底棲硅藻是一類對河流生態環境變化極為敏感的指示生物,在發達國家早已是環境監測部門的日常監測指標,并基于硅藻的基礎生物學和生態學的研究,建立了多種硅藻指數來評價河流水質健康。然而,大多數硅藻指數都是基于歐洲的河流被創建的,這些硅藻指數還沒有在其它大洲比如亞洲或大洋洲被廣泛應用并驗證其有效性,且適用與否的原因值得科學上的深入研究。
中國科學院武漢植物園副研究員譚香在張全發研究員的支持下,在澳大利亞昆士蘭州東南部和中國漢江上游的亞熱帶河流對比了14種世界范圍內廣泛應用的硅藻指數在評價生態環境的效果。在漢江上游的大多數水質參數比如溶解氧(DO)、總氮(TN)、可溶性反應磷(SRP)和至少一種硅藻指數(Index Diatom Artois-Picardie 和 Trophic Diatom Index)有很好的相關性。然而,在澳大利亞昆士蘭州東南部河流中,大部分環境參數比如有機碳(TOC),氨氮(NH4-N)、總氮 (TN)、可溶性反應磷等表明與硅藻指數沒有任何關系;在漢江上游大部分硅藻指數都能很好的預測水質,漢江上游河流營養和有機物質污染程度較高,PH值變化較低;而在澳大利亞昆士蘭州東南部河流大多數硅藻指數都對pH值變化產生了響應而不是對營養或者有機污染。本研究發現:如果預評價的河流的水質指標變異范圍在當初建立硅藻指數的河流的水質指標范圍之外,硅藻指數的對水質營養的預測作用完全失效。
本項研究得到了國家自然科學基金和中科院國際合作項目的資助,相關研究結果以“Benthic diatom based indices for water quality assessment in two subtropical streams”為題,在微生物學領域重要期刊 Frontiers in Microbiology 上在線發表(Doi:10.3389/fmicb.2017.00601)。
在昆士蘭東南部河流(a) 和漢江上游流域河流(b)的采樣點位置圖
昆士蘭東南部河流和漢江上游流域河流的底棲硅藻優勢種及相對豐度