“梦想”号是中国首艘自主研制的大洋钻探船，总重约33000吨，总长179.8米、型宽32.8米，续航力15000海里，自持力120天，具备全球海域无限航区作业能力和海域11000米的钻探能力，是深海探测的“国之重器”。作为世界上最先进的大洋钻探船，“梦想”号建有全球面积最大、功能最全的船载实验室，所搭载的各类仪器设备为探索地球科学提供了重要的装备与技术支撑。我司提供的OceanPack走航观测系统也位列其中，目前已成功部署于该船的海洋科学实验室中，成为“梦想”号重要的仪器设备之一。OceanPack走航观测系统是一套具有高度集成度的一体化系统，由德国SubCtech公司制造，能够实现对表层海水中的基础水文参数、营养盐、溶解气体及大气中多种要素的测量。借助实时、连续的监测方式，OceanPack能够在广阔水域收集大量数据。设备支持的无人值守和远端监测，可以显著提高数据获取效率。OceanPack走航观测系统可以选择大量传感器，实现对温度、盐度、pH、浊度、叶绿素、溶解氧、营养盐、CO2、CH4等参数的同步测量，所集成的传感器均受业界广泛认可。系统可以拓展各类功能模块，拓展后能够实现自动校准调零、自动清洁、进水控制等功能。搭配船载系统，还可以满足GPS接入、监测报警、数据信息化等要求。碳循环是当今科学研究的热点问题。OceanPack走航观测系统将世界上先进的温室气体分析仪MK-7集成于系统内部，以便更精确地监测和分析海洋中的碳排放情况。通过船载的表层水和空气采集系统及设备内部的硅胶膜平衡装置，OceanPack能够迅速建立起检测模块中的液气平衡。检测模块采用LOS GATOS激光光谱法，对CO2、CH4、H2O浓度进行精确检测并输出信号。该方法的检测过程耗时短、响应快，且获得的数据更加平滑和准确。表层海水走航观测系统是现代海洋科学研究不可或缺的工具，其监测结果为众多海洋研究提供了宝贵的基础信息，对于保护海洋生态环境、合理开发海洋资源等方面都具有重要的指导意义。向海图强，既需要先进的科考利器，又需要专业的技术装备。以“梦想”号为重要平台，构建海洋观测体系，为人类认识、保护、开发海洋提供技术装备保障，既是国之大计，亦是青岛水德科技有限公司的光荣使命。相关产品链接：德国SubCtech公司 走航式海洋表层多要素测量系统

日前，自然资源部第二海洋研究所专家通过调查研究，首次揭示了寡营养海区海流流经海山地形时，驱动海山下游真光层内形成高生物量，高强度浮游动物昼夜迁移及其驱动的高效有机质输出过程，为认识海山生态系统的形成机制提供了新的认识。法国HYDROPTIC公司的UVP水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统在此研究中发挥了重要作用。 研究背景 全球有近一半的海山分布在寡营养的“海洋荒漠”区，它们孕育着丰富的渔业资源和底栖生物，为众多物种提供了栖息场所，是海洋中的“生态绿洲”。虽然海山的重要性已从不同方面得到充分认识，但海山“生态绿洲”形成的潜在机制，特别是其营养来源却仍然不确定，并受到相当大的争论。 传统的海山增产理论指出，海山区复杂的水动力过程会促进真光层内营养盐的供给和初级生产响应，即“海山效应”。但这一过程中产生的有机质能否沿食物链传递至更高营养级，以及是否为深层生态系统提供了能量和物质来源却仍不清楚。为了揭示海山“生态绿洲”的形成机制，了解地形影响下海山“生态绿洲”颗粒性有机物的产生过程和沿流输出路径的动态变化显得至关重要。 针对上述问题，海洋二所的研究团队聚焦于流场-地形-上层初级生产和有机质输出这一主线，对海山上层的生物地球化学过程开展了多学科综合调查与研究。 研究方法 此次调查于2021年9月14日至24日，在南海盆地中部的宪北海山（图1）展开。 图1 宪北海山的地理位置和地形 综合野外观测过程中，研究团队利用自主集成的多参数生化剖面仪对调查地点进行数据采集和观测。其中搭载的UVP水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统（法国，HYDROPTIC品牌，图2）在水下原位获取了桡足类浮游动物的生物量和颗粒有机碳（POC）输出通量的时空变化特征，为理解该海山区域生态系统的能量流动和生物地球化学循环提供了重要数据。 图2 最新版水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统（UVP6-HF） 研究结果 研究结果显示，海山下游流场、地形和生态的耦合作用创造了一条有机质从生产到输出的高效通道，即浮游动物昼夜迁移摄食介导的“主动输出环”，而这些持续快速输出的有机质可能为深层生态系统的新鲜食物来源（图3）。 