Method Article

Oceanografische gegevens visualiseren om langetermijnveranderingen in fytoplankton weer te geven

DOI:

10.3791/65571

July 28th, 2023

In This Article

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. Read More ...

Erratum

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Formal Correction: Erratum: Visualizing Oceanographic Data to Depict Long-term Changes in Phytoplankton
Posted by JoVE Editors on 1/01/1970. Citeable Link.

An erratum was issued for: Visualizing Oceanographic Data to Depict Long-term Changes in Phytoplankton. The Authors section was updated from:

Patricia S. Thibodeau1
Jongsun Kim2
1Graduate School of Oceanography, University of Rhode Island
2School of Earth, Environmental and Marine Sciences, The University of Texas - Rio Grande Valley

to:

Patricia S. Thibodeau1
Jongsun Kim2
1School of Marine and Environmental Programs, University of New England
2School of Earth, Environmental and Marine Sciences, The University of Texas - Rio Grande Valley

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hier presenteren we een protocol voor het omzetten van fytoplankton microscopische beelden in vectorafbeeldingen en repetitieve patronen om visualisatie van verschuivingen in fytoplanktontaxa en biomassa over 60 jaar mogelijk te maken. Dit protocol vertegenwoordigt een benadering die kan worden gebruikt voor andere planktontijdreeksen en datasets wereldwijd.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Oceanografische tijdreeksen bieden een belangrijk perspectief op milieuprocessen in ecosystemen. De Narragansett Bay Long-Term Plankton Time Series (NBPTS) in Narragansett Bay, Rhode Island, VS, vertegenwoordigt een van de langste planktontijdreeksen (1959-heden) in zijn soort ter wereld en biedt een unieke kans om langetermijnveranderingen binnen een aquatisch ecosysteem te visualiseren. Fytoplankton vormt de basis van het voedselweb in de meeste mariene systemen, waaronder Narragansett Bay. Daarom is het van cruciaal belang om hun belang over te brengen aan de 2.4 miljard mensen die in de kustoceaan leven. We hebben een protocol ontwikkeld met als doel de diversiteit en omvang van fytoplankton te visualiseren door Adobe Illustrator te gebruiken om microscopische afbeeldingen van fytoplankton verzameld uit de NBPTS om te zetten in vectorafbeeldingen die in de loop van de tijd kunnen worden aangepast aan repetitieve visuele patronen. Numeriek overvloedige taxa of taxa die een economische en gezondheidsbedreiging vormden, zoals de schadelijke algenbloeitaxa, Pseudo-nitzschia spp., werden geselecteerd voor beeldconversie. Patronen van verschillende fytoplanktonbeelden werden vervolgens gemaakt op basis van hun relatieve overvloed voor geselecteerde decennia van verzamelde gegevens (jaren 1970, 1990 en 2010). Decadale patronen van fytoplanktonbiomassa vormden de basis voor de omtrek van elk decennium, terwijl een achtergrondkleurgradiënt van blauw naar rood werd gebruikt om een langdurige temperatuurstijging te onthullen die werd waargenomen in Narragansett Bay. Ten slotte werden grote panelen van 96 inch bij 34 inch geprint met herhalende fytoplanktonpatronen om mogelijke veranderingen in de hoeveelheid fytoplankton in de loop van de tijd te illustreren. Dit project maakt visualisatie mogelijk van letterlijke verschuivingen in fytoplanktonbiomassa, die doorgaans onzichtbaar zijn voor het blote oog, terwijl gebruik wordt gemaakt van real-time seriegegevens (bijv. fytoplanktonbiomassa en abundantie) in het kunstwerk zelf. Het vertegenwoordigt een benadering die kan worden gebruikt voor vele andere planktontijdreeksen voor datavisualisatie, communicatie, onderwijs en outreach-inspanningen.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Fytoplankton is een primaire producent die de basis vormt van het voedselweb in aquatische ecosystemen 1,2. Hoewel fytoplanktonmonitoringprogramma's essentieel zijn voor het identificeren van huidige en toekomstige veranderingen in mariene ecosystemen, neemt hun steun in de loop van de tijd af 3. Door hun relatief korte generatietijden en beperkte mobiliteit zijn fytoplankton bijzonder gevoelig voor klimaatverandering, waardoor ze een belangrijk hulpmiddel zijn bij het monitoren van tijdreeksen. Tijdreeksen van fytoplankton zijn ook belangrijk voor het informeren van ecosysteemgebaseerd....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Fytoplanktonafbeeldingen omzetten in vectorafbeeldingen

