守護藍色糧倉：浮游生物圖像分析儀在水環境監測中的應用

閱讀：113 發布時間：2026-8-4

　　廣闊江河、湖泊與近海水域共同構筑起支撐水產養殖、漁業發展的藍色糧倉，維系水域生態平衡、保障水產資源可持續產出，離不開對水體微觀生命的常態化監測。浮游生物作為水域食物鏈底層基礎生物，既是魚蝦貝類幼體的天然餌料，也是反映水環境變化的直觀生物指標，水體營養鹽累積、污染物輸入、水文條件波動，都會快速改變浮游生物的種群組成、個體數量與形態特征。依托自動化成像分析設備開展浮游生物監測，能夠降低傳統人工鏡檢的時間成本，為水域生態管護、養殖風險防控提供連續、詳實的數據支撐。

　　一、浮游生物監測是守護藍色糧倉的基礎抓手

　　浮游植物通過光合作用完成水體初級生產力供給，浮游動物承接藻類、有機碎屑，向上傳遞能量至經濟水產，二者共同決定水域餌料供給能力，直接影響水產養殖產量與品質。同時，浮游生物對水環境擾動敏感度較高，當水體氮磷營養鹽持續富集時，藍藻、甲藻等有害藻類會快速增殖，誘發水華、赤潮災害，造成水體溶氧量下降，引發養殖生物大規模死亡，帶來養殖經濟損失；外源污染物排入水體后，耐受度弱的浮游物種數量衰減，耐污類群逐步占據優勢，群落結構的改變可以直觀反映水體污染程度。

　　在水產養殖區、飲用水源地、近海漁業保護區、內陸湖泊濕地等不同水域，持續追蹤浮游生物群落動態，能夠實現兩方面實用價值。其一，提前捕捉有害藻類增殖信號，在水華、赤潮形成規模前推送預警信息，便于管護人員及時開展水質調控、養殖隔離操作；其二，通過浮游生物多樣性、豐度數據評估水域生態承載力，合理規劃養殖投放密度，避免過度養殖造成水體自凈能力透支，穩固藍色糧倉的生產根基。

　　傳統浮游生物檢測依賴人工取樣、固定、顯微鏡逐幀觀察、人工分類計數，整套流程耗時較長，且物種識別精度受操作人員經驗影響，難以滿足大范圍、高頻次水域監測需求。自動化浮游生物圖像分析儀的普及，補了快速批量樣本檢測的技術缺口，讓大面積水域浮游生物常態化監測具備落地條件。

　　二、FlowCam 8000浮游生物圖像分析儀的設備技術特點

　　橫河電機推出的FlowCam 8000浮游生物圖像分析儀融合數字成像、流動細胞檢測與顯微觀測三類技術思路，適配淡水、海水多種水體樣本的微觀顆粒與浮游生物檢測工作。

　　（一）寬量程樣本成像能力

　　設備可識別尺寸區間在2μm至1mm之間的各類水體不溶性微粒，覆蓋絕大多數常見浮游藻類、原生動物、小型浮游甲殼類，同時也能同步捕獲水體礦物顆粒、有機碎屑、微塑料等雜質圖像。儀器搭載多檔可切換物鏡，搭配自動對焦功能，可根據樣本生物體型調整放大倍率，輸出細節完整的微觀影像，單批次樣本能夠完成上萬顆粒的同步計數與圖像采集，縮短單份水樣的處理周期。

　　（二）熒光識別輔助物種區分

　　設備搭載多通道熒光檢測模塊，提供488nm、532nm、633nm三類激發光源，搭配雙通道熒光信號采集功能。不同浮游生物體內光合色素、細胞結構會產生差異化熒光信號，借助熒光成像可以區分形態相近的藻類物種，辨別活體細胞與藻類殘骸，提升有害藻種識別的區分度，適用于富營養化水體、近海赤潮高發區域的樣本分析。

　　（三）配套軟件實現多維形態解析

　　設備配套專屬VisualSpreadsheet圖像分析軟件，可自動提取樣本內顆粒、浮游生物四十余項形態特征，包含等效直徑、輪廓、表面積、紋理等數據，依托影像與形態參數完成生物分類統計。軟件可存儲全部原始顯微圖像與對應檢測數據，方便研究人員回溯復核樣本，數據存儲格式適配水域生態數據庫搭建，便于長期監測數據對比分析。