图3 海山-流场作用下，浮游动物驱动的颗粒有机碳“主动输出环”概念图 该研究将这一结果拓展到北太平洋副热带流涡区（North Pacific Subtropical Gyre, NPSG），估算海山对有机碳输出的贡献。结果显示，虽然浅海山（<208米）仅占NPSG海域面积的0.74%，却贡献了该海域2.1~3.8%的有机质输出通量（图4）。进一步强调了海山在寡营养海域具有更高的生物泵输出效率，在海洋生物连通性、渔业资源等方面发挥着不可替代的作用。 图4 NPSG海山分布及峰顶高度分布图 研究结论 在本研究中，海洋二所的专家首次揭密了寡营养区海山生态绿洲的形成机制，UVP在此过程中提供了重要数据。 未来，随着技术的不断进步和应用的深化，UVP系统有望在更多海洋科学领域发挥重要作用，促进人类对海洋的深入探索和认知。 文章信息 1.Wang X, Li H, Zhang J, et al. Seamounts generate efficient active transport loops to nourish the twilight ecosystem[J]. Science Advances, 2024, 10(26): eadk6833. 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

2023年11月，日本北海道大学的专家Shino Kumagai基于ZooSCAN浮游动物图像扫描分析的研究方法，对2017年和2018年的北白令海浮游动物群落结构和粒径组成进行了调查，并对两个年份的结果进行了比较，以评估北白令海海冰减少对浮游动物粒径组成的影响。 研究背景 白令海北部位于浅海陆架上，由于其受到不同水团的影响，导致海域内不同地区的生物量和营养水平也有着较大的变化。近年来的卫星观测记录值显示，白令海北部季节性冰盖的持续时间和面积均出现减少的现象，并在2018年冬天达到了历史最低点。海冰范围的减少导致了早期海冰融化，并影响了生态系统内的几个营养级，出现了如浮游植物繁殖延迟，鱼类种群向北转移，海鸟数量减少等现象。 浮游动物粒径的大小反映了其营养水平，而鱼类也会根据浮游动物的粒径选择猎物，因此，确定浮游动物的粒径组成不仅对评估生态系统结构很重要，而且对确定其作为更高营养级食物资源的潜力也很重要。 Shino Kumagai在本实验中，利用ZooSCAN对白令海浮游动物群落结构和粒径组成进行了调查、比较，以评估海冰减少对浮游动物粒径组成以及捕食者-猎物的相互作用的影响。 研究方法 浮游动物采样于2017年7月11-22日和2018年7月2-12日期间进行；采样地点位于白令海北部（62°10′- 66°44′N，166°30′- 174°05′W；图1）；采样水层为海底上方5m（22 - 71m）至水表。 图1 白令海北部采样站位，彩色箭头表示该地区的主要洋流 采集到的浮游动物样品在实验室内用浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN（图2）进行分析。用其自带的软件Zooprocess对浮游动物个体的形态学信息进行测量，计算出浮游动物的椭圆体积（Volume，mm3）、等效球直径（ESD，μm）及生物体积（Biovolume：mm3m-2）等，并使用Ecotaxa浮游生物大数据共享平台（图3）对浮游动物进行识别和分类。此外，基于生物体积对浮游动物群落进行了聚类分析；基于粒径组成进行NBSS分析。 图2 浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN 图3 Ecotaxa浮游生物大数据共享平台 研究结果 基于所有浮游动物类群生物体积的聚类分析结果显示，浮游动物群落可分为Y2017N、Y2017S、Y2018三个类群，相似性分别为62%和65%（图4A）。其中，Y2017N组的特点是生物量低，产量低；Y2017S组的特点是生物量高，产量高，该类群主要由Calanus属生物组成；Y2018组的特点是生物量低，但产量高，该类群主要由小型桡足类和双壳类组成。 图4 A.基于浮游动物生物量的聚类分析结果；B.三大类群的水平分布；C.每个类群的总生物量和物种组成 对三个类群进行基于粒径组成的NBSS分析。