，構成水質(zhì)評價的縱橫向多角度系統(tǒng)，為用戶提供多方位的生物資源信息。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明硅藻生物監(jiān)測方法的結構流程圖。
[0019]圖2是本發(fā)明硅藻鑒定、分類與水質(zhì)判定系統(tǒng)結構圖。
[0020]圖3是本發(fā)明相似性模型和多度量生態(tài)指標模型評價方法特征圖。
[0021]圖4是本發(fā)明生態(tài)譜體系模型中水質(zhì)縱向評價圖。
[0022]圖5是本發(fā)明生態(tài)譜體系模型中水質(zhì)橫向評價圖。
[0023]圖6是本發(fā)明硅藻指數(shù)模型水質(zhì)評價圖。
[0024]圖7是本發(fā)明硅藻形態(tài)特征模型特制圖。
[0025]圖中，1.培養(yǎng)基質(zhì)，2.水體，3.河流湖泊，4.采集裝置，5.處理裝置，6.硅藻生物玻片，7.鑒定成像系統(tǒng)，8.正置顯微鏡，9.計算機系統(tǒng)，10.分類評價系統(tǒng)，11.玻片樣本。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明方法進一步說明。
[0027]本發(fā)明提供一套完整的硅藻生物水質(zhì)監(jiān)測方法，該方法集成了現(xiàn)代生物技術、圖像識別技術與計算機軟件技術，分五個步驟實施。
[0028](I)選擇樣點，采樣。首先按照水生態(tài)分區(qū)，森林覆蓋率，人口密度，海拔選定監(jiān)測區(qū)域和對照區(qū)域，在區(qū)域內(nèi)選擇開闊、光照充足的合格采樣點，在采樣點200米范圍內(nèi)盡量選擇潛水層的天然基質(zhì)，且按線形或者兩岸采集多塊基質(zhì)，采集的硅藻樣品加入終濃度50-70%的酒精或終濃度5~10%的甲醛溶液保存，并貼上標簽編號。
[0029](2)預處理。取硅藻樣品，經(jīng)有機質(zhì)消化、酸化、清洗工藝進行預處理。
[0030](3)制片，封膠。取預處理后的硅藻樣品預制硅藻玻片11，利用顯微鏡8進行初步鏡檢，檢測在40倍物鏡下觀察，在視野中平均出現(xiàn)20-60個硅質(zhì)殼時視為制片合格，合格后用折射率為1.7左右的膠體封片，制作成永久玻片11。
[0031](4)物種鑒定與計數(shù)。最后鑒定裝置7對玻片樣品30進行硅藻個體鑒定和計數(shù)，并在系統(tǒng)9中圖像顯示硅藻個體，對硅藻樣本可拍照保存。
[0032](5)水質(zhì)判定評價。系統(tǒng)10將鑒定的硅藻種類劃分為不同的類群，甄別不同類型的指示種，計算生物多樣性模型、生物量統(tǒng)計模型、形態(tài)特征模型、相似性模型、硅藻指數(shù)模型、生態(tài)譜體系模型及多度量生態(tài)指標模型，實現(xiàn)硅藻生物資源調(diào)查和生物水質(zhì)評價。
[0033]所述多度量生態(tài)指標模型，如附圖3所示，該模型考慮到河流或湖泊的多個因子，生物個體、河岸帶、形態(tài)特征等在內(nèi)的多個因子，能全面綜合準確的做出河流健康評估，而不僅限于水質(zhì)評估，但評價標準和精度上存在缺陷。
[0034]所述相似性模型，需要大量的無污染點的底棲群落和棲息地資料，依據(jù)群落相似原理，用聚類分析建立參照點，并判別出與群落關系緊密的變量，并且這些變量受人為干擾小，由判別出的變量建立數(shù)學函數(shù)。由該函數(shù)來選擇合適的參照點，最后比較監(jiān)測點與參照點間的種群結構來評定水質(zhì)級別的方法，不需要太多的河流相關資料，能充分反映單個生物的信息，標準明確，精度高。該模型可直接用于河流水體的監(jiān)測和修復中，因為借鑒國外的研究經(jīng)驗，對水體生態(tài)質(zhì)量的定義，是通過選擇生態(tài)狀況良好的區(qū)域為參照點，研究生物群落在人類干擾條件下相對于參考區(qū)域的變異，并以此為規(guī)范，制定恢復良好水生態(tài)系統(tǒng)的標準。
[0035]所述生態(tài)譜體系模型，有縱向與橫向之分，縱向是某個生態(tài)因子在不同時間梯度上比例的差異來評價水質(zhì)的變化，如附圖4，橫向是固定時間范疇下多個因子的比例評價水質(zhì)，如附圖5。硅藻生態(tài)譜體系可以揭示硅藻群落對具體某個生態(tài)因子的響應變化。從需氧量到有機污染程度，生態(tài)譜體系對硅藻都劃定了不同的級別，如有機污染程度共劃定5個級別，可根據(jù)每個級別中的硅藻含量百分比對水體進行生態(tài)質(zhì)量的評定，應該說這種類群劃分評價水質(zhì)是較定量的方法。
