基于色素特征荧光光谱的浮游植物分类测量方法-论文.pdf

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1、第34卷第9期光学学报Vo1．34，No．92014年9月ACTAOPTICASINICASeptember，2014基于色素特征荧光光谱的浮游植物分类测量方法殷高方赵南京胡丽余晓娅石朝毅肖雪方丽段静波甘婷婷张玉钧刘建国刘文清／中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，安徽合肥230031、＼合肥学院建筑工程系，安徽合肥230022／摘要光合作用色素组成是浮游植物分类的重要依据。通过对蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻和隐藻等5个门类浮游植物三维荧光光谱的差异性分析，提取了与叶绿素a、叶绿素

2、b、叶绿素C、类胡萝素、藻蓝蛋白和藻红蛋白等光合色素相关的36个特征荧光光谱点，提出了基于色素特征荧光光谱的不同门类浮游植物分类测量方法。对铜绿微囊藻、小球藻、桅杆藻、光甲藻和卵形隐藻的实验结果表明：色素特征荧光光谱法对5种藻类纯种样品的测量误差分别为5．15、5．63、7．9O、4．85、6．55，对优势藻类(质量分数高于5O)的测量误差分别为7．96、8．69、5．44、10．78、15．57，对劣势藻类(质量分数低于3o)的测量误差分别为18．29、17．52、2O．O1、29．11、20

3、．14，测量结果准确度达到了三维荧光光谱法水平，但数据量和计算时间仅是三维荧光光谱法的1．1和2．2，是一种快速有效的浮游植物分类测量方法。关键词光谱学；浮游植物；光合作用色素；特征荧光；分类测量中图分类号X832文献标识码Adoi：10．3788／AOS201434．0930005ClassifiedMeasurementofPhytoplankt0nBasedonCharacteristicFlu0rescence0fPhotosyntheticPigmentsYinGaofangZhaoN

4、anjingHuLi'YuXiaoyaShiChaoyiXiaoXueFangLiDuanJingboGanTingtingZhangYujunLiuJianguoLiuWenqingKeyLaboratoryofEnvironmentalOpticsandTechnology，AnhuiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofSciences，Hefei，Anhui230031，ChinaDepartmentofArchitectur

5、alEngineering，HefeiUniversity，Hefei，Anhui230022，ChinaAbstractThephotosyntheticpigmentcompositionisanimportantbasisofclassificationofphytoplankton．Threedimensional(3D)fluorescencespectraoffivephytop1anktondivisions(Cyanophyta，Chlorophyta，Baci11ariophy

6、ta，Dinophyta，Cryptophyta)areanalyzedand36characteristicfluorescencepeakswhicharerelatedtochlorophylla，chlorophyllb，chlorophyllC，carotenoid，phycocyaninandphycoerythrinareextracted．Onthisbasis，aclassifiedmeasurementmethodofphyt0planktOnbasedoncharacter

7、isticfluorescenceofphotosyntheticpigmentsisputforward．PureculturesandmixedculturesofMicrocystisaemginosa，Chlorellavulgaris，Fragilariasp，GlenodiniumgymnodiniumandCryptomonasovatearetested．Forthefivepurecultures。themeasuringerrorsare5．15％．5．63％，7．90％，4

8、．85％，6．55％．Fordominantspecies(massfractionhigherthan50％)，themeasuringerrorsare7．96％，8．69％，5．44％，10．78％，15．57％．Forsubordinatespecies(massfractionlessthan30％)，themeasuringerrorsare18。29％，17．52％，2O．O1％，29．1l％，20．14％．Thecharacteristicfluorescencespectrom