ZooSCAN实现海洋浮游生物长期标准化监测

浮游生物作为海洋食物网的基石与碳循环的关键推动者，其群落变化是衡量海洋生态系统健康的重要指标。伊鲁瓦海位于英吉利海峡与大西洋的交汇处，受乌尚特锋面影响显著，形成了得天独厚的沿岸-离岸环境梯度，为研究浮游生物响应环境因子的一系列过程提供了一个理想的天然实验室。然而，该海域研究一直存在一个关键短板：缺乏一套系统性的浮游生物数据集，其数据必须兼具高度的分类一致性与可溯源的形态信息。

为此，研究团队创新性地融合传统显微镜技术与现代数字成像方法，构建了一套涵盖浮游植物与浮游动物的开放式数据集，旨在揭示这一保护区内浮游生物群落的长期演变规律及其背后的驱动机制。

ZooSCAN作为专业的浮游动物图像扫描分析系统，能够生成高分辨率的16位灰度图像。结合ZooProcess软件，系统可自动提取每个个体的形态特征参数（如长轴、短轴、面积、灰度等），并精确估算生物体积与丰度。所有图像均上传至EcoTaxa浮游生物大数据共享平台，经由机器学习算法预分类后，再由专家进行人工校验，最终将浮游动物精准归类为103个生物类群（图3），确保了数据兼具高通量处理与高分类准确度的双重优势。

1.浮游植物研究共鉴定出573个分类单元，主要以隐藻、不等鞭毛藻、甲藻和纳米鞭毛虫为主导类群。丰度呈现出显著的年际波动，高峰期出现在2011年与2022年，但未形成一致的沿岸—离岸分布梯度（图4，图5）。群落结构在沿岸站点与断面之间表现出差异性，例如莫莱内站与桑岛站在某些年份出现了独特的蓝藻丰度高峰。

本研究借助ZooSCAN实现了浮游动物样本的高效数字化与标准化分析，结合浮游植物专家鉴定，成功构建了一套兼具时空广度与分类精度的长期生态数据集。研究结果表明，伊鲁瓦海浮游生物群落受到沿岸—离岸环境梯度与乌尚特锋面过程的显著影响，而其群落结构在长达十余年的观测中保持相对稳定，展现出该海洋保护区所具有的生态韧性。

该数据集的开放共享不仅为海洋保护区的科学管理与管理成效评估提供了关键数据支撑，也为全球浮游生物多样性监测和功能性状研究提供了宝贵资源。ZooSCAN与EcoTaxa的协同应用，充分展现了成像技术在提升海洋生态观测效率、标准化等方面的巨大潜力与应用价值。