在自然界生態(tài)系統(tǒng)中,，生物擾動作為關鍵生態(tài)過程，深刻影響著沉積物的物理化學特性與生態(tài)功能,。這一過程是指棲息于沉積物中的生物,，通過攝食、掘穴,、移動等生命活動,，破壞沉積物原始膠結結構與沉積構造，進而顯著改變沉積物物理,、化學和生物過程,。在水/沉積物這一重要生態(tài)界面，生物擾動的作用尤為突出,，其不僅維系著水體生態(tài)系統(tǒng)平衡,，更與人類健康、生態(tài)安全存在緊密關聯(lián),。然而,，長期以來，學界對生物擾動影響的研究多局限于定性描述,，缺乏系統(tǒng)性定量分析,，難以精準揭示其內(nèi)在機制。隨著科技發(fā)展,，平面光極技術的出現(xiàn)為生物擾動研究帶來新契機,，憑借技術優(yōu)勢，為解析生物擾動對水/沉積物體系的影響提供了全新視角與數(shù)據(jù)支撐,。

一,、生物擾動對水/沉積物體系的多元影響

生物擾動在水/沉積物體系中扮演著復雜而關鍵的角色，其影響貫穿物理,、化學和生物多個維度,。

1. 重塑沉積物物理結構：生物活動能夠破壞沉積物原生結構，形成生物擾動構造與痕跡化石,。這些新構造改變沉積物孔隙度,、滲透率等物理特性，顯著影響物質遷移轉化過程,。以顫蚓為例,，其在沉積物中的頻繁活動，能夠增強重金屬離子（如Cu2?）的遷移能力,，改變重金屬在水/沉積物體系中的空間分布格局,。

2. 驅動化學過程變化：生物呼吸,、有機質分解等代謝活動產(chǎn)生的化學物質，與沉積物中各組分發(fā)生復雜化學反應,，引發(fā)pH值,、氧化還原電位等關鍵化學參數(shù)波動。這些參數(shù)變化又反過來影響沉積物性質與生物活動,，形成動態(tài)反饋調節(jié)機制,，深刻影響水/沉積物體系的化學平衡。

3. 調控生物群落演替：生物擾動改變沉積物微環(huán)境,，為生物提供多樣化棲息空間與食物資源,，促進生物多樣性提升；但同時也可能破壞部分物種的生存環(huán)境,，導致局部物種豐度變化,，對生物群落結構與生態(tài)功能產(chǎn)生重要影響。

二,、平面光極技術的革新突破

平面光極技術是基于熒光分析原理發(fā)展起來的原位實時監(jiān)測技術,。該技術通過將熒光指示劑固定于平面基質，結合數(shù)字成像技術,，能夠實時獲取目標物質二維空間分布信息,，在水/沉積物體系研究中展現(xiàn)出優(yōu)勢。

1. 多參數(shù)實時監(jiān)測：構建的多參數(shù)平面光極系統(tǒng),，可同時對pH值,、溶解氧（DO）、二氧化碳分壓（pCO?）等關鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測,，為全面解析生物擾動對水/沉積物體系的影響提供豐富數(shù)據(jù),。

2. 高靈敏度與選擇性：憑借高靈敏度與信號選擇性，平面光極技術能夠捕捉生物擾動引發(fā)的細微變化,，并通過圖像處理技術直觀呈現(xiàn),，助力研究人員深入探究生物擾動作用機制。

3. 實用優(yōu)勢顯著：該技術操作簡便,、成本可控且可重復使用,，具有良好的應用適應性與推廣價值。

生物擾動對水/沉積物體系的影響廣泛而深遠,，平面光極技術的應用為該領域研究開辟了新路徑,。智感環(huán)境團隊基于平面光極技術，成功研發(fā)封閉式平面光極設備,，并將其應用于沉積物-水微界面,、水生動植物及土壤植物根際環(huán)境研究。該設備具備以下特性：

1. 可快速實時獲取區(qū)域DO/pH/CO?分布信息,；

2. 封閉式箱體設計滿足暗室測定需求,；

3. 軟硬件配套,，實現(xiàn)校準、圖像采集與處理一體化,；

4. 非侵入式測量,，不破壞原生環(huán)境；

5. 高像素CMOS相機保障毫秒級時間分辨率與亞毫米級空間分辨率,。