最新综述 | 土壤硅藻研究进展

作者：张玉克，陈 旭

单位：中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院；武汉大学资源与环境科学学院

卷期：《土壤》2021年第53卷第5期

硅藻是目前水环境监测与评价中最常用的生物指标之一。实际上硅藻还广布于土壤等陆生生境，早在20世纪上半叶，国外学者开始关注丹麦、格陵兰、英国及印度的土壤硅藻组成，虽然此时研究较少，但为后续研究奠定了有利基础。20世纪70年代至90年代，土壤硅藻的相关研究逐渐增多，这一时期的国外研究主要聚焦于极端气候环境中的土壤硅藻，与此同时，国内学者开始关注硅藻在土壤污染监测中的应用。进入21世纪以来，土壤硅藻研究日益增加，尤其是土壤硅藻采样分析方法和分类系统的进一步完善，土壤硅藻的相关文献数量不断增加。该时期土壤硅藻研究分析方法日趋成熟，不再局限于分类学研究，更加关注硅藻在土壤环境监测中的应用。

全球16个不同国家或地区的土壤硅藻调查发现，硅藻物种多样性介于5 ~ 300之间。不同地区的土壤硅藻属种组成略有差异，但总体以耐旱型为主，其中Luticola、Pinnularia、Hantzschia等属种广泛分布于不同地区的土壤中。根据硅藻的生态属性可大致分为3类：（1）以Luticola属为主的嗜碱性属种，主要出现在偏碱性的土壤中；（2）以Pinnularia属为主嗜酸性属种，主要生存于较为湿润的酸性土壤中；（3）可适应不同酸碱环境的普适种。土壤湿度和酸碱度条件是制约硅藻分布的关键环境因子，此外，盐基离子含量和有机质含量等环境因子也会影响硅藻生长与分布。

图1 常见土壤硅藻光学显微镜照片

(a) Luticolacohnii; (b) Luticolap mutipca; (c) Luticola nivalis; (d) Luticola sp1; (e) Surirella angusta; (f) Stauroneislundii; (g) Muelleria sp.; (h) Luticola sp2; (i) Luticola sp3; (j) Cocconeis placentula; (k) Halamphora montana; (l-m)Humidophila contenta; (n) Naviculacincta; (o) Nitzschia amphibia;(p) Pinnularia schoenfelderi; (q) Luticola suecorum; (r) Muelleria gibbula; (s) Hantzschia amphioxys; (t) Pinnularia borealis.

目前土壤硅藻研究处于快速发展阶段，但对其探索仍不够深入，未来可以加强以下几方面的研究：

（1）加强土壤硅藻分类学研究，建立统一的鉴定分析标准；

（2）加强硅藻在土壤污染监测方面的应用研究，明确其对土壤污染的指示意义；

（3）开展不同类型土壤的硅藻对比分析，有利于深入了解土壤硅藻的物种多样性，明确优势属种的环境指示意义；

（4）加强全球土壤硅藻生物地理学研究，建立全球统一的土壤硅藻数据库；

（5）探索硅藻在土壤硅的生物地球化学循环中的作用。