一、浮游植物检测的核心项目

1. 定性检测：种类鉴定

• 形态学鉴定：通过光学显微镜或电子显微镜观察细胞形态、色素体结构及运动特征，结合分类学图谱进行比对。例如硅藻的壳面纹饰、甲藻的横纵沟结构。
• 分子生物学鉴定：利用DNA条形码（如18S rRNA、ITS序列）或宏基因组测序技术，克服形态相似种的鉴定难题，尤其适用于隐藻、微小鞭毛藻等疑难类群。

2. 定量检测：生物量与丰度

• 细胞密度计数：
  • 显微镜计数法：采用浮游生物计数框（如Sedgwick-Rafter计数框）或沉降法（Utermöhl法），统计单位体积内的细胞数量。
  • 流式细胞术：快速测定微型浮游植物（<20 μm）的丰度，结合荧光标记区分不同类群。
• 叶绿素a浓度测定：
  • 通过分光光度法或荧光法测定叶绿素a含量，间接反映浮游植物总生物量。高效液相色谱（HPLC）可进一步区分叶绿素类型，辅助判断优势类群（如蓝藻、硅藻）。
• 生物量估算：
  • 根据细胞体积-碳含量转换模型，将细胞密度转化为碳生物量（μg C/L），用于生态系统能流分析。

3. 功能活性检测

• 光合作用效率：
  • 使用荧光仪（如PAM）测定光系统Ⅱ（PSⅡ）的最大量子产率（Fv/Fm），评估浮游植物的生理状态及环境胁迫响应。
• 产毒能力检测：
  • 针对产毒藻类（如微囊藻、亚历山大藻），采用ELISA、液相色谱-质谱联用（LC-MS）定量检测微囊藻毒素、麻痹性贝毒（PSP）等毒素浓度。

4. 群落结构分析

• 多样性指数计算：
  • 基于Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数评估群落稳定性。
• 功能群划分：
  • 根据浮游植物的生态策略（如R策略、C策略）或色素组成划分功能群，解析其对环境变化的适应机制。

二、检测方法的选择与标准

• 国际标准：遵循《海洋调查规范》（如GB/T 12763.6-2007）或《水和废水监测分析方法》。
• 技术组合：
  • 常规监测中，显微镜计数与叶绿素a测定结合可满足基础需求；
  • 研究级检测需整合分子生物学、流式细胞术及高分辨率质谱技术。

三、检测的意义与应用场景

1. 环境监测：
   • 通过硅藻指数（如IPS）评价水体营养状态，识别富营养化风险。
2. 赤潮/水华预警：
   • 监测链状亚历山大藻、铜绿微囊藻等有害藻类的暴发阈值。
3. 水产养殖：
   • 调控水体中浮游植物群落，避免异养鞭毛藻过度繁殖引发鱼类缺氧。
4. 碳中和研究：
   • 量化浮游植物固碳效率，支持海洋碳汇评估。

四、典型案例分析

• 水库富营养化监测： 某水库通过每月测定叶绿素a浓度及蓝藻占比，结合气象数据，提前预警微囊藻水华并启动人工曝气干预。
• 近海赤潮预警： 采用qPCR技术快速检测软骨藻酸合成基因（如_da_基因），实现有毒赤潮的早期发现。

五、挑战与未来方向

• 技术瓶颈：微型浮游植物（如聚球藻）的精准计数仍需依赖高成本流式细胞仪；毒素检测的灵敏度与通量有待提升。
• 发展趋势：
  • 自动化显微成像系统（如FlowCam）结合AI图像识别技术，实现快速分类计数；
  • 便携式基因检测设备（如LAMP芯片）推动现场快速检测普及。

结语