CN104297014A - 一种浮游植物稳定同位素样品的采集制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浮游植物稳定同位素样品的采集制备方法，具体的是一种利用水平拖网方式，使用浮游植物稳定同位素样品采集网，对海洋浮游植物进行富集性采集，并对采集的浮游植物进行处理的方法，制备的样品用于稳定同位素的检测。本发明的优点在于：本发明所述的方法具有高效简单、成本低廉的特性，能够广泛的应用于海洋、湖泊生态调查研究。本发明采集方法所用的采集网设计合理，能够比较全面的采集到海区的浮游植物，本发明的处理方法可以有效地排除杂质误差的干扰，保证了浮游植物稳定同位素的测定质量；另外本发明的方法实现了浮游植物的富集、处理现场化，保证其新鲜程度的同时有效地节省了成本。

Description

一种浮游植物稳定同位素样品的采集制备方法

技术领域

本发明涉及生物工程技术、生态学领域，特别涉及一种浮游植物稳定同位素样品的采集制备方法。

背景技术

稳定同位素探测是一种较为成熟的物质流动传递示踪技术，在国内外其他学科领域的应用较早，如气候学、地球化学、植物生理学、考古学等，通过多年的理论论证和实践，保证了该技术的可靠性。20世纪80年代以后，同位素质谱测试技术的进步大大拓宽了稳定同位素的应用领域。而其在生态环境方面的应用相对较新，大多被用于取代传统的胃含物法，进行生态系统营养谱的构建。由于捕食者的摄食偏好及其新陈代谢中的同位素分馏现象，造成了同一生态系统中不同物种间的同位素比率差异。通过对比这些差异，我们可以得到各个物种间食性远近关系，从而进行湿地生态系统中的生物功能群的划分、分析消费者的食物组成、潮间带生物的食物竞争能力评估、各消费者营养级和生态类群的划分等。

随着稳定同位素技术在生态学方面应用的不断发展，尤其是海洋生态方面的应用不断增多，稳定同位素的检测涉及到了浮游植物。但是，由于浮游植物个体较小，分布分散，较难达到检测要求。这就急需一种能够适用于稳定同位素检测的制备浮游植物样品的方法。

发明内容

为了克服上述问题，本发明专利提供操作步骤简单，成本低廉，适用于一般海域、湖泊的浮游植物稳定同位素样品采集制备方法。

本发明采用如下技术方案：

1)在需要采集浮游植物的海区、湖泊或河流，利用水平拖网方式，使用浮游植物稳定同位素样品采集网，对海洋浮游植物进行富集性采集；

所述浮游植物稳定同位素样品采集网包括拉绳、网圈、网衣、富集杯和下盖，所述采集网整体呈圆锥形，拉绳与网圈固定连接；网衣的上端与网圈连接，下端与富集杯连接；其中网口直径为50cm、网口上的网圈为直径1cm的不锈钢条，网衣的孔径为75μm，从网圈到富集杯下缘的长度为1m；所述富集杯是由上、下两个杯圈和杯衣构成；所述杯衣的材质与所述网衣相同；所述下盖用于封住所述富集杯的下口。

