干旱半干旱区的湖泊盐度变化是其响应气候水文变化的重要方面，然而由于可靠的指标缺乏，重建湖泊盐度变化历史的研究相对较少。硅藻作为一种对水体理化条件高度敏感的藻类群体，在湖泊生态系统中占据重要地位。由于其种类多样、分布广泛、细胞壁由硅质组成、在沉积物中易于保存，硅藻常被用作指示湖泊水质、营养状态及盐度变化的理想生物指标。

本研究基于中国北方86个湖泊的表层沉积物样品，综合分析了硅藻群落组成与环境因子的关系（图1）。在所采集样品中，来自56个湖泊的硅藻保存状况良好且伴随有完整的理化参数数据，可用于定量统计分析。研究结果表明，尽管不同湖区硅藻群落组成存在明显区域差异，但在整个北方地区分布最广、优势度最高的类群包括梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、微小冠盘藻(Stephanodiscus minutulus)和颗粒沟链藻(Aulacoseira granulata)（图2）。

硅藻物种丰富度与香农多样性指数在低-中等电导率(0.26–2.95 mS/cm)下达到峰值，而在高电导率(>20 mS/cm)环境中则显著下降。这一趋势在干旱半干旱的西北地区尤为突出，表明硅藻群落对盐度胁迫具有明显的生态阈值响应特征。主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)结果进一步揭示，电导率(EC)和水深是影响硅藻群落空间分布的最主要环境驱动因子。

基于加权平均偏最小二乘法(WA-PLS)构建的硅藻–电导率转换函数模型表现出良好的预测性能(R²₍jack₎ = 0.74；预测均方根误差RMSEP = 0.14)（图4），说明该模型能够可靠地反映硅藻群落对盐度变化的定量响应关系。本研究硅藻校准集是目前中国北方湖泊最大的现代湖泊硅藻数据集，不仅为定量重建该地区湖泊古环境提供了研究基础，也为未来探讨气候变化背景下湖泊生态系统对盐度变化的响应机制提供了重要的现代生态参考。

本研究以“Modern surface sediment diatom assemblages and conductivity modeling in northern China”为题发表在《Ecological Indicators》上。兰州大学资源环境学院博士生Muhammad Farqan为论文第一作者，黄小忠教授和向丽雄博士为共同通讯作者。合作作者包括清华大学环境学院博士后于思维，以及兰州大学研究生邓佳玉、陈鸿明、王文佳、朱泽州、闫创子、黄宠、刘鑫、穆晓燕和博士后王涛。

本研究得到国家自然科学基金(42401178)、中国博士后科学基金(2024M751255；2025T180095)及中央高校基本科研业务费(lzujbky-2024-pd03）的资助。

论文信息：

Farqan, M., Xiang, L.*, Deng, J., Chen, H., Wang, W., Yu, S., Zhu, Z., Yan, C., Huang, C., Liu, X., Wang, T., Mu, X., Huang, X.*, 2025. Modern surface sediment diatom assemblages and conductivity modeling in northern China. Ecological Indicators 179, 114229. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2025.114229

图1 中国北方地区湖泊表层沉积物采样点分布图

图2 中国北方地区湖泊表层沉积硅藻百分比图谱

图3 湖泊表层沉积物样品环境因子的主成分分析（PCA）图

图4 中国北方地区湖泊表层沉积硅藻–电导率转换函数推导能力评估（观测值与预测值及其残差散点图）