一、浮游植物檢測的核心項目

1. 定性檢測：種類鑒定

• 形態學鑒定：通過光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察細胞形態、色素體結構及運動特征，結合分類學圖譜進行比對。例如硅藻的殼面紋飾、甲藻的橫縱溝結構。
• 分子生物學鑒定：利用DNA條形碼（如18S rRNA、ITS序列）或宏基因組測序技術，克服形態相似種的鑒定難題，尤其適用于隱藻、微小鞭毛藻等疑難類群。

2. 定量檢測：生物量與豐度

• 細胞密度計數：
  • 顯微鏡計數法：采用浮游生物計數框（如Sedgwick-Rafter計數框）或沉降法（Utermöhl法），統計單位體積內的細胞數量。
  • 流式細胞術：快速測定微型浮游植物（<20 μm）的豐度，結合熒光標記區分不同類群。
• 葉綠素a濃度測定：
  • 通過分光光度法或熒光法測定葉綠素a含量，間接反映浮游植物總生物量。高效液相色譜（HPLC）可進一步區分葉綠素類型，輔助判斷優勢類群（如藍藻、硅藻）。
• 生物量估算：
  • 根據細胞體積-碳含量轉換模型，將細胞密度轉化為碳生物量（μg C/L），用于生態系統能流分析。

3. 功能活性檢測

• 光合作用效率：
  • 使用熒光儀（如PAM）測定光系統Ⅱ（PSⅡ）的最大量子產率（Fv/Fm），評估浮游植物的生理狀態及環境脅迫響應。
• 產毒能力檢測：
  • 針對產毒藻類（如微囊藻、亞歷山大藻），采用ELISA、液相色譜-質譜聯用（LC-MS）定量檢測微囊藻毒素、麻痹性貝毒（PSP）等毒素濃度。

4. 群落結構分析

• 多樣性指數計算：
  • 基于Shannon-Wiener指數、Pielou均勻度指數評估群落穩定性。
• 功能群劃分：
  • 根據浮游植物的生態策略（如R策略、C策略）或色素組成劃分功能群，解析其對環境變化的適應機制。

二、檢測方法的選擇與標準

• 國際標準：遵循《海洋調查規范》（如GB/T 12763.6-2007）或《水和廢水監測分析方法》。
• 技術組合：
  • 常規監測中，顯微鏡計數與葉綠素a測定結合可滿足基礎需求；
  • 研究級檢測需整合分子生物學、流式細胞術及高分辨率質譜技術。

三、檢測的意義與應用場景

1. 環境監測：
   • 通過硅藻指數（如IPS）評價水體營養狀態，識別富營養化風險。
2. 赤潮/水華預警：
   • 監測鏈狀亞歷山大藻、銅綠微囊藻等有害藻類的暴發閾值。
3. 水產養殖：
   • 調控水體中浮游植物群落，避免異養鞭毛藻過度繁殖引發魚類缺氧。
4. 碳中和研究：
   • 量化浮游植物固碳效率，支持海洋碳匯評估。

四、典型案例分析

• 水庫富營養化監測： 某水庫通過每月測定葉綠素a濃度及藍藻占比，結合氣象數據，提前預警微囊藻水華并啟動人工曝氣干預。
• 近海赤潮預警： 采用qPCR技術快速檢測軟骨藻酸合成基因（如_da_基因），實現有毒赤潮的早期發現。

五、挑戰與未來方向

• 技術瓶頸：微型浮游植物（如聚球藻）的精準計數仍需依賴高成本流式細胞儀；毒素檢測的靈敏度與通量有待提升。
• 發展趨勢：
  • 自動化顯微成像系統（如FlowCam）結合AI圖像識別技術，實現快速分類計數；
  • 便攜式基因檢測設備（如LAMP芯片）推動現場快速檢測普及。

結語