硅藻应用于水环境监测中的基本原理

硅藻在水生生态系统中具有基本的生态作用。它们是生态系统功能的关键参与者，负责地球上高达 20-25% 的有机碳固定量，还支持初级生产力和养分循环，例如磷、氮和二氧化硅。在淡水生态系统中，虽然偶尔以浮游细胞的形式存在于水流中，但它们一般被认为是底栖物种，即附着在水生植物、石头、沉积物等基质上。它们对营养物质、有机和无机微污染物变化极为敏感的反应，而且种类多分布广。这种形态和生态特征使其成为富营养化、化学和有机污染等水环境化学状态的最佳生物指标之一，因此揭示了它们在水质评估中的重要性。

硅藻生长周期短且生命脆弱，所以温度、 pH、盐度、有机污染物、无机养分和重金属等环境参数的变化都会对硅藻群落造成影响，这使得它们对非点和点源污染都很敏感，比其他生物群响应更快，因此可以作为是溪流和河流水文变化的指示性指标 。

监测水质的需要导致通过单一、简化的指标制定标准化的采样协议和评估方法。用于水质评估的最广泛的基于硅藻的指数是基于经典分类学，直至属和最常见的物种。这些基于分类的硅藻指数基于硅藻群落的组成和相对丰度。其发展背后的主要概念是每个物种都有特定的环境要求，并且具有不同的发生程度（指标值）和对污染的不同敏感性（敏感性值）。大多数已开发的指数都基于 Zelinka 和 Marvan (1961) 公式，该公式根据系统的状态说明了每个物种的相对丰度及其指标和敏感性值。其他指数侧重于营养污染、有机污染、酸化或重金属污染。

硅藻中的一些环境指示种

清洁指示种

微小曲壳藻(Achnanthes minutissima) 、圆瘤棒杆藻( Rhopalod iagibba) 、结膜窗纹藻( Epithem iaadnata)、念珠等片藻(Diatom amoniliformis)等则生活在总磷浓度低的水体中，指示贫营养状态。

污染指示种

沟链藻(Aulacoseira alpigea)、梅尼小环藻(Cyrclotella meneghiniana)、极小异极藻( Gomphonem aparvkulum )、微型舟形藻(Navicula subminiscula) 、普通菱形藻(Nitzsch iacommunis) 、小型冠盘藻(Stephanodiscus parvus) 等。

特殊环境指示种

如广缘小环藻则是酸化水体常见的硅藻种，箱形桥弯藻、尖针杆藻等为清洁带指示生物,对污染敏感。亚平滑曲壳藻、冬季等片藻为中污带指示生物,具一定的耐污性。微小异极藻、谷皮菱形藻为多污带指示生物,且耐污性强。冬生等片藻和等片藻可作为净泉水的指示生物。肘状针杆藻和草鞋形波缘藻分别是重金属锌和酚污染的指示生物。普通等片藻为油污染的指示种。