[0036]所述硅藻指數(shù)模型，其評價的方法如圖6所示，按照指數(shù)計算模型得到的多分制，再將多分制轉換為20分制或5分制，一般按照五級標準進行評價。
【主權項】
1.硅藻生物水質(zhì)監(jiān)測方法，包括:硅藻生物水質(zhì)監(jiān)測的流程、裝置和評價方法；監(jiān)測的流程與裝置為:通過采集裝置采集基質(zhì)中的附生硅藻，在實驗室由處理裝置制作生物玻片，鑒定裝置對硅藻玻片進行人工智能鑒定，統(tǒng)計物種分布；水質(zhì)評價系統(tǒng)依據(jù)鑒定數(shù)據(jù)進行模型計算；硅藻水質(zhì)評價方法包括以物種豐富度、均勻度和優(yōu)勢度為代表的生物多樣性模型；以細胞密度為代表的生物量統(tǒng)計模型；以硅藻細胞畸形形態(tài)為代表的形態(tài)特征模型，形態(tài)模型量化分析重金屬的污染程度；以對比判斷采樣點與無干擾清潔參考點硅藻群落的差異為代表的相似性模型；以評價水體中污染物或營養(yǎng)物濃度為代表的硅藻指數(shù)模型；以Van Dam生態(tài)類群劃分為代表的生態(tài)譜體系模型；以綜合多項生態(tài)指標來建立復合評價指數(shù)為代表的多度量生態(tài)指標模型；硅藻水質(zhì)評價主要參考形態(tài)特征模型，相似性模型，硅藻指數(shù)模型，生態(tài)譜體系模型和多度量生態(tài)指標模型。2.根據(jù)權利要求1的流程與裝置，其使用順序依次為硅藻培養(yǎng)裝置，硅藻采集裝置，處理裝置，鑒定裝置，評價系統(tǒng)；培養(yǎng)裝置中使用的工具有硬質(zhì)基質(zhì)，包括天然基質(zhì)和人工添加基質(zhì)；處理裝置中使用的工具有一次性移液管、玻璃試管、試管架、恒溫鍋、恒溫箱、離心機、蓋玻片、載玻片、顯微鏡等，試劑有氧化劑、濃酸、純凈水、折射率為1.7的封片膠，對硅藻樣品進行處理的工藝包括有機質(zhì)消化、酸化、清洗、干燥制作玻片及鏡檢、封片。3.根據(jù)權利要求1的硅藻鑒定，其特征在于顯微專用數(shù)碼相機按“已”字形拍攝硅質(zhì)殼，供專業(yè)鑒定人員和圖像智能識別系統(tǒng)共同鑒定，種類判別以專業(yè)技術人員為準，并不斷修正圖庫的準確度和擴大圖庫的容量，為后續(xù)的硅藻種類機械智能鑒定積累數(shù)據(jù)庫。4.如權利I所述的硅藻指數(shù)模型，其特征在于賦予確定硅藻種敏感值和耐受值參數(shù)，通過加權平均值得到硅藻指數(shù)；硅藻指數(shù)根據(jù)評價目的不同，如評價有機污染物濃度和評價水體富營養(yǎng)化程度，兩者的指數(shù)是不同的，但方法相同:通過建立大型的硅藻數(shù)據(jù)庫，確定每個納入指數(shù)計算的硅藻種敏感值和耐受值，調(diào)用數(shù)學模型計算得到；多度量生態(tài)指標模型，綜合多項指標加權確定，如物種的多樣性、生境類型、敏感種與耐受種的比值等，進行綜合評價；根據(jù)權利要求1的生態(tài)類群劃分，其特征在于比較各類群級別的百分比來監(jiān)測水體；劃分體系主要引進歐洲Van Dam體系，Lange Bertalot體系，Hofmann體系。
【專利摘要】一種硅藻生物水質(zhì)監(jiān)測方法，該方法通過采集裝置4采集基質(zhì)1中的附生硅藻，在實驗室由處理裝置5制作生物玻片，鑒定裝置7對硅藻玻片進行人工智能鑒定，統(tǒng)計物種分布。水質(zhì)評價系統(tǒng)10依據(jù)鑒定數(shù)據(jù)進行模型計算以此來進行水質(zhì)評價，包括以物種豐富度、均勻度等代表的生物多樣性模型；以細胞密度為代表的生物量統(tǒng)計模型；以硅藻細胞畸形形態(tài)為代表的形態(tài)特征模型；以對比判斷采樣點與無干擾清潔參考點硅藻群落的差異為代表的相似性模型；以評價水體中污染物或營養(yǎng)物濃度為代表的硅藻指數(shù)模型；以Van？Dam生態(tài)類群劃分為代表的生態(tài)譜體系模型；以綜合多項生態(tài)指標來建立復合評價指數(shù)為代表的多度量生態(tài)指標模型。
【IPC分類】G01N33/18, G01N1/04
【公開號】CN105092807
【申請?zhí)枴緾N201510384141
【發(fā)明人】黎佛林, 蔡德所
【申請人】黎佛林
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月3日