AutoSTAF 初級生產(chǎn)力測量儀

簡介

AutoSTAF是一款基于STAF系統(tǒng)的可部署型原位熒光儀，由CTG公司研發(fā)，適用于浮游植物初級生產(chǎn)力的現(xiàn)場評估。該設備具備高靈敏度和寬動態(tài)范圍，支持七波段激發(fā)和雙波段熒光測量，能夠?qū)崿F(xiàn)自動包裹效應校正。AutoSTAF能夠在深達600米的環(huán)境下工作，適配多種平臺部署，包括系泊和大型AUV等，提供高時空分辨率的初級生產(chǎn)力測量，適用于碳循環(huán)、氣候變化研究及生態(tài)監(jiān)測等領域。

AutoSTAF 單周轉(zhuǎn)活性原位熒光儀

——基于STAF系統(tǒng)，可部署為現(xiàn)場原位初級生產(chǎn)力測量

產(chǎn)品介紹

    單周轉(zhuǎn)活性熒光測定法 (STAF) 作為一種非侵入性評估浮游植物光合作用的方法，已經(jīng)被廣泛應用。

AutoSTAF是CTG公司現(xiàn)有LabSTAF系統(tǒng)的可部署版本，包含全自動光譜分析、雙波段包裹效應校正和熒光曲線(FLCs)。這些特性的結(jié)合使得AutoSTAF非常適合于初級生產(chǎn)力的現(xiàn)場評估。

CTG公司的AutoSTAF結(jié)合了無倫比的靈敏度和廣泛的動態(tài)范圍，允許在端貧營養(yǎng)水域，開闊的海洋，沿海水域和湖泊進行測量。突破性的部署系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)使得AutoSTAF可用于監(jiān)測從水下平臺至深達600m的浮游植物初級生產(chǎn)力。

AutoSTAF和可部署控制單元(DCU)的結(jié)合提供了一個緊湊、堅固的系統(tǒng)，可部署在系泊處和其他水下平臺上。為了將每單位體積、每單位時間的PSII光化學定量評價相關的誤差最小化，我們特別加入了一些特性。包括用于光譜評估的七個激發(fā)波段和用于包裹效應校正的雙波段熒光測量。伴隨著運行FLCs的能力和自動協(xié)議調(diào)整，這些特性極大地增加了AutoSTAF對初級生產(chǎn)力評估的價值。

產(chǎn)品特征

• 利用新的STAF技術對水中浮游植物光合作用進行評估

• 無倫比的靈敏度，可用于端貧營養(yǎng)水的測量

• 全自動系統(tǒng)包括可選的光譜PAR (SPAR) 傳感器，用于環(huán)境光評估

• 寬動態(tài)范圍，在開闊的海洋和湖泊均可提供可靠的測量

• 與衛(wèi)星數(shù)據(jù)相比，大大提高了準確性

• 與14C-固定測量相比，大大提高了空間和時間分辨率

• 使用7個激發(fā)波長高級光譜評估

• 使用雙波段熒光測量校正包裹效應

• 可在各種平臺上部署深達600m

產(chǎn)品應用

• 測量單位體積PSII光化學通量(JVPII)，以在高空間和時間尺度上提供初級生產(chǎn)力的上限

• 碳循環(huán)的評估

• 水生生物化學與生態(tài)學分析

• 核實衛(wèi)星數(shù)據(jù)

• 氣候變化研究和模擬

• 監(jiān)測藻華的發(fā)展及群落結(jié)構(gòu)

• 生態(tài)監(jiān)測以管理集水區(qū)

• 識別并減輕影響集水區(qū)水質(zhì)的來源

方法介紹

目前測量方法

測量初級生產(chǎn)力的傳統(tǒng)方法涉及到數(shù)據(jù)的準確性和時間和空間分辨率之間的妥協(xié)。

• 衛(wèi)星遙感方法是相對廣泛的大規(guī)模方法，但其產(chǎn)生較大的誤差，需要驗證，并且不能探測地表以下。

• 傳統(tǒng)方法，如14C固定法是緩慢、昂貴的基于實驗室的方法，需要放射性同位素的處理和訓練規(guī)程。

CTG解決方法

AutoSTAF基于CTG公司的LabSTAF實驗室儀器，實現(xiàn)了現(xiàn)場自動化分析。AutoSTAF和可部署控制單元DCU的結(jié)合為以往僅限于實驗室環(huán)境的測量系統(tǒng)提供了一個可部署的平臺。

• 利用全新技術監(jiān)測浮游植物初級生產(chǎn)力

• 可部署深達600m

• 理想用于系泊處，大型AUVs和類似設備

• 無倫比的靈敏度允許在端貧營養(yǎng)水的測量

• 全自動采集，連續(xù)測量

• 寬廣的動態(tài)范圍為開闊的海洋和湖泊提供可靠的測量

• 高級校正:七波段激發(fā)波長，雙熒光波段測量和基線校正

技術特點

• 結(jié)合吸收法用于評估每單位體積、每單位時間的光合作用和初級生產(chǎn)力(Oxborough et al. 2012)

• 七個測量波段，允許基于可變熒光(FV)的常規(guī)光譜校正

• 基于Fv和基于σPII-的光譜數(shù)據(jù)的比較提供了有價值的關于群落結(jié)構(gòu)的定性信息

• 用于自動包裹效果校正的雙窄波段熒光測量(Boatman et al. 2019)

• 用于測量弛豫相動力學的雙單周轉(zhuǎn)脈沖法

• 全光譜藍光增強的光化光照明提供＞1600μmol photons m-2 s-1

• 循環(huán)樣品室水套，避免與所有光路相交

• 基于14C的光合產(chǎn)物測量潛在替代法

為什么要使用單周轉(zhuǎn)活性熒光法( STAF )?

在過去的二十多年中，STAF的應用底改變了我們對海洋系統(tǒng)中浮游植物生理學的一般理解，并且隨著最近的技術和理論發(fā)展，STAF已被認為是一種非侵入式原位測量浮游植物初級生產(chǎn)力的使能技術。

光系統(tǒng)II ( PSII )的光化學是PhytoPP的最終能量來源。STAF可以用來測定單位體積PSII光化學通量( JVpII )。這個參數(shù)與PSII的放氧有很強的相關性，為PhytoPP提供了一個上限。

AutoSTAF可以在更廣的時空尺度上使用，既可以用于14C固定，也可以用于O2演化，而且可以在更低的生物量上使用。

• 可部署到600m

• 全自動化系統(tǒng)包括控制單元和光譜PAR傳感器

• 適合部署在系泊、大型AUV和類似平臺上

技術參數(shù)

功耗

140 ~ 400 mA, 24 V, 3.4 ~ 9.7 W

激發(fā)波長

452, 472, 505, 417, 534, 594, 622 nm

光化光光源

在12 bit分辨率下，準直輸出10 ~ 2000μmol photons m-2 s-1

檢出限

可檢測出相當于0.001mg m-3葉綠素a濃度的Fv

最大深度

600m