Войти
Изображение профиля отложений (SPI) подводный метод фотографирования границы раздела морского дна и вышележащей воды. Этот метод используется для измерения или оценки биологических, химических и физических процессов, происходящих в первых нескольких сантиметрах осадка, поровой воды и важной донной границы. слой воды. Покадровая визуализация (tSPI) используется для изучения биологической активности в течение естественных циклов, таких как приливы и дневной свет, или антропогенных переменных, таких как кормовые нагрузки в аквакультуре. Системы SPI стоят от десятков до сотен тысяч долларов и весят от 20 до 400 килограммов. Традиционные единицы SPI могут быть эффективно использованы для исследования континентального шельфа и глубин абиссали. Недавно разработанные системы SPI-Scan или rSPI (вращательный SPI) теперь также можно использовать для недорогого исследования мелководных (<50m) freshwater, устьевых и морских систем.
Люди сильно ориентированы на зрение. Нам нравится информация в форме изображений, и мы можем интегрировать множество различных виды данных, когда они представлены на одном или нескольких изображениях. Кажется естественным искать способ непосредственного отображения границы раздела донных отложений и воды, чтобы исследовать взаимодействия животных и отложений в морском бентосе. Rhoads and Cande (1971) сделали снимки границы раздела наносов и воды с высоким разрешением (субмиллиметр) в небольших пространственных масштабах (сантиметры), чтобы изучить структуру бентоса. во времени или в больших пространственных масштабах (километрах) быстро. Разрезав морское дно и сделав снимки вместо физических кернов, они проанализировали изображения вертикального профиля отложений с помощью метода, получившего название SPI. В последующие десятилетия этот метод был усовершенствован за счет ряда механических усовершенствований, а также технологий цифровой обработки изображений и анализа. В настоящее время SPI - это хорошо зарекомендовавший себя подход, принятый в качестве стандартной практики в нескольких частях мира, хотя его более широкое внедрение было затруднено частично из-за стоимости оборудования, его развертывания и трудностей с интерпретацией. Он также потерпел неудачу в некоторых парадигмах. Объем информации, которую человек может извлечь из изображений, в целом, нелегко и многократно сводить к количественным и интерпретируемым значениям (но см. Печ и др., 2004; Ткаченко, 2005). Сулстон и Ферри (2002) писали об этой трудности в связи с изучением генома человека. Электронно-микроскопические изображения их модельного организма (Caenorhabditis elegans) несли много информации, но многие ученые игнорировали их, потому что они не были легко определены количественно, но эта графическая информация в конечном итоге привела к глубокому и поддающему количественной оценке пониманию основных принципов и механизмов. Таким же образом успешно использовался SPI, сосредоточенный на интеграции визуальных данных и нескольких объективно поддающихся количественной оценке параметров при разведке и мониторинге объекта.
Обычные погружения ограничиваются мелководьем. Дистанционный отбор проб более глубоких отложений с высоким содержанием воды часто бывает ненадежным из-за волн изгиба пробоотборника, уплотнения при ударе или неоднородности поверхностных отложений (Somerfield and Clarke 1997). В 1971 году Роадс и Канде описали прибор для решения проблем адекватного наблюдения и сбора илистых отложений. Их оборудование для дистанционного отбора проб позволило получить изображения вертикального профиля отложений на месте и то, что сейчас обычно называют камерами SPI. Устройство в основном представляет собой коробку клиновидной формы, установленную в раме. Коробка имеет наклонную грань из прозрачного акрила и камеру, направленную вниз (рис. 1). Груз вдавливает клин и его внутреннее зеркало в отложения. Зеркало, расположенное под углом 45 ° к прозрачному участку, отражает изображение пронизанной границы раздела отложений и воды на подводную камеру, как в перископ. Чтобы оставаться жестким на глубине, клин заполняется дистиллированной водой.
Рис. 1. Схематический чертеж профильной камеры в частичном разрезе, показывающий люльку в нижнем положении, пересекающую дно. А - провисание троса лебедки; B- маслонаполненный цилиндр; С - шток поршня; D - поршень с отверстием малого диаметра; Электронный аккумуляторный отсек с герконом, F-грузила, G-камера (ориентирована вертикально); H- светлый; I- Гильотина из оргстекла, наполненная дистиллированной водой; J- граница раздела осадок-вода; K- Зеркало под углом 45 °, отражающее профиль раздела отложения и воды под углом 90 ° к объективу камеры. Взято из Роадса и Канде (1971).
Их устройство вернуло изображения, такие как показанные на рисунке 2. На первый взгляд изображения SP могут показаться непримечательными, но анализ десятков изображений позволяет раскрыть широту содержащейся в них информации. На Рисунке 2 сразу видны грубая текстура и содержание воды в осадке. Поскольку разрешение позволяет отображать отдельные песчинки, можно оценить классические текстурные параметры (процентное содержание гравия, песка и грязи) и оценить средний размер зерна. Граница раздела осадок-вода четкая. Если изображение было получено сразу после вставки, это наблюдение указывает на то, что устройство вошло на морское дно с небольшим возмущением. Кроме того, интерфейс отличается. Хотя это и кажется очевидным, на некоторых морском дне вместо дискретной точки перехода имеется пограничный слой взвешенных наносов с широким градиентом плотности. Это состояние имеет фундаментальное значение для многих донных организмов. Также очевидна биологическая активность. При калибровке с использованием традиционных отборных проб или керна в сочетании с несколькими SP-изображениями разрешение позволяет идентифицировать некоторую инфауну, включая трубчатые полихеты сабеллид, разделенную пополам нереиду и насыпь, образованную морским огурцом, как показано на рисунке 2.
. Рисунок 2. Профиль донных отложений на иловом дне глубиной 35 м в заливе Кейп-Код, штат Массачусетс. Место фотографии проходит через фекальную насыпь, произведенную Molpadia oolitica (голотурий). На вершине конуса обитает полихета сабеллид Euchone incolor (A). Заблудшая полихета была разрезана гильотиной (B). Пустоты на глубине образуются в результате кормления M. oolitica (C). Окисленный (бедный сульфидами) осадок светлого цвета простирается примерно на 3 см ниже поверхности осадка. Взято из Роадса и Канде (1971).