结果表明，Y2018的斜率（-0.8241）显著大于Y2017N和Y2017S的斜率（分别为-0.6843和-0.7464，图5），而NBSS的截距在各组之间没有显著差异。各组之间的物种组成不同。 NBSS的结果表明，2017年的次级生产力最高，存在捕食者和猎物的相互作用，表明该地区为鱼类幼体提供了大量的食物。相反，小型桡足类和双壳类幼虫在2018年的数量较多，这可能与海冰减少有关。 图5 三大类群的物种组成、生物量分布以及NBSS线 研究结论 ZooSCAN在评估北白令海浮游动物粒径组成、生物量以及捕食者和猎物的相互作用方面发挥了重要作用。 海冰减少对北白令海的浮游动物群落产生了深远影响。了解这些变化可以帮助预测该地区的生态状况和生物生产力的变化，并为未来的渔业管理提供指导。 相关文章 1. Kumagai S, Matsuno K, Yamaguchi A. Zooplankton size composition and production just after drastic ice coverage changes in the northern Bering Sea assessed via ZooScan[J]. Frontiers in Marine Science, 2023. 相关产品链接： 法国HYDROPTIC公司 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统

德国AWI实验室的科学家Astrid Cornils使用ZooSCAN，成功地对先前保存的浮游动物旧样品进行了重新分析，并详细比较了浮游动物显微镜计数方法和图像分析方法（ZooSCAN）结果的异同，致力于将两种浮游动物分析方法相结合，用于海洋浮游动物长期监测。 研究背景 浮游动物，特别是桡足类浮游动物，是初级生产和更高营养水平之间的连接枢纽。浮游动物对碳的循环和输出也至关重要。近年来，北极的海洋生态系统受到气候变化的严重威胁，海冰厚度和覆盖范围不断缩小；此外，在过去几十年里，大西洋暖水的流入有所增加，已经改变了北冰洋部分海区的浮游动物群落，北冰洋的远洋浮游生态系统受到了严重威胁。 在未来的北极，结合环境变量，对浮游动物种群动态进行评估是预测生态系统过程和功能的关键。因此，对浮游动物样品加速分类鉴定，快速获取生物量和粒径数据以供建模是至关重要的。 研究方法 采样于2011年6月29日至2011年7月10日进行。采样地点位于弗拉姆海峡（图1）。使用浮游生物连续采样网MultiNet（Midi型，HYDRO-BIOS，德国图2）采集浮游动物样品，采样水深分别为1500-1000-500-200-50-0 m。 图1 采样站位图 采集到的浮游动物样品于2011年10月到2012年3月进行了显微镜分析，并于2019年使用浮游动物图像扫描分析系统（ZooSCAN，图3）对存档样品进行了重新分析，并将两种分析方法得到的结果进行了详细比较。 图2 浮游生物连续采样网MultiNet 图3 浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN 研究结果 1. 浮游动物分类组成和总丰度 通过显微镜和ZooSCAN图像分析方法获得的浮游动物分类组成和总丰度的结果相似。显微镜方法共鉴定出43个浮游动物类群，ZooSCAN图像分析方法共鉴定出41个浮游动物类群（表1）。两种方法中，桡足类均为最丰富的类群。非桡足类占浮游动物总丰度的10%以下（ZooSCAN：平均3.3%；显微镜：平均3.5%）。两种分析方法也得到了相似的浮游动物分布模式，总丰度总是在0-50米范围内最高，而随着深度的增加，所有站点的中型浮游动物丰度都显著减少（图4）。 值得一提的是，在本实验中，由于显微镜方法分析时，分析人员具备的分类学专业知识还不够全面，导致三种浮游多毛类物种未被鉴定出来。而此次ZooSCAN成像方法再分析，在原来的样品中又鉴定出了此前未经发现，只出现过一到两次的桡足类物种，这表明ZooSCAN图像分析方法，也更容易检测出稀有物种。 表1 通过ZooSCAN和显微镜方法鉴定的浮游动物类群。 图4 主要浮游动物类群的相对丰度， A. ZooSCAN图像分析方法；B.显微镜方法；C.两种方法中浮游动物的总丰度（ind m-3） 2. ZooSCAN和显微镜之间的丰度比较 ZooSCAN图像分析方法和显微镜计数方法得出的6个站点的浮游动物总丰度呈显著相关关系（R2= 0.94，p > 0.0001；图5）。