采集时，拖网的速度为2-3节；

每次拖网的时间为10min；

2)收集网内的浮游植物，迅速置于低温瓶中，0-5℃保存；且在24小时内处理完成以下步骤；

3)将低温瓶中的浮游植物样品经过显微镜镜检，剔除>500μm的浮游动物，以及碎屑等干扰成分；

对于未剔除的浮游动物，按照调查获得的当地生物量，计算精确的浮游植物比例，公式如下：

单个调查航次，浮游植物生物量比例：

要获得相对准确的浮游植物生物量比例，进一步将各航次获得的数据进行平均： $P_n=\frac{P_1+P_2+P_3+...P_n}{n};$

4)将经过步骤3)的浮游植物样品分成两份，其中第一份加入1mol/L的盐酸中进行酸化处理1-2h，之后利用纯水反复漂洗至中性；第二份不做处理；

5)利用抽滤的方式，将步骤4)处理后的两份浮游植物样品的水分分别滤除，滤除度>80％。

6)将抽滤后的两份浮游植物滤饼分别移至铝箔折成的方形无盖盒中，置于烘箱烘干12-24h，之后分别经过研钵研磨得到两份干燥的粉末状浮游植物样品。

所述第一份用于碳稳定同位素比率测定；第二份用于氮稳定同位素测定。

本发明的优点在于：本发明所述的方法具有高效简单、成本低廉的特性，能够广泛的应用于海洋、湖泊生态调查研究。本发明采集方法所用的采集网设计合理，能够比较全面的采集到海区的浮游植物，本发明的处理方法可以有效地排除杂质误差的干扰，保证了浮游植物稳定同位素的测定质量；另外本发明的方法实现了浮游植物的富集、处理现场化，保证其新鲜程度的同时有效地节省了成本。本发明方法所获得样品的稳定同位素测定效果精度高。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为本发明所述的网的结构示意图；

图2为碳稳定同位素比率(‰)随浮游植物质量百分比(％)变化曲线；

图3为氮稳定同位素比率(‰)随浮游植物质量百分比(％)变化曲线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，一种浮游植物稳定同位素样品采集网，包括拉绳1、网圈2、网衣3、富集杯4和下盖5，所述采集网整体呈圆锥形，拉绳1与网圈2固定连接；网衣3的上端与网圈2连接，下端与富集杯4连接；其中网口直径为50cm、网口上的网圈2为直径1cm的不锈钢条，网衣3的孔径为75μm，从网圈2到富集杯4下缘的长度为1m；所述富集杯4是由上、下两个杯圈6和杯衣7构成；所述杯衣7的材质与所述网衣3相同；所述下盖5用于封住所述富集杯4的下口。

使用时，采集到的浮游植物在水流的作用下会聚集到富集杯4内，采集完成后，打开下盖5，将采集到的浮游植物取出。

实施例2

黄渤海交界处，小黑山岛附近海域开展的湿地生态系统的研究工作，需要通过稳定同位素建立湿地生物间的营养关系。

在研究海区，利用小型渔船以2节速度，分3次进行水平拖网，每次10分钟，富集性采集海洋浮游植物。

将所采浮游植物样品置于浮游植物样品瓶，保温箱低温5℃保存，18h左右至实验室内，将浮游植物样品经显微镜镜检，剔除>500μm的浮游动物；

对于未剔除的小于500μm浮游动物，按照调查获得的当地生物量，计算精确的浮游植物生物量比例，公式如下：

浮游植物生物量比例：

式中M_p为浮游植物生物量，M_z为浮游动物生物量，P为浮游植物生物量所占比例。

要获得相对准确的浮游植物生物量比例，进一步将各航次获得的数据进行平均： $P_m=\frac{P_1+P_2+P_3+...P_n}{n};$

式中P_m为平均生物量比例，P₁至P_n为每次采样生物量比例。

总共进行三个航次采样，每次分别再进行三次采样，获得浮游植物生物量比例：

所采样品一式两份：一份用1mol/L盐酸酸化1小时至无气泡冒出以除去无机碳，再用蒸馏水漂洗若干次至中性，用于碳稳定同位素比率测定；另一份样品则无需酸洗，用于氮稳定同位素测定。

利用抽滤方式，将浮游植物样品主要水分滤除，滤饼移至铝箔折成的方形无盖盒中，置于烘箱烘干24h，经烘干机干燥后，用玛瑙研钵粉碎，装袋置于干燥器中保存，粉末状样品用锡箔纸包埋后，利用同位素比率质谱仪(Delta V advantage)进行碳和氮的同位素比率测定。

稳定同位素比率测定结果(P为浮游植物质量分数；C为所测样品有机碳百分含量；N为所测样品有机氮百分含量；δ¹³C为碳稳定同位素比率；δ¹⁵N为氮稳定同位素比率):