Другой важной особенностью рисунка 2 является отчетливое изменение цвета между поверхностными отложениями и более глубокими отложениями. Этот градиент изменения цвета, хотя и непрерывный, известен как кажущаяся глубина неоднородности окислительно-восстановительного потенциала (ARPD) при уменьшении до средней точки перехода. При правильном рассмотрении в сочетании с местной геологией и уровнями биотурбации глубина и характер ARPD могут дать глубокое понимание взаимосвязей между геохимией отложений и биологической активностью. Обзор Graf (1992) поддерживает ранние наблюдения Jorgensen Fenchel (1970) о том, что отложения можно разделить на кислородные, субоксические и бескислородные уровни с фундаментальными последствиями для биоты. Они определили эти границы как встречающиеся на уровне>300 мВ (окислительно-восстановительный потенциал) для кислородных хемоклинов и менее 100 мВ для бескислородных хемоклинов (с субкислородным промежуточным звеном), как показано на рисунке 3. Вертикальное положение этих границ может варьироваться в зависимости от сезона и локально. в ответ на поступление и перемешивание детрита (из-за биотурбации или физически опосредованного перемешивания) со скоростью 1 см d-1. Аноксические отложения имеют тенденцию быть токсичными для большинства животных из-за свободного H 2 S и низкого pH. В этой восстановительной среде также могут выпадать в осадок тяжелые металлы. Некоторые тяжелые металлы, такие как кадмий и медь, стабилизируются в виде сульфидов и не растворяются легко, но могут быстро восстанавливаться и загрязнять воду пограничного слоя, если восстанавливаются кислородные условия (Graf 1992). Проникновение химических веществ из вышележащих вод в эти слои в значительной степени зависит от размера и формы зерен отложений. Используя жидкий индикатор бромида, Дике (в Graf 1992) обнаружил, что только молекулярная диффузия проникает в мягкие отложения на 4 см за один день и на 8 см через 4 дня. Биотурбация может ускорить этот процесс до десяти раз. Таким образом, хемоклины влияют на бентосные организмы и, в свою очередь, на них воздействуют. Помимо эффекта исключения и биотурбации аэробных организмов, Фенчел и Ридл (1970) первыми начали исследования необычной фауны, населяющей субкислые области отложений. Ясно, что инструменты SPI могут многое предложить в подобных исследованиях.
Рис. 3. Разрыв окислительно-восстановительного потенциала (RPD) - послойная концепция Fenchel Reidel (1970). Осадок делится на бескислородный, субкислородный и кислородный слои. Вдоль стенок трубок и нор животных редокс-изолинии вдавлены (см. Jorgensen Revsbech, 1985). Согласно измерениям кислорода с помощью микроэлектрода, так называемый кислородный слой действительно не содержит свободного кислорода по всей глубине. Рисунок взят из Graf (1992).
Роадс и Джермано (1982) разработали список параметров, взятых из SPI, в попытке уменьшить и количественно оценить конкретные экологические атрибуты и сделать их доступными для традиционного статистического анализа. Их список был изменен и уточнен по всей литературе, но суммирован в таблице 1. Некоторые из этих параметров могут быть откалиброваны и воспроизводимы в различных средах обитания. Текстура валовых отложений, вероятно, является наименее спорным и наиболее информативным параметром для составления карт бентических местообитаний и выявления воздействий, изменяющих отложения. Очевидный разрыв окислительно-восстановительного потенциала (ARPD) также может быть важным параметром оценки. Например, одним из сообщенных эффектов устойчивой деятельности аквакультуры для прибрежной среды является осаждение и накопление богатых органическими веществами отложений возле места производства, будь то фекалии и псевдофекалии моллюсков или несъеденная пища и выделения плавниковых рыб. Это может привести к увеличению потребления кислорода отложениями, образованию бескислородных отложений, а также к образованию и выделению вредных газов, таких как метан, H 2 S и CO 2, которые может повлиять на толщу воды, бентическую макрофауну (Pocklington et al. 1994) и мейофауну (Mazzola et al. 1999). Взаимосвязь между инфауной, субкисленными отложениями и органическим обогащением хорошо задокументирована (Weston 1990; Rees et al. 1992; Hargrave et al. 1997). Эта система очень похожа на систему, описанную Пирсоном и Розенбергом (1978), как показано на рисунке 4. Роадс и Джермано (1982) продвинули эту концепцию на один шаг вперед, присвоив категории различным сукцессионным стадиям в попытке интегрировать биотические и геохимические реакции. до органического обогащения. Для надежного использования определения последовательных стадий должны выполняться в биологическом и физическом контексте каждого исследования, обязательно быть субъективными и вряд ли будут более чем информативными для аналитиков. Точно так же большинство параметров, представленных в Таблице 1, зависят от места и исследования. Действуя аналогично конусному пенетрометру, глубина проникновения клина SPI в мягкие отложения может быть обычно полезна в качестве заместителя для осадочной ткани, если она откалибрована, но результаты будут чувствительны к различиям в оборудовании и использовании.
Таблица 1
| ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ SPI | Наблюдение |
|---|---|
| Размер зерна | обычно оценивается визуально; более крупные отложения могут быть количественно определены с помощью автоматического анализа частиц |
| Глубина проникновения призмы | в качестве заместителя для осадочной ткани |
| Грязевые обломки | количество, размер, окисленность или уменьшенная |
| Поверхность осадка рельеф | должен учитывать ориентацию / масштаб изображения |
| Площадь / глубина окислительно-восстановительного потенциала | ARPD |
| Редокс-контраст | Преодоление границ окислительно-восстановительного потенциала |
| Пузырьки газа метана | количество, размер, глубина |
| Углеводороды | H-пятна (Диаз и др., 1993) или спектроскопически (Роадс и др., 1997) |
| Наблюдения на конкретном участке | |
| Биологические Параметры SPI | |
| Эпифауна | количество, таксоны |
| Плотность трубки | количество на линейный сантиметр |
| Кормовые пустоты | эпифаунальные, инфаунальные, смешанные, площадь |
| Видимое видовое богатство | .... |
| Этап сукцессии | I, II или III, определенные в соответствии с моделью Пирсона-Розенберга и моделью Роадса и Джермано (1982) |
| Наблюдения на конкретном участке | конкретная фауна, бактериальные маты и т. Д. |
F Рисунок 4. Диаграмма изменений фауны и структуры донных отложений по градиенту органического обогащения (Pearson and Rosenberg 1978).
Даже с этими ограничениями SPI может быть чрезвычайно мощным инструментом анализа, разведки и мониторинга. Карты типа отложений часто строятся путем отбора проб или керна с последующими днями или неделями лабораторной обработки. После того, как устройство SPI опускается в отложения и записывается изображение, его можно поднимать и опускать повторно без полного извлечения устройства. Такое судно, «прикрепляющее» устройство SPI по заданному маршруту, может обследовать территорию с беспрецедентной экономией по сравнению с физическим сбором образцов. Конечно, существует компромисс между качеством и количеством данных выборки. SPI обеспечивает гораздо больший пространственный охват в течение заданного периода времени за счет подробных дескрипторов отложений, обычно получаемых из физических кернов (анализ текстуры половинного фи, содержание углерода и т.д.). Управление этим балансом является сутью правильного использования SPI и подчеркивает его сильные стороны. Например, Hewitt et al. (2002), Thrush et al. (1999) и Zajac (1999) обращают внимание на ценность интеграции наблюдений за сообществами макрофауны, собранных в разных масштабах, и их применения для описания процессов, происходящих в разных масштабах в пределах неоднородного бентического ландшафта. При оценке вопросов ландшафтного масштаба редко бывает возможно просто и всесторонне произвести выборку всего пространственного экстента с плотными, равнозначно детализированными точками выборки. Исследователь должен найти компромисс между зернистостью сбора данных, размерами фактической единицы выборки (обычно 0,1 м захвата или аналогичный) и расстоянием задержки между элементами выборки, по которому будут интерполироваться результаты (часто от десятков до сотен метров для выборочных образцов). Снимки профиля наносов могут быть эффективным инструментом мониторинга в сочетании с более детальными методами отбора проб, такими как отбор керна макрофауны или непрерывное обследование разрезов отложений (Gowing et al. 1997). Он предлагает точечные данные, которые можно экономично собирать с достаточной периодичностью, чтобы подключать более ресурсоемкие образцы экологически значимым способом. Таким образом, исследование может проводиться во вложенных пространственно-временных масштабах с SPI, обеспечивающим общие карты и взаимосвязь, в то время как другие методы выборки используются для характеристики сообществ и изменчивости в пределах типов местообитаний. Этот тип интеграции необходим для развития нашего понимания и предсказуемости процессов мягких отложений (Thrush et al. 1999; Noda 2004).
