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FastOcean研究光合作用在海洋环境中的作用

发布人:phpcms 来源: 发布时间:2016-08-29 11:55:06

光合作用是地球上最为重要的光化学过程。在海洋中非常重要的一群光合生物是微小的藻类,也就是通常所说的浮游植物。他们利用太阳能,产生我们呼吸必须的 O2 并将 CO2 转化为有机碳化合物用来维持生长。对浮游生物的消耗构成了整个海洋的生物网。并非所有浮游植物产生的有机碳都被食物网消耗了,其中一部分将沉入海洋内部或海床,并可保存长达数千年。这种向深海的碳输入大致与人为活动每年向大气中排放的碳相当。因此,浮游植物不仅在海洋食物网中起到重要作用,同时对于因化石燃料燃烧排放到空气中 CO2 的吸收也是至关重要的。

为了了解人为活动和全球气候变化如何影响海洋环境,我们必须了解浮游植物和光合作用所起到的作用。在过去的4年里,Evelyn Lawrenz 博士和她的同事一直使用 FRR 荧光仪(快速重复率荧光仪)来进行光合作用和初级生产力的测量。传统的检测方法为测量氧气的产量或追踪二氧化碳的消耗。这两种方法均需要进行含有浮游植物水样的采集,样品装入采样瓶,这样就使其远离了真实的自然环境,同时也是非常费时的,极大地限制了一个人可以在一天内完成的测量次数。而 FRR 荧光仪可提供实时快速的光合作用测量,而且仪器也直接放入水中,例如,通过一根线缆垂直下放入海或放在浮标和船体上进行长期监测。这种监测模式可提供很好的时间、空间解决方法,科研人员将不再需要进行瓶装采样而有更多的精力对广袤的海洋进行更多的监测。

在叶绿素荧光监测方面,FRR 技术提供了光合作用电子传递链中电子传递的估算方法。然而,许多生态学家和海洋学家需要的是以碳为单位的光合作用效率,这样他们就可以追踪空气中 CO2 通过食物网进入深海的量。因此,我们需要将电子传递效率转化为碳固定效率。使用 FastOcean FRR 荧光计联合 FastAct 系统,Evelyn Lawrenz 博士平行测量了电子传递效率和碳固定量来获得校正系数,从而可以将 FRR 所得的电子传递效率转化为具有生态学意义的碳固定效率。然而,这个校正系数并不是固定的,它取决于环境状况,碳固定和荧光值也会变化。

Evelyn Lawrenz 博士和她的同事使用 FastOcean FRR 荧光计来研究培养浮游植物和现场浮游植物的校正系数变化。对于实验室培养样品,他们研究了单个物种对不同环境条件(如光和营养盐变化)的反应,来研究单个应激源或两种结合。此类实验室研究可以帮助科研人员更好地了解不同实验中潜在得生理过程,其中存在的差异并最终确定校正系数。