在理想状态下，只含有浮游植物和浮游动物的样品，其稳定同位素比率会随着两种组分含量的不同而产生规律性的变化，根据这一规律，浮游植物稳定同位素测定结果随其质量分数变化的曲线如图2和图3所示：

图2为碳稳定同位素比率(‰)随浮游植物质量百分比(％)变化曲线，曲线公式为y＝0.52x-67.38，其中y为纵坐标，代表碳稳定同位素比率，x为横坐标，代表浮游植物质量百分比；

图3为氮稳定同位素比率(‰)随浮游植物质量百分比(％)变化曲线，曲线公式为y＝-0.90x+95.44，其中y为纵坐标，代表氮稳定同位素比率，x为横坐标，代表浮游植物质量百分比；

利用获得的经验公式校正小黑山岛海域浮游植物稳定同位素检测结果为：

碳稳定同位素比率(‰)：

利用曲线公式y＝0.52x-67.38，当浮游植物含量纯度达到100％时，碳稳定同位素比率y＝0.52×100-67.38＝-15.38；

氮稳定同位素比率(‰)：

利用曲线公式y＝-0.90x+95.44，当浮游植物含量纯度达到100％时，氮稳定同位素比率y＝-0.90×100+95.44＝5.44。

本发明的具体实施例仅仅是出于示例性说明的目的，其不以任何方式限定本发明的保护范围，本领域的技术人员可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种浮游植物稳定同位素样品的采集制备方法，其特征在于具体的步骤如下：

1)在需要采集浮游植物的海区、湖泊或河流，利用水平拖网方式，使用浮游植物稳定同位素样品采集网，对海洋浮游植物进行富集性采集；

所述浮游植物稳定同位素样品采集网包括拉绳(1)、网圈(2)、网衣(3)、富集杯(4)和下盖(5)，所述采集网整体呈圆锥形，拉绳(1)与网圈(2)固定连接；网衣(3)的上端与网圈(2)连接，下端与富集杯(4)连接；其中网口直径为50cm、网口上的网圈(2)为直径1cm的不锈钢条，网衣(3)的孔径为75μm，从网圈(2)到富集杯(4)下缘的长度为1m；所述富集杯(4)是由上、下两个杯圈(6)和杯衣(7)构成；所述杯衣(7)的材质与所述网衣(3)相同；所述下盖(5)用于封住所述富集杯(4)的下口。

采集时，拖网的速度为2-3节；

每次拖网的时间为10min；

2)收集网内的浮游植物，迅速置于低温瓶中，0-5℃保存；且在24小时内处理完成以下步骤；

3)将低温瓶中的浮游植物样品经过显微镜镜检，剔除>500μm的浮游动物，以及碎屑等干扰成分；

对于未剔除的浮游动物，按照调查获得的当地生物量，计算精确的浮游植物比例，公式如下：

单个调查航次，浮游植物生物量比例：

要获得相对准确的浮游植物生物量比例，进一步将各航次获得的数据进行平均： $P_n=\frac{P_1+P_2+P_3+...P_n}{n};$

4)将经过步骤3)的浮游植物样品分成两份，其中第一份加入1mol/L的盐酸中进行酸化处理1-2h，之后利用纯水反复漂洗至中性；第二份不做处理；

5)利用抽滤的方式，将步骤4)处理后的两份浮游植物样品的水分分别滤除，滤除度>80％。

6)将抽滤后的两份浮游植物滤饼分别移至铝箔折成的方形无盖盒中，置于烘箱烘干12-24h，之后分别经过研钵研磨得到两份干燥的粉末状浮游植物样品。

2.一种利用权利要求1所述的方法制备的粉末状浮游植物样品。

3.根据权利要求1所述的浮游植物样品，其特征在于所述第一份用于碳稳定同位素比率测定；第二份用于氮稳定同位素测定。