SPI использовался для моделирования целостности и производительности закрытых участков дноуглубительных работ (NOAA 2003) и участков сдерживания (например, парламентский комиссар 1995; Gowing et al. 1997)). Детальные акустические исследования полигонов отвалов по своей природе ограничены вертикальным разрешением ок. 10 см (Рамзи 2005). Имеются убедительные доказательства того, что покрывающая порода отвалов менее 10 см влияет на виды макрофауны (Чанг и Левингс, 1976; Маурер и др., 1982; Маурер и др., 1986; Чандрасекара, Фрид, 1998; Шратцбергер и др., 2000; Круз-Мотта и Коллинз, 2004 г.).). Методы обратного рассеяния и высокочастотного гидролокатора бокового обзора могут обеспечить более быструю характеристику протяженности грунта, но только тогда, когда его акустическая отражательная способность или топология достаточно отличается от естественных отложений. Устройства SPI создают изображения границы раздела отложений и воды с субмиллиметровым разрешением. Таким образом, SPI предлагает возможность исследовать морфологию отвалов грунта дноуглубительных работ, уплотнение, веяние, интеграцию с естественными отложениями и, возможно, биологическую активность в масштабе, соответствующем изучаемым ассоциациям макрофауны.. SPI может быть применен и к другим, возможно, более распространенным исследованиям бентических нарушений (). Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим исследование воздействия на бентическую среду гипотетического объекта марикультуры моллюсков. Существует огромное множество подходов к обучению. Существующая информация и доступные ресурсы неизбежно ограничивают любой дизайн. При небольшом количестве информации о типе дна простое разовое исследование пространственного воздействия, подобное показанному на рисунке 5, с восемью участками вдоль изобаты, с получением трех повторных захватов от каждого, является довольно распространенным и умеренно эффективным. Предварительный сбор данных, включая батиметрические, водолазные, буксируемые камеры, ROV или гидролокаторы бокового обзора, вероятно, изменит размещение участка и значительно повысит общую информацию и ценность. Сбор таких данных даже на небольшом участке, таком как этот, требует значительных ресурсов и, вероятно, вызовет перерыв в несколько дней, чтобы позволить обработку данных между первыми полевыми днями и событиями отбора проб (именно эта задержка исключает или уменьшает значение изучения переходных явлений в гидродинамически энергетических областях). Сбор большого количества точечных данных с устройства SPI легко выполняется, когда результирующие снимки бентического характера автоматически помещаются на карту области исследования в реальном времени. Этот подход позволяет быстро категоризировать по одной или нескольким интересующим переменным. В водах <30 m deep it is not unreasonable to expect to collect the 170 SP images indicated in Figure 6 and produce a rough benthic classification map in a single field day. The categories may be based on sediment texture, overburden, specific detritus, biota, etc. Sampling effort can then be allocated to focus on the variability of communities among the gross habitat differences by using grabs as habitat replicates with varying lag. This type of approach produces a broader understanding of the system and permits more informed decisions by increasing the generality of the grab sample data. The SPI evidence can effectively increase the extent from one dimension to at least two. Correlation between physical and biological data collected from the grabs also allows more data to be extracted from the SP imagery by identifying specific features (infaunal species, tubes, mounds, etc.). Furthermore, a detailed analysis of ARPD depths can then be presented as geochemical environment contours.
.
.
Роадс и Джермано (1982) сравнивают методы SPI с тремя другими исследованиями у восточного побережья США. Их работа поместила SPI в общепринятые экологические рамки и впоследствии расширила его привлекательность и ценность как стандартного инструмента мониторинга. Solan et al. (2003) рассматривают более широкий концептуальный сдвиг от традиционных методологий «убить их и посчитать» в исследованиях бентоса и показать, как интеграция SPI и других оптических и акустических технологий с традиционным отбором проб существенно улучшила наше понимание некоторых бентических процессов. Хотя большинство исследований SPI остаются в «серой литературе» (Keegan et al. 2001), появляется все больше и больше разнообразных приложений.Данные получены SPI, были столь же информативными, как и образцы макрофауны по градиенту органического обогащения в системе с умеренным климатом (Grizzle and Penniman 1991). Другие исследования включают исследования Джермано (1992), который исследовал исследовал удаление земснарядами в заливе Хаураки в Окленде, и Хейпа (1992), который суммировал значение SPI, включая отбором проб мейо- и макрофауны вблизи океанской буровой платформы у Немецкой бухты. Румор и Шоманн (1992) представляют, что изображения SP дают важные подсказки и контекст для интерпретации загадочных данных о бентосе. Ранняя работа с использованием SPI для потенциального загрязнения (Diaz et al. 1993) была усовершенствована, чтобы включить более точные измерения с помощью спектроскопии (Rhoads et al. 1997). Smith et al. (2003) исследовали воздействие промыслового трала с использованием SPI, в то время как Солан и Кеннеди (2002) применили использование покадрового SPI для количественной оценки офиуроидной биотурбации. «Диаз и Каттер» (2001) использовали тот же метод для количественной оценки биотурбации норм посредством временного образования и ее связи с проникновением кислорода в отложения. NOAA (2003 и ссылки в нем) сообщает о широкомасштабном использовании SPI для картирования среды обитания, мониторинга материалов дноуглубительных работ и кислородного стресса (Nilsson and Rosenberg 1997) в устьевых, прибрежных и глубоководных средах. Помимо чистого исследования, SPI - это метод, хорошо подходящий для многоуровневого мониторинга и соблюдения. Сейчас это широко признано в стандартной качестве техники (Rhoads et al. 2001). Предлагаемые SPI рациональные подходы ограничивают его более широкое использование. Киган и др. (2001) резюмируют, что SPI «... разработан не как замена традиционным инструментам мониторинга бентоса, как метод исследования и разведки для оптимизации эффективности программ мониторинга бентоса». Далее заявляет:
«... SPI только сейчас они получают широкое признание. Это как-то связано с ограничениями использования средств, препятствующих использованию препятствий, связанных с размером и весом устройства, а также с ограничением использования в грязи и илистомске. Относительно высокая стоимость самой сборки SPI, возможно, наиболее показательна... SPI, как правило, использовался в деятельности, продвигаемой в большей степени правительством и более состоятельными коммерческими консалтинговыми организациями по вопросам окружающей среды, чем более традиционным исследовательским сектором »
системы SPI-Scan [1], также известная как rSPI (ротационный SPI) Брайаном Пааво и Benthic Science Limited, решает проблемы массы и затрат, позволяя пользователям озер и принимных уведомительно экономично запускать системы SPI с малыми судами.