这两种方法得到的丰度比值在浮游动物总数、数量丰富的Calanidae和Oithonidae科以及数量较少的Metridididae科中都接近1:1。 ZooSCAN图像分析方法可以确定很多大型桡足类的发育阶段，如Calanus，Metridia，Paraeuchaeta，Heterorhabdus，Scaphocalanus和Aetideidae。在小型桡足类动物中，如Microcalanus、Spinocalanus和Pseudocalanus，能够在图像上识别雌性和雄性。 图5 两种分析方法关于样品丰度的相关关系。 黑色线表示1:1比例；蓝色线表示显著关系 3. NBSS 对所有水层（0-50-200-500-1000-1500m）的浮游动物标准化粒径谱（NBSS）进行了归一化处理。在所有样品中，小型浮游生物占主导地位。表层水（0-50m）NBSS斜率的陡峭度在各个站点之间差异很大，而在1000-1500m的水层中，斜率较为一致，介于0.51和0.69之间。 研究结论 Astrid的研究表明，在对北极生态系统中浮游动物的样品进行分析时，ZooSCAN图像分析方法可以是显微镜方法的很好替代。两者在浮游动物分类组成、总丰度以及大型关键物种的种群结构分析中具有一致性。这种一致性可以将历史（显微镜）数据与ZooSCAN图像分析数据相结合，用于长期监测。 相关文献 1. Cornils A, Thomisch K, Hase J, et al. Testing the usefulness of optical data for zooplankton long‐term monitoring: Taxonomic composition, abundance, biomass, and size spectra from ZooScan image analysis[J]. Limnology and Oceanography: Methods, 2022, 20(7): 428-450. 相关产品链接： 法国HYDROPTIC公司 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统

2023年11月24-27日，青岛水德科技有限公司（以下简称“水德”）总经理张国豪先生带领公司小伙伴们开启了为期四天的西安团建活动。 此次团建之旅，一方面，意在通过实地参观，让大家直观且深入了解我国的历史文化，另一方面，也希望在一年结束之际，能通过旅行的方式让大家放松心情、增进团队伙伴之间的沟通交流，携手共赴新的一年。 水德小伙伴们在小雁塔前合影 11月24日，小伙伴们在抵达咸阳机场后，便马不停蹄地前往第一站：小雁塔。这座位于西安市南郊的佛塔，本名"荐福寺塔"，建于唐中宗景龙年间，是为了存放唐代高僧义净从天竺带回来的佛教经卷、佛图等而建。大家在此领略了古代佛教文化的韵味，感受到了古人的智慧。随后，大家参观了西安博物馆，馆内珍贵丰富的文物及其历史背景让大家对西安的历史有了更加直观的认识。 小雁塔 水德小伙伴们在西安博物馆前合影 西安博物馆馆藏展品 钟楼夜景 11月25日，大家一早便乘车出发，先是来到了中华民族的始祖黄帝的陵墓，了解了关于黄帝的传说和历史，增强了民族自豪感。紧接着，大家乘车前往壶口瀑布。壶口瀑布是黄河中游流经晋陕大峡谷时形成的一个天然瀑布，是中国第二大瀑布，也是世界上最大的黄色瀑布。黄河从上游流经晋陕峡谷，河面由数百米骤然收缩至50余米，倾泻在落差只有30多米的石槽中，形成巨大的瀑布群，形似茶壶注水，形成著名的“壶口”景观。冬日的壶口瀑布水量较夏日虽然有所减少，但惊天动地的涛声依旧，瑰丽壮观的瀑布景象让大家感叹大自然的神奇力量。 水德小伙伴们在黄河壶口瀑布合影 水德小伙伴在黄河壶口瀑布拍照留念 黄河壶口瀑布 11月26日，大家参观了被誉为“世界第八大奇迹”的兵马俑。这些两千多年前的陶俑，展示了秦朝雄厚的国力以及高超的雕塑技艺。下午大家身着汉服，打卡大唐不夜城，穿梭在灯火璀璨的街道，宛如置身大唐盛世，令人流连忘返。 水德小伙伴们在秦始皇兵马俑博物馆前合影 大唐不夜城 大家身着汉服穿梭在大唐不夜城的街道 11月27日，此次旅行的最后一站是大雁塔与大慈恩寺。大慈恩寺是太子李治为其母文德皇后追荐冥福，特建立慈恩寺；而大雁塔则是玄奘法师为供奉从印度带回的佛像、舍利和梵文经典而建造的一座砖塔，具有重要历史价值。大家在此更是感受到了古代佛教文化的庄严肃穆。 大雁塔 此次西安团建活动，让水德的小伙伴们在紧张的工作之余，有机会深入了解我国的历史文化，丰富了精神生活，增强了团队凝聚力。相信在今后的工作中，水德的小伙伴们将以更加饱满的热情继续投入到工作中，为中国海洋科技事业贡献自己的力量！