  1. Selecteer microscopische fytoplanktonbeelden uit de Narragansett Bay Long Term Plankton Time Series (NBPTS) als .JPG-, .PNG- of .PDF-bestanden (Figuur 1A).
    OPMERKING: Taxa zijn onder meer Thalassiosira nordenskioeldii, Thalassionema nitzschioides, Tripos spp., Odontella aurita, Skeletonema-soortencomplex, Chaetoceros diadema, Eucampia zodiacus, Dinophysis spp. en Pseudo-nitzschia spp. De foto's zijn gemaakt met een lichtmicroscoop.
  2. Open een specifieke software-editor voor vectorafbeeldin....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De resultaten documenteren een afname van de fytoplanktonbiomassa van de jaren 1970 tot 1990 tot 2010 (Figuur 1). Alle decennia vertoonden een bimodale piek in chlorofyl a (chl a) concentratie, waarbij de eerste piek in de winter plaatsvond en de tweede in de zomer. In de jaren 1970 was de gemiddelde leeftijd in de winter hoger dan in de zomer. Omgekeerd vertoonden de jaren 1990 een lagere chl a in de winter dan in de zomer. De jaren 2010 keerden terug naa.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cruciale stappen van het protocol zijn onder meer het verkrijgen van microscopische beelden van fytoplankton en het omzetten ervan in vectorafbeeldingen. Door de afbeeldingen van fytoplankton, die met het blote oog niet waarneembaar zijn, groot genoeg te maken om zonder vergrootglas op de muurschildering te worden gezien, worden ze voor de kijker tot leven gebracht. Om deze muurschildering niet alleen als kunstwerk maar ook als datavisualisatiemethode te realiseren, is het belangrijk om waargenomen gegevens in het projec.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben geen belangenconflicten te melden.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit onderzoek werd ondersteund door de National Science Foundation (OIA-1655221, OCE-1655686) en Rhode Island Sea Grant (NA22-OAR4170123, RISG22-R/2223-95-5-U). We danken de vele kapiteins voor het verlenen van veldassistentie en de vele studenten en onderzoekers die sinds 1970 gegevens hebben verzameld. We danken Stewart Copeland en Georgia Rhodes voor het ontwikkelen van het Vis-A-Thon-project dat de planktonmuurschildering produceerde, evenals Rafael Attias van de Rhode Island School of Design voor zijn artistieke begeleiding tijdens de projectontwikkeling.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Adobe IllustratorAdobeversion 23.0.6Free alternatives include: Inkscape, GIMP, Vectr, Vectornator
Eclipse E800NikonECLIPSE Ni/Ci Upright MicroscopeNow succeeded by Eclipse Ni-U
Epson Large Format PrinterEpsonSCT5475SR
Heavy Matte PaperEpsonS041596
RStudioRstudio, PBCversion 2022.07.1Any statistical software tool will suffice

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cloern, J. E., Jassby, A. D. Complex seasonal patterns of primary producers at the land-sea interface. Ecology Letters. 11 (12), 1294-1303 (2008).
  2. Cloern, J. E., Jassby, A. D. Patterns and Scales of Phytoplankton Variability in Estuarine-Coastal Ecosyste....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Phytoplankton VisualizationOceanographic Time SeriesPlankton Community ShiftsLong Term Plankton DataHarmful Algal BloomsPlankton Imaging TechnologyChlorophyll A BiomassVector Graphic ConversionClimate Change EffectsNarragansett Bay

Related Articles