Чтобы сформировать и проверить основные экологические гипотезы сообщества или обратиться к таким приложениям, как оценка воздействия, сохранение и эксплуатация морской среды, необходимо: исследовать сложные взаимодействия между отложениями, организмами и водой. Множество практических методов исследования этого динамического анализа с помощью биологических, химических и физических подходов. Viollier et al. (2003) и Rhoads et al. (2001) дают обзор этой темы, хотя технологии и стандарты быстро меняются. Некоторые методы позволили бентологам обратиться к вопросам «общей» геохимико-биологических взаимодействий и функционирования экосистем. Betteridge et al. (2003) использовали акустическую технологию для измерения динамики на месте в масштабе, соответствующем макрофауне. Их бентические спусковые устройства регистрируют скорость прибрежного морского дна. Бентические камеры использовались для изучения продуктивности реальных сообществ макрофауны при различных режимах течения (Biles et al. 2003). Методы изотопного анализа позволяют проводить исследования пищевой сети и воздействие на всю среду (например, Rogers 2003; Schleyer et al. 2006), которые невозможно было проводить вне лаборатории всего несколько лет назад. Методы короткой последовательной ДНК (например, Институт биоразнообразия Онтарио, 2006 г.) быстро движутся в сторону автоматизированных методов оценки и разнообразия, которые обещают революционизировать бентическую экологию.. Киган и др. (2001) описали отношения между работниками и властями, оценивая давно устоявшиеся, хотя зачастую дорогостоящие и медленные, методологии с новейшими технологическими разработками как иногда противоречащие друг другу. Gray et al. (1999b) сетовали на сильную институциональную тенденцию экологов наносов полагаться на методы отбора проб, разработанные в начале 1900-х годов! Необходимо найти точный баланс. Некоторая инерция парадигмы необходима для использования интеллектуальной преемственности, но ее можно зайти слишком далеко. Физика как наука уже давно столкнулась с этой проблемой и широко охватила новые технологии после создания культуры, которая всегда связывает новые методы с установленными открытиями в период калибровки и оценки. Темпы этого процесса в биологии в целом за последние несколько десятилетий ускорились, а экология лишь недавно подошла к этому горизонту. В этой статье одна из таких технологий - получение изображений профиля (SPI), которая постепенно получает признание и в настоящее время проходит период оценки и калибровки, несмотря на то, что существует с 1970-х годов. Как и многие технологии, указанные выше, требует тщательного применения ее для любого конкретного приложения. Это особенно верно, когда они пересекают важные, хотя часто тонкие, границы ограничений сбора данных. Например, большая часть наших знаний о бентосе была получена с помощью методов точечной выборки, таких как непрерывный сбор данных, как и некоторые методы анализа видеотрансектов (например, Ткаченко, 2005), может потребовать различных пространственных интерпретаций, которые более четко интегрируют неоднородность. Использование методов сбора больших размеров данных (например, Rabouille et al., 2003 для исследований на исследованиях на больших пространственных данных). микроэлектродах. поровой воды). Новые разработки в области SPI предоставляет инструменты для исследования динамических процессов отложений, но также поставленные под сомнение наши способности точно интерполировать точечные данные, собранные с пространственной плотностью, приближающейся к непрерывным наборам данных.. Изображения SP, воплощенные в коммерческой системе REMOTS (Rhoads et al. 1997), являются дорогостоящим (>60 000 новозеландских долларов на момент написания), требуют тяжелого подъемного оборудования (примерно 66–400 кг с полным набором грузов для эффективного проникновения в отложения)) и ограничивается илистыми отложениями. REMOTS не подходит ни для небольших исследовательских программ, ни для работы на мелководье с малых судов, что, вполне возможно, является той областью, где он может быть наиболее полезен. Изучение мелководной суб-приливной среды может быть сложной работой, особенно среди зыбучих песков. Отбор проб макрофауны обычно происходит в субметровом масштабе, в то время как доминирующие физические факторы, такие как воздействие волн и текстура наносов, могут происходить в масштабе всего лишь в несколько метров, даже если они часто разрешаются только в масштабе сотен метров. В такой динамичной среде среды для кратковременных нарушений, таких как насыпь отвалов, требуется картографирование бентоса в мелком пространственном и временном масштабе, что идеально подходит для SPI.
Определяющая характерная характеристика предшествующих устройств SPI призма, содержащая прозрачную поверхность, зеркало и дистиллированную воду, независимо от того, опускается ли устройство в отложения, как перископ, или буксируется по морскому дну. как плуг (Каттер и Диаз, 1998). Чтобы протолкнуть что-либо в отложения, необходимо сместить песчинки и заменить их формирование изображения. Использование клина для перемещения масштабной структуры и силы, увеличивает размер, вес и стоимость строительства и развертывания. Меньший клин, конечно, снизил бы эти требования, но с неприемлемой стоимостью очень малой области выборки (типичное изображение устройства SPI составляет около 300 см). Зеркало еще больше ограничивает форму клина. Для изменения геометрии светового пути не используется радикальная и дорогая оптика, необходимо поддерживать угол 45 ° между поверхностью осадка и плоскостью камеры. Эти ограничения определяют призму SPI как наклонную плоскость (есть треугольную призму, содержащую прямой один угол). При погружении призмы SPI выполняется физическая работа, определяемая классическим уравнением:
W = Fd
, где W = работа, F = сила и d = расстояние. Вытеснение любого осадка требует размера работы для преодоления инерции, так и трения, выполняемых соседними зернами (как статического, так и динамического). Использовать меньшее усилие за счет увеличения размера, которое должно пройти через зерно. Чтобы уменьшить размер устройства SPI, необходимо уменьшить размер работы для данной области изображения. Пребывание в водной среде дает первое преимущество сокращению объема работы. При увеличении содержания воды в отложениях значительно снижаются статические, так и динамические коэффициенты трения при взаимодействии с зерном. В этих больших физических масштабах поведения вязкости очень малы по с трением. Следовательно, псевдо-псевдо-псевдо-упреждающее устройство SPI вытеснять больше и более осадки с меньшей направленной силой. (Конечно, вся масса-энергия сохраняется - требуется больше работы, чтобы закачать воду в отложения - но, по крайней мере, это можно сделать вдали от клина.) Важно четко отделить отложения, которые нужно псевдоожижать и удалить из осадочной ткани. это должно быть неповрежденным..
Смазкаучукою необходимо уменьшить количество требуемых усилий и уменьшить рабочую нагрузку. Зеркало изображения является самым большим препятствием для уменьшения размера зерна, поэтому имеет смысл от него. Существует ряд коммерческих и потребительских линейных сканеров, которые оцифровывают изображение, перемещаясь в плоскости, фиксируя цвет и интенсивность встречающегося света. Планшетные сканеры и цифровые копировальные аппараты являются примерами этой техники. Свет, исходящий от устройства, отражается от сцены и попадает на датчик, расположенный рядом с источником света. Путь света можно складывать и управлять им с помощью ряда промежуточных зеркал и линз к небольшой линейной матрице датчиков или напрямую к большому набору крошечных датчиков. Киган и др. Пришли к выводу, что установка тонкого планшетного сканера в отложения требует намного меньше работы, чем толкание большой призмы. (2001):
«С точки зрения нынешней конструкции, размер призмы в массиве SPI препятствует проникновению во все, кроме более мягких и менее плотных отложений. Когда для лучшего проникновения становится необходимо использовать полный комплект свинцовых грузов (66 кг), с системой трудно работать на небольших судах с ограниченным подъемным оборудованием. Размер и, соответственно, вес можно было бы уменьшить, если бы призму можно было заменить, чтобы она действовала в большей степени как «тонкий копающий нож», вся открытая поверхность которого могла быть сканирована цифровым способом на месте. Такой отвал не только облегчит и обеспечит более глубокое проникновение, но и расширит возможности использования SPI для более плотных, мелких и средних песков. Авторы уже экспериментировали с подходящей обсадной колонной, которая проникает в эти более стойкие отложения на глубину, превышающую 55 см, однако физически прочный сканер, который выдержит ударную нагрузку и будет иметь уровень разрешения, соответствующей цели, еще предстоит определить ».
