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隨著全球能源危機(jī)與氣候變化的雙重挑戰(zhàn)加劇，開(kāi)發(fā)高效、可持續(xù)的碳中和技術(shù)成為科學(xué)界的核心議題之一。微藻（如小球藻）因其卓越的光合固碳能力、快速生物質(zhì)積累特性及高附加值產(chǎn)物合成潛力，被視為生物能源開(kāi)發(fā)與工業(yè)碳捕獲的理想載體。然而，傳統(tǒng)微藻培養(yǎng)體系受限于光合作用效率的天然瓶頸——包括光能吸收范圍狹窄、光系統(tǒng)II（PSII）電子傳遞速率不足，以及卡爾文循環(huán)中Rubisco酶固碳活性低下等問(wèn)題，導(dǎo)致其規(guī)?；瘧?yīng)用面臨經(jīng)濟(jì)性與產(chǎn)能的雙重制約。

土壤是地球上最大的活躍碳循環(huán)庫(kù)，但近幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，由于人類活動(dòng)（如減少木本植被覆蓋）對(duì)其造成了干擾。土壤有機(jī)質(zhì)檢測(cè)對(duì)評(píng)估土壤肥力、監(jiān)測(cè)土壤污染、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等至關(guān)重要，高光譜成像技術(shù)結(jié)合了光譜分析和成像技術(shù)，能夠在連續(xù)的光譜波段內(nèi)獲取目標(biāo)物體的空間和光譜信息，能夠顯著提升檢測(cè)效率及精度，有助于精準(zhǔn)地評(píng)估土壤健康和質(zhì)量，管理土壤資源，維護(hù)生態(tài)平衡。

食品制造商在保障產(chǎn)品質(zhì)量與安全方面面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，特別是需要精準(zhǔn)識(shí)別食品中的污染物和異物，以確保最終產(chǎn)品的純凈與安全。高光譜成像技術(shù)作為一種創(chuàng)新的檢測(cè)技術(shù)，提供了一種高效、準(zhǔn)確的解決方案。該技術(shù)通過(guò)捕獲每個(gè)像素的光譜數(shù)據(jù)，基于光譜特征精確地區(qū)分食品與各種潛在污染物。更重要的是，高光譜成像技術(shù)能夠在不改變或損壞產(chǎn)品本身的情況下完成檢測(cè)，確保了食品的原有品質(zhì)與完整性，在食品行業(yè)中具有顯著優(yōu)勢(shì)

藍(lán)藻水華會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的水環(huán)境問(wèn)題，隨著社會(huì)的發(fā)展及全球氣候變暖，赤潮或水華現(xiàn)象頻繁發(fā)生，已成為全球重大環(huán)境問(wèn)題之一。近幾十年來(lái)，有害藻華（HABs）對(duì)全球經(jīng)濟(jì)、公共衛(wèi)生、生態(tài)系統(tǒng)和水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響都在增加?？焖?、實(shí)時(shí)地檢測(cè)水體中藻類的群落組成及水質(zhì)情況，不僅可以預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生，還可以掌握赤潮、水華災(zāi)害的爆發(fā)機(jī)理。因此，發(fā)展快速、實(shí)時(shí)的藻類檢測(cè)技術(shù)和水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)對(duì)于預(yù)警及降低經(jīng)濟(jì)損失具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

高光譜成像技術(shù)在動(dòng)物生理生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用是多方面的，它通過(guò)捕獲和分析從紫外到中紅外區(qū)域的光譜信息，為動(dòng)物健康監(jiān)測(cè)、疾病診斷、生態(tài)行為研究等提供了新的視角和方法。例如，利用高光譜成像技術(shù)研究動(dòng)物體色的反射率，分析其適應(yīng)環(huán)境和躲避天敵的機(jī)制；或用于研究動(dòng)物體內(nèi)塑料微粒等污染物的積累情況，評(píng)估環(huán)境污染對(duì)動(dòng)物健康的影響等。