Method Article

Wizualizacja danych oceanograficznych w celu zobrazowania długoterminowych zmian w fitoplanktonie

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

Tutaj prezentujemy protokół przekształcania obrazów mikroskopowych fitoplanktonu w grafikę wektorową i powtarzalne wzory, aby umożliwić wizualizację zmian w taksonach fitoplanktonu i biomasie na przestrzeni 60 lat. Protokół ten reprezentuje podejście, które można wykorzystać dla innych szeregów czasowych planktonu i zestawów danych na całym świecie.

Abstract

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

Oceanograficzne szeregi czasowe dostarczają ważnej perspektywy na procesy środowiskowe w ekosystemach. Długoterminowa seria czasowa planktonu w Narragansett Bay (NBPTS) w Narragansett Bay, Rhode Island, USA, reprezentuje jedną z najdłuższych serii czasowych planktonu (od 1959 roku) tego rodzaju na świecie i stanowi wyjątkową okazję do wizualizacji długoterminowych zmian w ekosystemie wodnym. Fitoplankton stanowi podstawę sieci pokarmowej w większości systemów morskich, w tym w Zatoce Narragansett. Dlatego tak ważne jest informowanie o ich znaczeniu dla 2,4 miliarda ludzi żyjących w obrębie oceanu przybrzeżnego. Opracowaliśmy protokół, którego celem jest wizualizacja różnorodności i wielkości fitoplanktonu poprzez wykorzystanie programu Adobe Illustrator do konwersji mikroskopijnych obrazów fitoplanktonu zebranych z NBPTS na grafikę wektorową, którą można z czasem przekształcić w powtarzające się wzory wizualne. Do konwersji obrazu wybrano taksony licznie występujące lub stanowiące zagrożenie ekonomiczne i zdrowotne, takie jak szkodliwe taksony zakwitu glonów, Pseudo-nitzschia spp. Następnie stworzono wzorce różnych obrazów fitoplanktonu w oparciu o ich względną obfitość dla wybranych dekad zebranych danych (lata 1970., 1990. i 2010.). Dziesięcioletnie wzorce biomasy fitoplanktonu informowały o zarysie każdej dekady, podczas gdy gradient kolorów tła od niebieskiego do czerwonego został wykorzystany do ujawnienia długoterminowego wzrostu temperatury obserwowanego w Zatoce Narragansett. Na koniec wydrukowano duże panele o wymiarach 96 cali na 34 cale z powtarzającymi się wzorami fitoplanktonu, aby zilustrować potencjalne zmiany w obfitości fitoplanktonu w czasie. Projekt ten umożliwia wizualizację dosłownych zmian w biomasie fitoplanktonu, które są zazwyczaj niewidoczne gołym okiem, przy jednoczesnym wykorzystaniu danych szeregów w czasie rzeczywistym (np. biomasy i obfitości fitoplanktonu) w samym dziele sztuki. Reprezentuje podejście, które można wykorzystać w wielu innych szeregach czasowych planktonu do wizualizacji danych, komunikacji, edukacji i działań informacyjnych.

Introduction

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

Fitoplankton jest głównym producentem reprezentującym podstawę sieci pokarmowej w ekosystemach wodnych1,2. Podczas gdy programy monitorowania fitoplanktonu są kluczem do identyfikacji obecnych i przyszłych zmian w ekosystemach morskich, ich wsparcie z czasem maleje 3. Ze względu na stosunkowo krótki czas generacji i ograniczoną mobilność fitoplankton jest szczególnie wrażliwy na zmiany klimatu, co czyni go ważnym narzędziem w monitorowaniu szeregów czasowych. Szeregi czasowe fitoplanktonu są również ważne dla informowania o zarządzaniu dostępnością zasobów w oparciu o ekosystem i zapewn....

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

Protocol

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

1. Przekształcanie obrazów fitoplanktonu w grafikę wektorową

  1. Wybierz mikroskopijne obrazy fitoplanktonu wykonane z Narragansett Bay Long Term Plankton Time Series (NBPTS) jako pliki .JPG, .PNG lub .PDF (Rysunek 1A).
    UWAGA: Taksony obejmują Thalassiosira nordenskioeldii, Thalassionema nitzschioides, Tripos spp., Odontella aurita, kompleks gatunkowy Skeletonema, Chaetoceros diadema, Eucampia zodiacus, Dinophysis spp. i Pseudo-nitzschia spp. Zdjęcia wykonano za pomocą mikroskopu świetlnego.
  2. Otwórz specjalny edytor grafiki wektorowej lub ilustr....

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

Results

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

Wyniki dokumentują spadek biomasy fitoplanktonu od lat 1970-tych przez 1990-te do 2010-tych (Rysunek 1). Wszystkie dekady wykazywały bimodalny pik stężenia chlorofilu a (chl a), przy czym pierwszy pik występował zimą, a drugi latem. W latach siedemdziesiątych XX wieku średnia chl a była wyższa zimą niż latem. Z kolei w latach dziewięćdziesiątych XX wieku wykazano niższy chl a zimą niż latem. W latach 2010-tych powróciło wyższe średnie stężenie chl a zimą ni.......

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

Discussion

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

Kluczowe etapy protokołu obejmują uzyskanie mikroskopijnych obrazów fitoplanktonu i przekształcenie ich w grafikę wektorową. Wykonanie obrazów fitoplanktonu, które nie są zauważalne gołym okiem, na tyle dużych, że można je zobaczyć bez szkła powiększającego na muralu, pomaga ożywić je dla widza. Aby ten mural był nie tylko dziełem sztuki, ale także metodą wizualizacji danych, ważne jest, aby włączyć do projektu zaobserwowane dane. W przypadku muralu fitoplanktonu, cykle roczne chlorofilu a (chl a), któr.......

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

Disclosures

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

Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.

Acknowledgements

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

Badania były wspierane przez National Science Foundation (OIA-1655221, OCE-1655686) i Rhode Island Sea Grant (NA22-OAR4170123, RISG22-R/2223-95-5-U). Dziękujemy wielu kapitanom za pomoc w terenie oraz wielu studentom i badaczom, którzy zbierali dane od 1970 roku. Dziękujemy Stewartowi Copelandowi i Georgii Rhodes za opracowanie projektu Vis-A-Thon, w ramach którego powstał mural z planktonu, a także Rafaelowi Attiasowi z Rhode Island School of Design za jego artystyczne wskazówki podczas opracowywania projektu.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Adobe IllustratorAdobew wersji 23.0.6Darmowe alternatywy obejmują: Inkscape, GIMP, Vectr, Vectornator
Eclipse E800NikonECLIPSE Ni/Ci Terazzastąpiony przez Eclipse Ni-U
Drukarka wielkoformatowa Epson EpsonSCT5475SR
Heavy Matte PaperEpsonS041596
RStudioRstudio, PBCw wersji 2022.07.1Wystarczy dowolne statystyczne narzędzie programowe
Mikroskop pionowy

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