Инженерные проблемы разрешения, веса, давления и ударопрочности усугубляются сохранением сканера в прямоугольной конфигурации (Patterson et al., 2006). Большая часть подводного оборудования размещается в цилиндрах, потому что цилиндры имеют меньшую площадь поверхности для помещения данного, чем прямоугольный корпус. Для данной области поверхности (изображения) нужно будет сместить меньшее количество зерен осадка на меньшее расстояние при отображении по периметру цилиндра, чем наклонная грань клина. Концептуально просто модифицировать потребительский планшетный сканер так, чтобы его сканирующая головка (содержащая источник света и матрицу датчиков) двигалась по круговой траектории, а не по плоскости, как показано на рисунке 7. Это изменение конфигурации позволяет получить более эффективную геометрию клина. или, как мы увидим позже, допускает его устранение.
. Рис. 7. Изменение траектории сканирующей головки с типичной плоскости, характерной для потребительских сканеров, на круговую позволяет получать изображения той же области с гораздо меньшей перпендикулярной площадью в плане (которая является поверхностью, которая должна проникать в отложения). Эта конфигурация также позволяет использовать цилиндр с улучшенными механическими характеристиками (под внешним давлением), а не коробку.
Целью было получить наибольшую площадь изображения в наименьшем цилиндрическом объеме с помощью планшетного сканера для потребителей. Типичные планшетные сканеры отображают площадь около 220 х 300 мм (660 см), поэтому необходимо было найти систему, которую можно было бы перенастроить, чтобы она поместилась внутри герметичной прозрачной капсулы. В современных планшетных сканерах есть два основных метода визуализации. С 1980-х до конца 1990-х на рынке доминировали системы, которые могли захватывать изображение с любой глубиной резкости. В большинстве таких устройств цифровой обработки изображений используется матрица устройств с зарядовой связью (CCD). В ПЗС дискретные точки светочувствительного материала производят определенный заряд в зависимости от интенсивности падающего на них света. ПЗС-матрица не определяет цвет. В этой технологии сцена освещается, узкая полоса отраженного света от сцены проходит через щель (чтобы исключить свет, исходящий с других направлений), затем концентрируется массивом зеркал (обычно сложенных в коробку) в призму. обычно несколько сантиметров в длину. Призма разделяет свет на составляющие цвета. Небольшие матрицы ПЗС аккуратно помещаются в точку, в которой основные цвета четко сфокусированы. Интенсивности отдельных цветов объединяются в составные значения и записываются компьютером (или электронными узлами сканера) в виде строки пикселей. Затем движущаяся сканирующая головка продвигается на небольшое расстояние, чтобы собрать следующую строку сцены. Таким образом, разрешение по одной оси определяется размером матрицы ПЗС и сфокусированной оптикой, а разрешение по другой оси определяется наименьшим надежным шагом, который может сделать двигатель продвижения сканирующей головки. Оптические узлы сканера этого типа довольно устойчивы к вибрации, в отличие от традиционного источника света (лампы с холодным катодом и сбалансированной цветовой температурой). Поэтому он был заменен массивом твердотельных белых светоизлучающих диодов (СИД). Еще одно преимущество этой замены состоит в том, что источники можно чередовать между белым светом и ультрафиолетом (УФ) с длиной волны около 370 нм. Этот источник ультрафиолетового света позволил прототипу обнаруживать флюоресцирующие материалы (обычно индикаторные минералы или углеводороды).. Была найдена подходящая модель сканирующей головки, которую можно было перенастроить для установки в цилиндр диаметром 80 мм, и стандартный шаговый двигатель сканера был изменен, чтобы поместиться в том же пространстве. Затем весь блок был установлен на шарнире из нержавеющей стали и вращался с помощью подпружиненного фрикционного колеса, прижимавшегося к внутренней стенке цилиндра. Поскольку периметр цилиндра (250 мм) был меньше, чем типичный путь сканирования (300 мм), зубчатая передача двигателя была уменьшена для улучшения разрешения сканирования вдоль пути, полученное изменение геометрии изображения было относительно легко исправить в программном обеспечении захвата изображения.. Полученная в результате сборка показана на рисунке 8.
. Плотная посадка электроники требовала довольно жестких внутренних допусков и прозрачного цилиндра, необходимого для установки во внешний бронированный цилиндр с более узкими допусками. Последнее было необходимо, чтобы избежать зазоров между поверхностью отложений, которую нужно было отобразить, и плоскостью изображения. Разрывы позволяют отложениям опускаться или размазываться, что снижает научную ценность профиля отложений. Автомобильные выхлопные трубы из нержавеющей стали, обжатые гидравликой. В конечном итоге был использован плунжер с точеным конусом из нержавеющей стали (316). Порталы были вырезаны в центральной части, чтобы можно было получить изображение области 210 x 150 мм, разделенной на четыре окна.. Для того, чтобы закачать воду в отложения, чтобы вытеснить одни, но не беспокоить другие, была отлита проникающая головка. Ряд геометрии проникающих головок исследован с использованием моделей в масштабе, прикрепленных к пенетрометру и погруженных в песчаные отложения под водой. Самой эффективной была выбрана остроугольная плоскость с удаленным смещенным коническим участком. В этой конфигурации головка сначала отделяла (сила) отложения, которые должны быть смещены, при этом поддерживая отложения на стенке ствола скважины. Вихрь воды создавался изогнутыми струями воды в коническом дизайне. Эта конструкция сильно нарушила отложения в одном «выхлопном» секторе SPI, но минимизировала возмущение в остальной части. Головка была изготовлена путем пенетрирования нарезания 1,5 кг масла желаемой формы, затем отливки негатива в гипс, внутри формы были установлены водяные струи (медные трубки), сборка была высушена в печи при 70 °. C в течение трех дней, а затем положительно отлили, используя около 7 кг расплавленного свинца. Последняя головка пенетра испытателя на рисунке 10. Перед запуском устройства требовался трос, обеспечивающий электрические и механические соединения с надводным судном, и рама, чтобы гарантировать, что оно входит в морское дно перпендикулярно.
.
Первый прототип построен как экспериментальная проверка концепции. Маловероятно, что стеклянный цилиндр выдержит многократное использование в полевых условиях. Устройство было подвергнуто моделированию SPI-приложения: мониторинг шапки насыпи. Бочка на 450 л была наполнена мелким песком с местного пляжа. Клейкий ил и материал размером с глину были отложены дискретными слоями с песком. Затем сверху укладывали «шапку» из крупного песка и всю бочку наполняли морской водой. Проникновение было удовлетворительным (13 см изображения, еще 15 см для пенетратора), но разрешение было плохим, как и ожидалось.