近年，中国科学院海洋研究所的代鲁平博士，借助浮游动物图像扫描分析系统（ZooSCAN），并结合浮游动物标准化生物量谱方法，研究了我国黄海和东海海域上层至深层（3000m）浮游动物群落结构的时空变化，旨在为从中国近海浮游动物群落结构大尺度的变化研究提供基础数据。 研究背景 浮游动物是海洋生态系统中重要的次级生产者，在海洋生态系统中起着承上启下的重要作用。浮游动物是初级生产向高营养层次传递的枢纽，其种群和数量变动会通过食物网的作用引起更低营养级和更高营养级的数量变动和种类组成。同时，浮游动物在海洋生物地球化学循环中起着重要作用。 中国海具有复杂的海洋生态环境。其中，黄海受黄海冷水团、沿岸流和黄海暖流的影响，生物多样性较高。东海由于受到黑潮暖流、台湾暖流等水系的影响，海洋生物区系以亚热带成分占优势。在不同水系和地形变化的共同影响和作用下，形成了我国海洋生态环境的多样性，造就了浮游动物多样性的格局。 代博士基于ZooSCAN图像分析技术，针对中型浮游生物网网采样品，对黄、东海秋季的浮游动物群落结构进行了研究，以期为我国黄、东海浮游动物群落结构的评估奠定方法基础。 研究过程 于2014年10月至11月在黄海海域（121.0°-125.0°E，31.0°-38.8°N）和东海海域（120.2°-125.1°E，25.5°-30.0°N）进行海洋上层浮游动物采样与调查，共设置44个海洋生物调查站位（图1）。在每个采样站位，用标准的中型浮游生物网进行垂直拖网采样。 图1 研究区域和调查站位分布图 在实验室中，采用浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN扫描采集到的浮游动物样品，并通过Zooprocess软件对图像进行标准化程序处理，进而进行样品的种类鉴定、计数和体积生物量测定。根据浮游动物个体体积和平均丰度，获得浮游动物标准化生物量谱。 图2 浮游动物图像扫描分析系统ZooSCAN 研究结果 1. 浮游动物的丰度和体积生物量 调查海区浮游动物丰度的变化范围为571.4—65995.1 ind. m-3，平均为6988.0 ± 11008.1 ind. m-3，低值区出现在南黄海外海海域，高值区出现在东海南部海域，呈现南高北低的变化趋势。 浮游动物体积生物量的变化范围为62.7—13050.2 mm3m-3，平均为1468.3 ± 2364.8 mm3m-3，低值区出现在南黄海近岸海域，高值区出现在东海近岸海域，亦呈现南高北低的变化趋势。 图3 黄、东海浮游动物丰度和体积生物量的水平分布 2. 浮游动物类群组成 根据ZooScan的结果，调查海区鉴定的浮游动物共计17个类群，包括桡足类、磷虾类、毛颚类、水母类、被囊类、介形类、端足类、腹足类、多毛类、仔稚鱼、无节幼体、夜光虫、枝角类、有孔虫、放射虫、鱼卵类和其它浮游动物等。在丰度方面，桡足类、夜光虫和被囊类是三大优势类群，其对丰度的贡献率分别为64.8%，18.8%和7.4%。在体积生物量方面，桡足类对总体积生物量的贡献率最高，为26.1%；水母类次之，其贡献率为21.6%；毛颚类和被囊类的贡献率相当，分别为18.5%和17.2%；夜光虫的贡献率为7.3%，高于其他类群（图4）。 图4 黄、东海浮游动物主要类群组成 3. 浮游动物标准化生物量谱 本研究中的标准化生物量谱共包括17个粒径级，其中最小粒径级为-7（log2mm3ind.-1），对应于ESD为246μm的个体，最大粒径级为8（log2mm3ind.-1），相当于ESD为7878μm的个体（图5）。 图5 黄、东海浮游动物的平均标准化生物量谱 标准化生物量谱斜率的变化范围为-1.44—-0.36，最小值出现在南黄海近岸海域，最大值出现在南黄海外海海域。截距的变化范围为2.25—10.04，呈现南高北低的特点，东海海域的截距高于黄海海域（图6）。 图6 黄、东海浮游动物标准化生物量谱斜率和截距的水平分布 研究结论 小型浮游动物在我国黄、东海海洋生态系统中具有重要的生态学地位。开展对中型浮游生物网样品的研究有利于更全面地认识黄、东海浮游动物群落结构的特征，为我国近海浮游动物的研究提供更为全面的基础数据。 相关文章 1. 代鲁平.基于图像分析技术的浮游动物群落结构研究[D].中国科学院大学（中国科学院海洋研究所），2016. 相关产品链接： 法国HYDROPTIC公司 ZooSCAN浮游动物图像扫描分析系统