一种用于采集和测量海岸带颗粒沉降速度的低成本方法

下沉海洋颗粒是通过生物泵调控碳输出的关键过程，但在许多近海环境中，对下沉动力学的直接测量仍然有限。其障碍之一在于，现有大多数方法需要昂贵的仪器和大型科研平台。在此，我们提出了一种低成本、模块化的方法，用于富集快速下沉颗粒，并在受控条件下测量其单颗粒下沉速度。该方法将用于野外颗粒分级的大型沉降罐（110 L）与基于视频的追踪系统相结合，以量化天然海洋颗粒的下沉行为。下沉速度测量腔的三侧被一个温度可控的水浴腔包围，从而最大限度减少测量过程中的平流问题。后处理 Python 脚本可为大量颗粒输出下沉速度、颗粒尺寸、圆形度以及基于 RGB 的属性。该方法的准确性通过参考微珠进行了验证，其已知理论下沉速度由斯托克斯定律推导得出。在波罗的海的现场布放表明，该方法能够成功富集快速下沉颗粒，并可在科研船和小型船只上稳定运行。与现有方法相比，该方法在保持颗粒分辨测量能力并兼容补充性生物地球化学分析的同时，显著降低了后勤和经济门槛。这使得在当前碳输出研究中代表性不足的环境中，更广泛地观测下沉颗粒过程成为可能。

下沉海洋颗粒是通过生物泵调节碳输出的关键过程，然而在许多近海环境中，对下沉动力学的直接测量仍然有限。其障碍之一在于，大多数现有方法需要昂贵的仪器设备和大型科研平台。本文提出了一种低成本、模块化的方法，用于富集快速下沉颗粒，并在受控条件下测量其单颗粒下沉速度。该方法将用于现场颗粒分级的大型沉降罐（110 L）与基于视频的追踪系统相结合，从而定量表征天然海洋颗粒的下沉行为。

下沉速度测量室的三侧由一个温度控制水室环绕，从而最大限度减小测量过程中平流的问题。后处理 Python 脚本可为大量颗粒提供下沉速度、颗粒尺寸、圆形度以及基于 RGB 的特征参数。该方法的准确性通过参考微珠进行了验证，这些微珠具有依据斯托克斯定律推导的已知理论下沉速度。在波罗的海的现场布放表明，该方法能够成功富集快速下沉颗粒，并可在科研船和小型船只上稳定运行。与现有方法相比，该方法在保持颗粒分辨测量能力以及与补充性生物地球化学分析兼容性的同时，显著降低了后勤和经济门槛。这使得当前在碳输出研究中代表性不足的环境中，下沉颗粒过程的观测覆盖范围得以扩大。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.11.730824v1?rss=1

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