Опыт создания и тестирования первого прототипа выявил ряд ключевых проблем. Выбранная технология сканирования обеспечивала большую глубину резкости (полезно для определения особенностей поверхности), но требовала большого объема для сборки зеркала (которое необходимо было укрепить, чтобы выдерживать вибрации). Кроме того, броня, опорные фланцы и водопроводные трубы ограничивали дальнейшее проникновение отложений и вызывали их нарушение. Было желательно переместить всю водную галерею в центр модуля сканера, чтобы головки пенетратора можно было быстро менять в полевых условиях. Вероятно, что разные формы будут более эффективными для разных текстур отложений и тканей. Эти решения привели к созданию альтернативной технологии сканирования, которая была разработана и продана в основном в начале 2000-х годов. Он известен под различными названиями, такими как контактное изображение, прямое изображение или непрямое воздействие светодиодами (Патент США 5499112). В этой технологии цепочка светодиодов стробирует основные цвета на плоскости изображения. Освещение имеет решающее значение, поэтому плоскость изображения должна быть близко. Отраженный свет от плоскости формирования изображения направляется в массив световодов, ведущих к элементам ПЗС. Физическое расположение между световодами и плоскостью формирования изображения - вот что ограничивает глубину резкости при использовании этой технологии. Тесты с использованием потребительских сканеров показали, что плоскость формирования изображения может находиться на расстоянии 1–3 мм от сканирующей головки для изображений с полным разрешением, но за пределами этого диапазона быстро снижается. Детали сцены на расстоянии 5 мм или более от сканирующей головки было почти не идентифицировать. Поскольку основная ценность изображений SP - двумерные, это ограничение было небольшим компромиссом для большой экономии места. Твердотельная технология устойчива к вибрации, и зеркала не требуются. К сожалению, УФ-освещение было трудно обеспечить без специально разработанной сканирующей головки, и поэтому он не был включен во второй прототип.. Одним из основных преимуществ SPI является то, что он надежно предоставляет информацию об отложениях независимо от прозрачности воды. Тем не менее, многие приложения SPI, такие как картографирование среды обитания и наземная проверка гидролокаторов бокового обзора, выиграют от получения изображений поверхности морского дна, когда это позволяет видимость. Поскольку трос обеспечивал источник питания и компьютерную связь с надводным судном, добавление цифровой камеры для изображения поверхности морского дна, непосредственно примыкающей к профилю отложений, было еще одним концептуально простым дополнением. Лазерная решетка, окружающая камеру, позволила скорректировать геометрию изображения поверхности морского дна (поскольку оно снято под переменным углом) и его масштаб. Такие изображения обеспечивают более крупную систему отсчета, в которой можно интерпретировать профиль соседних отложений, и позволяют более обоснованно оценивать взаимосвязь между местами обитания нескольких профилей. Продольный разрез второго прототипа с камерой на поверхности морского дна представлен на рисунке 11. Типичная конфигурация развертывания показана на рисунке 12.
Рисунок 11. Продольный разрез второго прототипа имидж-сканера SPI-Scan, произведенного компанией Benthic Science Limited. A) отсек для электроники, B) узел двигателя / зубчатой передачи, соединенный с вертикальным приводным валом, C) один из пяти лазеров, D) ПЗС-датчик поверхности морского дна, E) блок камеры, F) сканирующая головка, G) сменный пенетратор с водяными галереями и форсунки, H) сменное режущее лезвие, I) держатель сканирующей головки, J) центральный канал для воды под давлением, K) цилиндр из прозрачного поликарбоната, L) водяной насос.
Рис. 12. Схема второго прототипа (одна ножка кадра удалена для ясности), как это предусмотрено на месте, с активными масштабными / геометрическими лазерами, исходящими из корпуса камеры на поверхности.
Несколько решений на этапе проектирования повлияли на конечную полезность этого устройства. Система REMOTS хорошо подходит для получения точечных снимков SP на большой глубине с больших судов. Прототипы SPI-Scan были специально предназначены для работы на мелководье с малых судов. Хотя конструкция может быть изменена для работы на большей глубине, использовался трос длиной 50 м, позволяющий эффективно работать на глубине 30 м. Впервые полевые испытания были проведены на глубине 29 м с НИС «Мунида» факультета морских наук Университета Отаго.
Рис. 13. Второй прототип в полевых испытаниях. На фото видно, как он запускается с 6-метрового НИС «Науплиус» (вверху слева) на морском дне, хотя и заблокирован в верхнем положении (вверху справа и внизу слева - лазеры здесь не видны), и начинает рыть песок (внизу справа).
Следующая серия ходовых испытаний проводилась недалеко от аквакультуры с 5-метрового исследовательского судна. Было собрано 78 образов примерно из 20 развертываний. На рисунке 14 представлены два репрезентативных изображения. Цифровые изображения содержат гораздо больше деталей, чем показано на рисунке 15.
Рис. 14. Вот два участка профилей отложений, снятых на расстоянии 1 км от аквакультуры вдоль приливного течения (слева) и поперек (справа). Правые деления шкалы находятся на расстоянии 1 мм друг от друга.
Рисунок 15. Части изображений на рисунке 14 показаны на панелях 6, 7 и 8. Текстура осадка подробно описана на панели 6, многощетинковый червь виден на панели 7, а на панели 8 показан Echinocardium (сердце urchin) в иловом матриксе. На панели 9 изображен дайвер, который показывает сканеру "большой палец вверх", чтобы проиллюстрировать ограниченную глубину резкости второго прототипа. О плохой видимости воды свидетельствует и сильное фоновое освещение. Все деления шкалы указаны в миллиметрах.
Наземный компьютер проставил дату и время сбора непосредственно на изображении SP. Специальное программное обеспечение интегрировало поток данных NMEA от GPS, подключенного к последовательному порту компьютера, чтобы также отметить географическое положение надводного судна (или устройства, если оно исправлено выходным сигналом NMEA от массива маяков акустического позиционирования). Программное обеспечение также использует модификацию графического стандарта GEOTiff для встраивания информации о географическом положении и датах в теги изображений. Это позволяет автоматически размещать SPI и изображения поверхности морского дна в пространственно подходящих положениях при открытии в пакете ГИС. Эта функция позволяет в режиме реального времени оценивать данные о бентосе в полевых условиях для принятия дальнейших решений по отбору проб.
