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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題,，導(dǎo)致其規(guī)模化應(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,，但近幾個(gè)世紀(jì)以來，由于人類活動（如減少木本植被覆蓋）對其造成了干擾,。土壤有機(jī)質(zhì)檢測對評估土壤肥力,、監(jiān)測土壤污染、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，能夠顯著提升檢測效率及精度,，有助于精準(zhǔn)地評估土壤健康和質(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)新的檢測技術(shù),，提供了一種高效,、準(zhǔn)確的解決方案。該技術(shù)通過捕獲每個(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,，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

藍(lán)藻水華會引發(fā)嚴(yán)重的水環(huán)境問題，隨著社會的發(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)境問題之一。近幾十年來,，有害藻華（HABs）對全球經(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,?？焖佟?shí)時(shí)地檢測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)的藻類檢測技術(shù)和水質(zhì)檢測技術(shù)對于預(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)在動物生理生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用是多方面的，它通過捕獲和分析從紫外到中紅外區(qū)域的光譜信息,，為動物健康監(jiān)測,、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,；或用于研究動物體內(nèi)塑料微粒等污染物的積累情況,，評估環(huán)境污染對動物健康的影響等。