　　從應用適配場景來看，該設備既可以用于實驗室定點水樣檢測，也可適配科考船舶移動監測，在城市供水水質檢測、水產養殖生態調研、近海浮游生物資源普查、湖泊濕地生態評估等場景均可投入使用，已有多地水環境、水產科研機構將其用于浮游生物長期觀測工作。

　　三、浮游生物圖像分析儀在水環境監測、藍色糧倉管護中的落地應用

　　（一）養殖水域有害藻華早期預警

　　近海海水養殖塘、內陸淡水魚塘、水庫網箱養殖區是藍藻、甲藻、硅藻異常增殖的高發區域。利用FlowCam 8000對養殖水體定期取樣檢測，設備快速識別水體中有害藻類種類與實時密度，當目標藻種數量持續上升時，管護人員可結合數據提前開展增氧、水體稀釋、生物控藻等措施，降低赤潮、水華對魚蝦、貝類的危害。相較于人工鏡檢，自動化成像分析可以同步區分有毒藻種與普通餌料藻類，精準判斷風險等級，減少誤判帶來的防控資源浪費。

　　（二）水域餌料資源評估，優化漁業生產規劃

　　水域浮游生物總量、群落結構代表天然餌料儲備水平。漁業管理部門、水產科研單位通過儀器完成大范圍水域樣本批量檢測，統計不同區域浮游動植物豐度、優勢物種類型，以此判斷水域天然餌料供給能力。基于監測數據調整魚苗投放品種、養殖規模，在餌料豐富區域適度擴大養殖，在生物多樣性偏低區域減少養殖負載，兼顧漁業產出與水域生態穩定，實現藍色糧倉可持續利用。

　　（三）流域水環境生態健康評價

　　河流、湖泊、近海保護區水環境考核中，浮游生物群落指標是生態評價核心指標之一。借助浮游生物圖像分析儀批量處理流域多點水樣，自動輸出物種豐富度、各類群占比、生物量等量化數據，結合水體理化指標綜合判斷水體健康狀態。對于生態修復工程，可定期采集水樣檢測浮游生物變化，追蹤修復措施實施后浮游生物群落恢復進度，為底泥治理、生態緩沖帶建設等工程調整提供數據依據。

　　（四）城市水源地水質安全管護

　　城鄉飲用水水源水庫、河道水源易受面源污染影響滋生異味藻類，部分藻類代謝產物會提升水處理難度。儀器可快速捕捉致嗅藻類細胞影像并統計濃度，供水單位根據監測結果優化水廠預處理工藝，提前投放適配處理藥劑，降低藻類對供水水質的干擾，同時通過長期監測溯源營養鹽輸入區域，從源頭管控水體污染，兼顧居民用水安全與周邊水產種養平衡。

　　四、自動化成像監測技術對藍色糧倉保護的長遠價值

　　傳統浮游生物監測模式受人力、時間限制，難以形成連續、大范圍的數據鏈條，無法完整呈現水域浮游生物隨季節、水文、養殖活動的變化規律。浮游生物圖像分析儀將樣本處理、成像、數據統計自動化，降低監測工作人力門檻，推動浮游生物監測從階段性抽查轉向常態化、網格化觀測。

　　長期積累的浮游生物監測數據庫，能夠清晰展現不同水域生態演變趨勢，為漁業資源保護法規制定、流域污染管控方案、水產養殖行業規范提供客觀依據。依托微觀生物影像數據，科研人員也可持續開展浮游生物與水產生長、水體富營養化關聯研究，不斷改善水域生態管護技術方案。

　　守護藍色糧倉，本質是維系水域微觀到宏觀完整的生態鏈條。以浮游生物圖像分析儀為代表的自動化監測設備，打通微觀生物觀測的數據通道，讓水體生態變化可量化、可追溯，幫助從業者與管理部門精準平衡水產生產與水生態保護，持續維護江河湖海這份珍貴的藍色資源。

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