Полевые испытания доказали, что устройство позволяет получать полезные изображения (анализ изображений - это отдельная тема, освещенная в более широкой литературе). Эта технология значительно более рентабельна, чем другие существующие устройства SPI, и может быть развернута с небольших судов (около 5 м) двумя людьми, управляющими легкой рамой или шлюпбалкой. Разработка устройства продолжается с улучшенными геометриями и технологиями проникновения, более гидродинамическими корпусами и дополнительными опциями датчиков. Koenig et al. (2001) рассмотрели некоторые интересные разработки в области оптических датчиков (также известных как оптоды или реактивные фольги), способных определять субсантиметровое распределение кислорода (с использованием метода флуоресценции рутения без потребления энергии) и pH. Очень маленькие датчики окислительно-восстановительного потенциала (Eh) также доступны уже довольно давно. Vopel et al. (2003) продемонстрировали полезность комбинирования таких инструментов при изучении взаимодействия животных и отложений. Эти инструменты могут быть относительно легко интегрированы в формирователь изображений отложений и позволят произвести абсолютную количественную оценку геохимических профилей отложений на небольшом количестве участков, чтобы получить информацию для анализа окружающих изображений SP. Добавление УФ-освещения - это только производственная проблема. Возможности УФ-излучения могут расширить роль SPI в прямом мониторинге загрязнения гаваней или оценке воздействия разливов нефтехимических продуктов. Разрешение изображения SP достаточно высокое, чтобы можно было проводить исследования с использованием индикаторов отложений без дорогостоящего окрашивания, если индикаторный минерал имеет уникальный цвет или флуоресцентные характеристики.. Киган и др. (2001) указали, что одни только химические и физические измерения окружающей среды легко поддаются количественной оценке и легко воспроизводимы, но в целом они плохо контролируют состояние окружающей среды. Биологическая и экологическая теория достаточно развита, чтобы быть полноправным партнером в области экологического законодательства, мониторинга и правоприменения (Karr 1991) и может обеспечить соответствующий местный контекст для интерпретации физико-химических результатов. При типичной оценке воздействия марикультуры на бентос Вестон (1990) обнаружил, что химические измерения отложений (CHN, водорастворимые сульфиды и окислительно-восстановительные меры) воздействия органического обогащения простирались всего на 45 м от фермы, но влияние бентосных сообществ было очевидным для 150 м. SPI может прояснить многие из этих важных биологических параметров. Benthic Science Limited продолжает разработку технологии SPI-Scan.
Betteridge, K. F. E., J. J. Williams, et al. (2003). «Акустическая аппаратура для измерения процессов в донных отложениях и гидродинамики». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии 285: 105–118.
Байлз, К. Л., М. Солан и др. (2003). «Поток изменяет влияние биоразнообразия на функционирование экосистемы: исследование эстуарных отложений на месте». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии 285: 167–177.
Чандрасекара, В. У. и К. Л. Дж. Фрид (1998). «Лабораторная оценка выживания и вертикального движения двух эпибентосных видов брюхоногих моллюсков, Hydrobia ulvae (Pennant) и Littorina littorea (Linnaeus), после захоронения в отложениях». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии 221 (2): 191–207.
Чанг, Б. Д. и К. Д. Левингс (1976). «Лабораторные эксперименты по воздействию сброса воды в океан на бентосных беспозвоночных. 2. Влияние захоронения на сердечного моллюска (Clinocardium nuttallii) и краба Дангенесса (магистр рака)». Технические отчеты: Исследования и разработки в области рыболовства и морских услуг (662).
Круз-Мотта, Дж. Дж. И Дж. Коллинз (2004). «Воздействие вывоза грунта на бентосные образования с мягким дном в тропиках». Бюллетень загрязнения моря 48 (3-4): 270–280.
Каттер, Г. Р. и Р. Дж. Диас (1998). «Новое оптическое дистанционное зондирование и наземная проверка бентосной среды обитания с использованием системы камер профиля вспашки донных отложений Burrow-Cutter-Diaz (салазки BCD)». Журнал исследований моллюсков 17 (5): 1443–1444.
Диаз, Р. Дж. И Г. Р. Дж. Каттер (2001). Измерение на месте взаимодействия организмов и отложений: скорость образования нор, покидание и окисление донных отложений, восстановление. Симпозиум "Организм-осадок". Колумбия, Университет Южной Каролины Press: 19–32.
Diaz, R.J., L.J. Hansson, et al. (1993). «Экспресс-седиментологическая и биологическая оценка отложений, загрязненных углеводородами». Загрязнение воды, воздуха и почвы 66: 251–266.
Фенчел, Т. М. и Р. Дж. Ридл (1970). «Сульфидная система: новое биотическое сообщество под окисленным слоем морского песчаного дна». Морская биология 7: 255–268.
Germano, J. D. (1992). Морское захоронение дноуглубительных материалов: уроки, извлеченные из двух десятилетий мониторинга за рубежом. Окленд, Порты Окленда: 4.
Гоуинг, Л., С. Пристли и др. (1997). «Мониторинг места удаления дноуглубительных работ в заливе Хаураки с использованием зарегистрированных удаленных устройств и других установленных методов отбора проб». Pacific Coasts and Ports '2 (532). Граф, Г. (1992). «Бентосно-пелагическая связь: бентосный обзор». Океанография и морская биология: ежегодный обзор 30: 149–190.
Грей, Дж. С., У. Г. Дж. Амброуз и др. (1999). Выводы и Рекомендации. Биогеохимический круговорот и экология отложений. Дж. С. Грей, В. Г. Дж. Амвросий и А. Шанявска. Дордрехт, Kluwer Academic Publishers: 229–232.
Гризл, Р. Э. и К. А. Пенниман (1991). «Влияние органического обогащения на бентос эстуарной макрофауны: сравнение изображений профиля донных отложений и традиционных методов». Серия «Прогресс морской экологии» 74: 249–262.
Харгрейв Б. Т., Г. А. Филлипс и др. (1997). «Оценка бентосных воздействий органического обогащения морской аквакультуры». Загрязнение воды, воздуха и почвы 99: 641–650. Хейп, К. (1992). «Бентические исследования: резюме и выводы». Серия «Прогресс морской экологии» 91: 265–268.
Hewitt, J.E., S.F. Thrush, et al. (2002). «Интеграция неоднородности в пространственных масштабах: взаимодействие между Atrina zelandica и бентической макрофауной». Серия «Прогресс морской экологии» 239: 115–128.
Джонсон, Б. Х. и П. Р. Шредер (1995). STFATE - Краткосрочная судьба захоронения дноуглубительных материалов в моделях открытой воды., Экспериментальная станция инженеров водных путей армии США. Карр, Дж. Р. (1991). «Биологическая целостность: аспект управления водными ресурсами, которым давно пренебрегают». Экологические приложения 1 (1): 66–84.
Киган, Б.Ф., Д.С. Роадс и др. (2001). Снимки профиля донных отложений как инструмент мониторинга бентоса: введение в «долгосрочную» оценку истории болезни (залив Голуэй, западное побережье Ирландии). Симпозиум "Организм-Осадок". Колумбия, Университет Южной Каролины Press: 43–62.
Кениг Б., Г. Холст и др. (2001). Визуализация распределения кислорода на донных границах раздела: краткий обзор. Симпозиум "Организм-осадок". Columbia, University of South Carolina Press: 63.
Maurer, D., R. T. Keck, et al. (1986). «Вертикальная миграция и гибель морского бентоса в дноуглубительных материалах: синтез». Internationale Revue Der Gesamten Hydrobiologie 71 (1): 49–63.
Маурер Д., Р. Т. Кек и др. (1982). «Вертикальная миграция и гибель бентоса при выемке грунта: часть III - Polychaeta». Исследования морской среды 6 (1): 49–68.
Маццола А., С. Мирто и др. (1999). «Первоначальное воздействие рыбоводных хозяйств на сообщества мейофауны в прибрежных отложениях западного Средиземноморья». Бюллетень загрязнения моря 38 (12): 1126–1133.
