赛莱默创新水下航行器加深人们对有害藻华的认识
该装置为加州克利尔湖的研究人员提供了无与伦比、前所未有的全湖探测数据。
位于加利福尼亚州的克利尔湖(Clear Lake)是北美的重点监控湖泊之一，这里的有害藻华问题十分严重。为了更好地了解导致湖中藻类大量繁殖的原因，来自洛杉矶南加州大学和南加州海岸水研究所(SCCWRP)的研究人员选择了赛莱默YSI品牌的i3XO EcoMapper。这款自主水下航行器潜入该湖的各个地方，捕获水深、水质和水温等数据，为研究人员提供了前所未有的高分辨率藻华数据。
虽然藻类植物是地球上绿色生命的起源，它们所释放的氧气占大气含氧量的50%，但当这些藻类不受控制地生长时，就会形成有害藻华，对地表水质造成严重威胁。从影响饮用水的口感和气味，到产生可能使动物和人类生病的强大毒素，有害藻华的影响范围很广。
有很多种藻类植物会产生毒素，每种藻类都能适应不同的环境条件，生命力十分顽强。造成有害藻华的主要原因有据可查，例如水体中营养物质过多，尤其是氮和磷。此外，气候变化导致的温度升高也为产生毒素的藻类生长提供了条件。
在研究克利尔湖有害藻华问题上遭遇重重挑战
克利尔湖是加州最大的淡水湖，面积达27.4平方公里。它大约有250万年的历史，也是北美最古老的湖泊。有害藻华是克利尔湖社区最为关心的问题之一，因为有18家饮用水公司以该湖为水源，向4万多居民供水。
科学家们知道，这里出现有害藻华可能是温度和富营养化的结果，富营养化就是含有营养元素的肥料流入湖中，导致植物和藻类过度生长。研究人员想要对藻华有深入的了解，但无奈离散样本提供的数据有限，而且克利尔湖由三个湖叉组成，特征各异，情况比较复杂。
虽然离散样本提供了该湖在特定位置、特定时间的重要信息，但研究人员还需要了解湖泊的物理结构和不同水深处（水柱）的变化情况对藻华的影响。
使用创新技术展开新研究
最近在克利尔湖进行的一项研究项目旨在利用赛莱默的YSI技术来解决其中的一些挑战。其中的一个关键目标是将有关水柱和环境参数的新数据与从离散水样中收集到的其他数据联系起来。
该项目的首席研究员、南加州大学的David Caron博士写道：“如果我们能通过空间和时间将这些不同的信息联系在一起，就能得到关于克利尔湖中浮游生物的物种演替和营养互作的一手信息。”
克利尔湖的面积如此之大，要将整个湖的数据全部联系起来并不容易，但这对于了解导致藻华和毒素的生物过程又是至关重要的。该研究还旨在帮助研究人员先确定从哪里收集离散样本，这个过程耗费的成本比较大。
研究人员与赛莱默通力合作，使用YSI的新一代自主水下航行器 i3XO EcoMapper 对湖泊的有害藻华进行测绘。i3XO可生成高分辨率的水质、水流和水深图。i3XO同时采用了最新的自主水下航行器技术与 YSI的EXO平台, 这是一种智能、野外应用的水质监测系统。
从两个不同尺度对湖水展开研究
研究人员进行这项研究是为了从两个截然不同的空间尺度上对湖泊进行监测。第一个尺度是沿着克利尔湖的三个湖叉的主轴进行，以掌握湖水的整体特征。第二个尺度是对下湖叉海湾的一部分进行高分辨率测绘，目的是详细了解蓝绿藻（蓝藻）及其毒素的分布情况。
研究过程中充分利用了i3XO的传感器功能。每台i3XO都配备了一个 YSI EXO1探测器, 带有用于测量电导率/温度、藻类总数、溶解氧和pH值的传感器。当航行器在不同深度垂直移动时，得到的测量数据可用于构建2D水柱图。该航行器的电池续航能力强，导航定位准确，可以在水下长时间工作，收集更多数据。在一次任务中，该装置用了大约6.5个小时在克利尔湖水下航行超过34公里。
对克利尔湖有了全新的了解
i3XO就该湖及其有害藻华提供了无与伦比、前所未有的探测数据。研究人员现在对该湖的水柱结构有了更好的了解，可以就导致湖中出现有害藻华的关键因素提出可检验的假设。
在全湖范围内获得的数据还给出了关于在何处以及如何利用有限资源来选取采样点的重要信息。之后的任务是将这些数据添加到数据集中，以便进一步了解水质与克利尔湖藻华之间的关系。
了解有关克利尔湖研究的更多信息
下载有关该研究的白皮书: 有害藻华的高分辨率测绘
观看有关该研究的网络研讨会: 借助高分辨率测绘来增进对有害藻华的了解