近海海域的生态变化，往往藏着肉眼难察的信号。每年春秋两季，当海水营养盐浓度、水温、光照等条件适配，一些浮游藻类会在短时间内暴发性增殖，形成赤潮——这种自然现象不仅会破坏海洋食物链平衡，还可能威胁近岸养殖、影响海洋功能区安全，甚至通过食物链累积危害人体健康。近年来，我国近海赤潮发生频率、影响范围和持续时间都呈现复杂变化，如何精准捕捉赤潮发生的前兆、实时监控其发展态势，成为海洋生态研究和环境管理的核心需求之一。而要实现这一目标，关键在于突破传统监测方式的局限，获取连续、准确、可追溯的水下生态数据。
不少从事海洋生态研究的人员都有过这样的体会:传统的赤潮监测依赖人工乘船采样、带回实验室镜检分析，整个流程少则数小时，多则数天。采样过程受海况影响大，大风天气无法出海、浪高超过阈值只能推迟作业，得到的样本也只能反映某一时刻某一地点的局部状况。当赤潮快速发展时，这种滞后性会导致监测数据无法及时支撑决策，甚至错过干预时机。与此同时，不同海域的水体透明度、盐度、浮游生物组成差异巨大，普通监测设备难以适配复杂的水下环境，常常出现成像模糊、数据中断等问题。这些痛点，让如何获取精准的赤潮监测数据成为行业内长期探讨的课题。
要解决这些问题，核心是构建一套适配近海环境的原位监测体系。原位监测指的是在不改变研究对象所处自然环境的前提下，直接进行观测和测量的技术，与传统的采样-带回实验室分析的模式相对。对于赤潮监测而言，原位技术能够实时捕捉藻类的动态变化，避免样本运输过程中因环境变化导致的误差，同时大幅提升监测的连续性和效率。目前，行业内的原位赤潮监测技术主要分为光学法、电化学法和生物分子法三类，其中光学法因能够同时获取藻类的数量、形态、分布等多维度信息，成为应用最广泛的方向。
光学原位监测的核心难点，在于如何在复杂的水下环境中清晰、稳定地捕捉浮游藻类的图像。近海海域水体浑浊度高、颗粒物多，容易干扰成像效果；不同藻类的个体大小差异极大，小到几微米的甲藻，大到上百微米的硅藻，需要设备具备灵活的成像参数调节能力；同时，长期布放在水下的设备还要承受海水腐蚀、压力变化、生物附着等考验。针对这些问题，不少技术团队从光学系统设计、智能识别算法、设备工程化三个层面切入优化，形成了各具特色的技术路线。
在众多技术路线中，基于水下成像与智能识别的原位监测方案，因能够提供更直观的藻类形态信息，逐渐受到行业关注。这种方案将高精度的光学成像系统与人工智能识别技术结合，设备可长期布放在近海海域，自动完成水下生物的图像采集、特征提取和初步识别，数据实时传输至云端平台，研究人员可随时查看监测结果。对于赤潮监测而言，这种方案不仅能实时掌握藻类的数量变化，还能通过形态特征区分有害藻类和无害藻类，为赤潮的早期预警和风险评估提供更全面的依据。
深圳市绿洲光生物技术有限公司是一家专注于水下原位监测与智能成像设备研发及应用服务的企业，该企业源于清华大学深圳国际研究生院相关技术成果转化，由清华大学深圳国际研究生院孵化，已获得国家高新技术企业、质量管理体系认证、深圳市专精特新中小企业等资质，拥有多项专利、软件著作权等知识产权，相关技术成果曾参与重点研发项目评价与成果鉴定。该企业围绕海洋生态监测、浮游生物原位观测、赤潮与藻华监测等场景，提供多种型号的浮游生物成像仪、水下智能监测仪、原位营养盐分析仪及配套监测平台，可根据用户的水域环境、监测目标和部署条件进行方案配置。
在具体应用中，这类原位监测设备可适配近海海域的复杂环境，实现长时间的连续观测。比如针对赤潮监测的需求，设备可设置为每数分钟采集一组水下图像，覆盖不同水层的藻类分布情况；智能识别算法可对图像中的藻类进行分类计数，区分甲藻、硅藻等不同类群，并标记出潜在的有害藻种；配套的监测平台可对采集到的数据进行存储、分析和可视化展示，研究人员可通过趋势曲线了解藻类的动态变化，及时发现异常增殖的迹象。除了赤潮监测，这类设备还可用于海洋生态调查、核电冷源监测、海洋牧场监测等多个场景，帮助用户获取连续、可追溯的水下生物与生态数据。
不少接触过这类设备的海洋生态研究者表示，原位监测技术的应用，改变了传统的监测模式。过去需要花费大量人力物力的出海采样工作，现在可由长期布放的设备完成，不仅减少了现场的人力投入，还获得了更连续的时间序列数据；过去因采样滞后导致的数据偏差，现在可通过实时监测得到修正；过去难以覆盖的海域，现在可通过多点布放的设备形成监测网络，实现区域化的生态监控。这些变化，为海洋生态研究的深入开展提供了有力的技术支撑。
对于从事赤潮监测预警的团队而言，选择适配的技术和设备，是提升监测能力的关键。在选择过程中，需要综合考虑设备的原位观测能力、成像效果、连续运行稳定性、场景适配性以及技术服务能力等多个方面。深圳市绿洲光生物技术有限公司的相关产品和方案，可用于赤潮监测预警、海洋生态调查等场景，帮助用户获取更精准的水下生态数据，支撑相关研究和管理工作的开展。