Нильссон, Х.С. и Р. Розенберг (1997). «Оценка качества бентосной среды обитания фьорда, подверженного кислородному воздействию, по изображениям профиля поверхности и донных отложений». Дж. Мар. Syst 11: 249–264.
NOAA (2003). Программа описания и восстановления ландшафта (LCR), Центр прибрежных услуг NOAA. 2003.
Нода, Т. (2004). «Пространственно-иерархический подход в общественной экологии: выход за рамки высокой зависимости от контекста и низкой предсказуемости местных явлений». Экология населения 46 (2): 105–117.
Онтарио, Б. И. о. (2006). Штрих-код систем данных о жизни, Институт биоразнообразия Онтарио. 2006. Парламентский комиссар (1995). Удаление дноуглубительных работ в заливе Хаураки: Заключительный отчет Группы технической оценки. Веллингтон, Новая Зеландия, парламентский уполномоченный по окружающей среде: 71.
Паттерсон, А., Р. Кеннеди и др. (2006). «Полевые испытания новой недорогой камеры для визуализации профиля отложений на базе сканера». Лимнология и океанография: методы 4: 30–37.
Пирсон, Т. Х. и Р. Розенберг (1978). «Последовательность макробентоса в связи с органическим обогащением и загрязнением морской среды». Океанография и морская биология: ежегодный обзор 16: 229–311.
Pech, D., A.R. Condal, et al. (2004). «Оценка численности беспозвоночных на каменистом берегу в небольшом пространственном масштабе с помощью цифровой фотографии высокого разрешения и анализа цифровых изображений». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии 299 (2): 185–199.
Поклингтон П., Д. Б. Скотт и др. (1994). Реакция полихет на различную аквакультурную деятельность. Actes de la ème Internationale des Polychètes, Париж, Франция, Mém. Mus. натн. Hist. Nat. Rabouille, C., L. Denis, et al. (2003). «Потребность в кислороде в прибрежных морских отложениях: сравнение in situ микроэлектродов и лабораторных инкубаций керна». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии 285: 49–69.
Райнер, С. Ф. (1981). Донные сообщества мягкого дна в гавани Отаго и заливе Блускин, Новая Зеландия. Данидин, Новая Зеландия, Мемуары Новозеландского океанографического института: 38.
Рамзи С. (2005). Применение RTK GPS для профилирования пляжей с высокой плотностью и точной батиметрии для оценки восстановления отложений в Шелли-Бич, гавань Отаго, Новая Зеландия. Гидрографические изыскания. Данидин, Новая Зеландия, Университет Отаго: 131.
Rees, H.L., S.M. Rowlatt, et al. (1992). Бентические исследования на площадках для захоронения дноуглубительных материалов в Ливерпульском заливе, Министерство сельского хозяйства, рыболовства и продовольственного управления исследований рыболовства: 21.
Роадс, Д. К. и С. Канде (1971). «Камера профиля донных отложений для изучения взаимоотношений организм-донные отложения на месте». Лимнология и океанография 16: 110–114.
Rhoads, D.C., C. Coyle, et al. (1997). Методы и аппаратура для спектроскопических измерений слоев донных отложений под водоемом. Патент США 5,604,582. Соединенные Штаты Америки, Международная корпорация научных приложений (Сан-Диего, Калифорния).
Роадс, Д. К. и Дж. Д. Джермано (1982). «Характеристика взаимоотношений организм-отложения с использованием изображений профиля донных отложений: эффективный метод дистанционного экологического мониторинга морского дна (система Remots (tm))». Серия «Прогресс морской экологии» 8: 115–128.
Роадс, Д.С., Р. Уорд и др. (2001). Важность технологий в исследованиях и мониторинге бентоса: оглядываясь назад, чтобы заглянуть в будущее. Симпозиум "Организм-осадок". Колумбия, Университет Южной Каролины Press: 1-15.
Роджерс, К. М. (2003). «Стабильные сигнатуры изотопов углерода и азота указывают на восстановление морской биоты после загрязнения сточными водами в Моа-Пойнт, Новая Зеландия». Бюллетень загрязнения моря 46 (7): 821–827.
Румор, Х. и Х. Шоманн (1992). «REMOTS профили отложений вокруг буровой установки на юге Северного моря». Серия «Прогресс морской экологии» 91: 303–311.
Schleyer, M.H., J.M. Heilkoop, et al. (2006). «Обследование бентоса на отмели Аливал и оценка воздействия стоков древесной массы на риф». Бюллетень загрязнения моря 52: 503–514.
Шратцбергер М., Х. Л. Рис и др. (2000). «Влияние смоделированного осаждения вынутого грунта на структуру скоплений нематод - роль загрязнения». Морская биология 137 (4): 613–622.
Smith, C.J., H. Rumohr, et al. (2003). «Анализ воздействия донных тралов на осадочное дно с помощью изображений профиля отложений». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии 285: 479–496.
Солан М., Дж. Д. Джермано и др. (2003). «На пути к более глубокому пониманию структуры, масштаба и процесса в морских бентических системах: картина стоит тысячи червей». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии 285: 313–338.
Солан, М. и Р. Кеннеди (2002). «Наблюдение и количественная оценка взаимосвязи между животными и отложениями на месте с использованием покадровой съемки профиля отложений (t-SPI)». Серия «Прогресс морской экологии» 228: 179–191.
Сомерфилд, П. Дж. И К. Р. Кларк (1997). «Сравнение некоторых методов, обычно используемых для сбора сублиторальных отложений и связанной с ними фауны». Исследования морской среды 43 (3): 145–156.
Салстон, Дж. И Дж. Ферри (2002). Общая нить. Вашингтон, округ Колумбия, США, Джозеф Генри Пресс. Thrush, S. F., S. M. Lawrie, et al. (1999). Проблема масштаба: неопределенности и последствия для прибрежных морских сообществ и оценка антропогенного воздействия. Биогеохимический круговорот и экология отложений. Дж. С. Грей, В. Г. Дж. Амвросий и А. Шанявска. Дордрехт, Kluwer Academic Publishers: 195–210.
Ткаченко, К.С. (2005). «Оценка системы анализа видеотрансектов, используемых для выборки сублиторальных эпибиот». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии 318 (1): 1–9.
Виолье, Э., К. Рабуй и др. (2003). «Бентическая биогеохимия: современные технологии и руководящие принципы для будущего исследования на месте». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии 285: 5-31.
Вопель К., Д. Тистл и др. (2003). «Влияние хрупкой звезды Amphiura filiformis (Amphiuridae, Echinodermata) на поток кислорода в отложения». Лимнология и океанография 48 (5): 2034–2045.
Уэстон Д. П. (1990). «Количественное исследование изменений сообщества макробентоса по градиенту органического обогащения». Серия «Прогресс морской экологии» 61: 233–244.
Заяц, Р. Н. (1999). Понимание ландшафта морского дна в отношении оценки воздействия и управления окружающей средой в прибрежных морских отложениях. Биогеохимический круговорот и экология отложений. Дж. С. Грей, В. Г. Дж. Амвросий и А. Шанявска. Дордрехт, Kluwer Academic Publishers: 211–228.
