珊瑚健康监测与水下机器人和高光谱成像

珊瑚白化的表明他们的健康状况不佳是由于水温增加的压力和其他因素。具有成本效益的解决方案来监控珊瑚健康,基于荧光的高光谱相机安装在一个水下遥控车(ROV),是由布里斯托尔大学的科学家们,英国伦敦,还有水族馆。气候变化体现在很多方面,影响全球的各个部分。一个特别引人注目的表现是珊瑚的“漂白”。我们经常听到报道说,大堡礁的大部分地区已经经历了漂白,但许多其他地区珊瑚生活也受到影响。

珊瑚生活在一个与光合藻类称为黄藻共生。这些藻类从营养和保护珊瑚中获益,同时为它提供能量的光合作用。珊瑚白化等所引发的一系列压力增加水温和海洋酸化,主要原因是与气候变化有关。在漂白过程中,珊瑚驱逐黄藻作为战或逃反应类型。归因于黄藻珊瑚颜色的主要成分,因此在他们的缺席珊瑚变白(或漂白剂),这是碳酸钙骨骼接触的颜色。

珊瑚礁通过保护他们提供重大价值的沿海地区,他们提供的生计和粮食安全,并通过他们吸引的旅游。检测早期的珊瑚疾病的发病和漂白的缓解是很重要的。然而,监控的珊瑚礁是昂贵的,高分辨率调查依赖潜水员来说只能覆盖相对较小的地区,需要经验和可能无法工作是必需的。更大的区域可以使用卫星覆盖,但在空间和光谱分辨率为代价的。提出技术旨在改善这两种方法的缺点和补充。

珊瑚和黄藻包含天然荧光蛋白(FPs)以及叶绿素、拥有完善的荧光发射。FPs的存在可以用作标记的珊瑚健康的存在chlorophyll-rich黄藻没有漂白。工作报告JSI-Journal光谱成像(https://doi.org/10.1255/jsi.2019.a7),一个开放的访问,IM出版物公开发表的同行评审期刊,从布里斯托尔大学的乔纳森·蒂格和他的同事们,英国,还有伦敦水族馆提供了一个可能的解决方案通过使用一个水下遥控车(ROV)配备一个荧光光谱成像相机。

作者表明,最优励磁珊瑚的FPs的紫外线和蓝色(395 - 405 nm和440 nm)。这提供了足够的能量激发珊瑚在一个合理的距离(约1米)和足够高的力量来减轻对被海水光吸收的影响。他们建议使用便携,完全防水,低成本高光谱成像系统可以安装在ROV,可以驱动一个礁提供天然荧光的地图。这类似于使用无人机与高光谱相机在精准农业作物字段映射。作者希望能开始测试这样一个系统在未来几个月的珊瑚礁。