水下光合作用-呼吸作用测量系统PR

水下光合作用-呼吸作用测量系统PR

水下光合作用呼吸作用测量系统PR通过测量水下chamber中氧气的产生速率和消耗速率来计算海洋生物/水生生物的代谢速率(光合速率和/或呼吸速率)。PR系统可以同时监测氧浓度、温度和辐照度(如PAR)至少24小时的变化。系统亦可增加实际光合速率fII (DF/Fm’)和pH测量模块。

当chamber中有植物、动物或动植物组合时,该系统可以测量植物生产力(在夜间则为呼吸作用)或动物呼吸速率。这些信息是阐明生态系统是否健康的重要指标。

PR系统为全自动测量设计,也就是说可以在水下无人值守的状态下连续工作24小时甚至更长时间。这种设计大大降低了操作人员暴露在危险环境中风险,并且使得研究人员更加关注于科研工作本身。

PR系统配备两个UV透明的chamber(可选20 L或100 L),轻便,方便运输和安装。研究人员再也不用在海底搬运/拖拽沉重的老系统了,大大提高了操作灵活性和安全性。

PR系统配备水下数采,用于给系统供电和控制系统的运转。其它可选的测量指标包括调制叶绿素荧光、pH、PAR和水温等。

水下数采控制对chamber进行定期冲洗。冲洗用的泵和一直开着的搅拌泵通过外置水下电池组供电。

Aquation技术已经在南极水域、热带太平洋200 m水下、澳大利亚和欧洲的温度水体总得到了成功的应用。

medosa

“美杜莎”控制器

25lUV透明、容积25 L的chamber 100lUV透明、容积100 L的chamber 14ah14 Ah外置电池组

42ah42 Ah外置电池组

barcode

功能特性

  • 全防水设计,耐受30 m水压
  • 坚固耐用:316不锈钢材质结实防腐;可选轻便的acetal塑钢材质
  • 轻便、便携:系统方便野外运输和安装
  • 界面友好的操作软件
  • 模块化设计,客户可根据需要灵活配置
  • 配备冲洗泵和搅拌泵
  • 可以扩增shutter荧光仪

系统配置

Respirometer系统可已套装的形式进行销售,并且可以和shutter荧光仪组合在一起使用。下表示出了详细的配置情况。

水下光合作用呼吸作用测量系统Respirometer shutter荧光仪的PR套装
PR-3031

一套装

PR-3032

两套装

PR-3033

三套装

PRS-3050

一套装

PRS-3051

两套装

PRS-3052

三套装

Shutter荧光仪(带2个传感器) 0 0 0 1 2 3
Shutter荧光仪用水下数采(双电池组) 0 0 0 1 2 3
美杜莎控制器 1 2 3 1 2 3
水下数采 1 2 3 1 2 3
25 L chamber 2 4 6 2 4 6
DO和温度传感器 2 4 6 2 4 6
PAR传感器 2 3 3 2 3 3
冲洗泵和搅拌泵 2 4 6 2 4 6
外置水下电池组 1 2 3 1 2 3
测量频率 几分钟测量一次 几分钟测量一次 几分钟测量一次 几分钟测量一次 几分钟测量一次 几分钟

测量一次

冲洗频率 20-100 min冲洗一次 20-100 min冲洗一次 20-100 min冲洗一次 20-100 min冲洗一次 20-100 min冲洗一次 20-100 min

冲洗一次

应用领域

用于珊瑚、鱼类、海草、大藻、微藻和其它水生生物的测量中。

主要技术参数

  • 最大工作水深:30 m
  • 溶氧和温度:光学溶氧传感器和温度传感器
  • 辐照度:LI192SA、LI19SA
  • 控制器:316不锈钢材质,最多控制8个传感器
  • Chamber:对紫外线透明的塑料
  • 工作温度:0°C~45°C
  • 储藏温度:-5°C~60°C
  • 自动控制:程序控制测量;搅拌泵连续工作;冲洗泵周期性工作
  • 泵:水下工作,12 V供电
  • 供电:水下数采配备18 V / 9.0 Ah NiMH电池;w位置电池组为12 V/14.4 Ah;可以连接交流电110-240 V AC 50-60 Hz

应用案例:PR在南极

澳大利亚南极分部(Australian Antarctic Division)在南极东部Windmill岛的Casey站参与了一项海洋酸化的大型实验。这项名为antFOCE(antarctic Free Ocean Carbon Dioxide Enrichment)的实验从2014年夏季启动,在海底布放4个大型的CO2加富舱,来观察海洋酸化对海洋动物、藻类和沉积物的影响。

CO2chamber

在往南极布放前,潜水员在塔斯马尼亚州(Tasmania)的冷水中测试CO2加富舱

在本项目中,澳大利亚Aquation公司的水下光合作用-呼吸作用测量系统PR在测量海洋生物对CO2升高的短期生理响应上发挥着重要作用。代表性的生物或种群将被放到PR系统的chamber中,通过测量溶氧浓度的变化来计算其呼吸作用或光合作用。此外,PR系统还同步测量水温、光合有效辐射PAR、调制叶绿素荧光和电子传递速率ETR。ETR的日变化能够反映光合作用的日变化,结合实验室测量的ETR和产氧/耗氧的关系,以及PAR的测量,就可以原位估算海洋生产力。

diving

SPR进行第一次凿开冰盖潜水实验

在南极进行潜水实验是一个难度巨大的挑战。PR发明人John Runcie博士率队于2014年11月开始在南极进行水下实验。PR系统被布放于南极东部Windmill岛靠近Casey站的O’Brien湾冰盖下面水深14 m处。该位点布满了小型岩石和鹅卵石,并点缀着不规则的柔软的沉积物。这些沉积物的厚度在1-3 m之间。

早先的研究已经发现硅藻是这些沉积物的主要组成部分,通过沉积物表层的红棕色可以明显看出来。PR系统的chamber被固定在沉积物5 cm深处。Shutter荧光仪被仔细布放在硅藻垫的表层。PAR传感器被布放在两个不同的深度。搅拌泵在chamber内连续运转,冲洗泵每隔6 h工作一次进行换水。

Aquation-Respirometer-Deployment-13Dec2014

布放在冰盖下14 m处的SPR系统

2015年3月中旬antFOCE海洋酸化实验结束。来自全球各地的海洋学家和工程师密切合作,获得了大量意义非凡的数据和样品,相关研究论文预计将在2015年底或者2016年发表出来。在本项目中,PR系统的chamber被antFOCE团队的科学家们昵称为“minichambers”,以便将其和用于酸化实验的CO2加富舱(大chamber)区分开来。

对PR数据的初步分析表明南极生物已经开始受到海洋酸化的影响。生活在沉积层或近沉积层的底栖硅藻的趋光运动和避光运动收日进程时间影响,和对照相比,海洋酸化对这种运动产生了明显的影响。

产地:澳大利亚