基于叶绿素荧光的浮游植物初级生产力的测量装置及方法

专利主权项内容

1.一种基于叶绿素荧光的浮游植物初级生产力的测量装置的测量方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)测量实际自然光中浮游植物特征吸收波段的光谱强度，采用对应波段可控光源仿真自然环境光照，在遮光条件下，首先测量单周转ST荧光动力学曲线，解析获得暗适应条件下荧光动力学参数即本底荧光F和功能吸收截面σ；00(2)再通过仿真光源持续60s以上照射浮游植物样品，利用浮游植物对光照历史依赖性，在仿真光照50ms的关闭间隙测量多周转MT和弛豫RE荧光动力学曲线，获得光适应条件下荧光动力学参数即功能吸收截面σ、光化学淬灭q、电子传递效率φ、光化学量子效率Δφ、QA平均还原时间τ，根据公式(1)计算出表征浮游植物初级生产力的光合电子传递速率P，PemQAe式中E为自然环境光照强度；所述的基于叶绿素荧光的浮游植物初级生产力的测量装置包括有叶绿素荧光动力学测量单元、水下光合有效辐射测量单元、遮光样品室、主控制模块和装置主体，在遮光样品室内进行浮游植物样品测量，所述的装置主体为圆柱型筒体，筒体的上端安装有水下光合有效辐射测量单元，下端位于遮光样品室内，叶绿素荧光动力学测量单元和主控制模块安装在筒体内部，所述的叶绿素荧光动力学测量单元包括有光源、光源驱动模块、光源聚焦透镜组、荧光收集透镜组、光电倍增管和荧光检测模块；所述的光源是由诱导激发光源和仿真环境光源两种类型的光源组成，由主控制模块通过光源驱动模块产生激发光，激发光通过光源聚焦透镜组后汇聚成光斑照射到浮游植物样品上，样品发射的后向荧光经过所述的荧光收集透镜组汇聚后，由所述的光电倍增管接收，光电倍增管将光信号转换成电信号后，发送给所述的荧光检测模块，由荧光检测模块得到暗环境下浮游植物样品荧光动力学曲线，发送给所述的主控制模块；所述的水下光合有效辐射测量单元包括有冠形光学收集器、多波段PIN探测器阵列和环境光检测模块，水下光合有效辐射区内环境光被冠形光学收集器收集后，经过多波段PIN探测器阵列将光信号转换成电信号后，发送给环境光检测模块，环境光检测模块将检测到的水下光合有效辐射区内环境光光强度发送给主控制模块，主控制模块利用仿真环境光源产生与自然环境光照相仿的光照条件，利用叶绿素荧光动力学测量单元获得光照条件下的荧光动力学曲线；主控制模块对荧光动力学曲线解析获得暗适应和光适应两种条件下的荧光动力学参数，再将得到的荧光动力学参数带入式(1)中，得到表征浮游植物初级生产力的光合电子传递速率P。e