳定。网衣尺寸：200×30×15cm开 口：30×15cm目 径：300μm（可定制）