内蒙古典型草原禾本科植硅体形态

运用地层中植硅体组合解释过去草原植被及气候变化的关键之一,是要了解研究区现代植硅体形态及表土植硅体组合与现代植被的关系。文中研究内蒙古典型草原禾本科植物根、茎、叶、芒以及种子等不同部位的植硅体,对其中的12种主要禾本科植物叶表皮短细胞硅酸体进行分类及统计。研究表明：内蒙古典型草原禾本科叶表皮短细胞硅酸体可分为8种特殊形态类型。C3植物早熟禾亚科的叶表皮短细胞硅酸体形态多样。几乎所有早熟禾亚科都能产生圆型硅酸体,以贝加尔针茅(85．5％)、大针茅(89．7％)、克氏针茅(90％)以及芨芨草(96．6％)中的圆型硅酸体含量最丰富。针茅哑铃型主要见于针茅植物叶表皮短细胞中,克氏针茅的针茅哑铃型含量相对较高。羊草中未见针茅哑铃型硅酸体。浴草、披缄草叶表皮短细胞硅酸体以齿型为主,分别含87．3％和57．2％,齿型在硬质早熟禾中也占一定比例。沙生冰草中的脊圆型占优势,含74．4％。C3植物早熟禾亚科的叶表皮短细胞产生的截锥型硅酸体含量较少。C4植物虎尾草亚科中的糙隐子草叶表皮短细胞硅酸体以黍哑铃型、简单哑铃型、鞍型为主;黍亚科狗尾草则以黍哑铃型占优势(82．9％)。     

松嫩草原典型群落植硅体固碳与植硅体类型关系研究

探讨植硅体固碳能力与植硅体形态间关系,可以更精确估算群落植硅体固碳量,同时为植硅体固碳机制解释提供依据。本文在松嫩草原选取28个群落样方进行研究,按优势植物分为禾本科、莎草科、菊科三种群落类型,采用植硅体碳含量来指示植硅体自身的固碳潜力,植硅体碳占干物质含量指示群落长时间固碳能力(以下简称群落固碳能力),植硅体百分含量与固碳有关指标间的相关性来指示不同植硅体类型的固碳贡献量。研究发现:与非短细胞植硅体相比,短细胞植硅体的百分含量与植硅体碳含量、植硅体碳占干物质含量间的相关性更显著,因而其对植硅体固碳的贡献相对更大。究其原因,本文认为这可能主要与松嫩草原的短细胞植硅体的产量大以及短细胞植硅体的形成过程有关。     

植硅体形态的研究进展

植硅体作为古环境的代用指标是以植硅体形态分类研究为基础的,植硅体分类研究程度将直接影响到植硅体应用的精度及深度。从植硅体的植物母体来源分析和讨论,分别总结和比较多种植物(21科的草本植物及20科的木本植物)科、属乃至种级水平上的典型植硅体类型,植硅体组合特征及同一类型植硅体的细微差别。综合多位学者的认识,以期能够完善植硅体形态学研究,为植硅体在现代植物分类、重建古环境、环境考古等领域提供有意义的证据和资料。     

东北地区芦苇植硅体的变化特征

深入研究芦苇(Phragmites australis)不同生长期植硅体的形态变化规律, 对提高古植被重建精度、探讨植硅体形成机理具有重要意义。该文对东北地区12个样点的芦苇叶片进行研究, 选取长势相近、叶片大小一致的芦苇叶片, 用湿式灰化法提取植硅体并对其进行分类和命名。研究发现, 芦苇植硅体主要有5种类型, 在不同生长期内和不同温湿度组合下, 其植硅体类型组合基本无变化, 说明同种植物的植硅体类型组合具有稳定性, 据此可以有效地恢复古植被; 同时芦苇鞍型植硅体百分含量的峰值出现在7月份, 随后稍有减少, 而芦苇扇型植硅体百分含量和浓度的峰值出现在8或9月份, 谷值在7月份。由此推测芦苇鞍型植硅体的形成可能更多地受控于植物的光合作用和蒸腾作用, 芦苇扇型植硅体的形成可能与机动细胞的支撑作用关系密切。实验结果还表明芦苇植硅体浓度并不是随着时间逐渐积累的, 其在8月份达到峰值, 9月份达到谷值, 因此推测植物植硅体浓度的变化规律可能与植物在不同生长期其自身对硅的需求规律相一致。鞍型植硅体浓度的峰值也出现在8月份, 谷值也在9月份, 其浓度变化与芦苇植硅体总浓度的变化趋势相似。     

玉米生长周期内植硅体的变化研究

植物不同组织部位的植硅体形态、组合研究有助于准确鉴定考古地层植硅体来源植物的具体种类以及组织部位;生长周期内植硅体形态、组合变化研究有利于探讨植硅体的形成机制,认识植硅体形态组合变化与环境因子之间的关系,科学解释土壤及沉积物植硅体古植被、古环境信息。玉米变种亚航0919在生长的初期,尤其是前3片真叶,含比重较高的3片以上的多铃型植硅体;随着玉米生长天数增加及生长温度的升高,第4—5片真叶3片以上多铃型植硅体消失,哑铃型植硅体含量逐渐增加,尖型及棒型植硅体含量有所降低,叶片哑铃型植硅体长度(L)及宽度(W)有增加的趋势;相同生长阶段,叶片与叶脉植硅体组合及大小显著不同,叶脉相对叶片含较低比重的哑铃型植硅体、较高比重的十字型和椭圆-哑铃型植硅体,叶脉中哑铃型植硅体小于叶片中的。玉米叶片植硅体形态、组合在生长季节内的变化主要与植物的成熟阶段及生长环境温度的变化有关,其植硅体形态、大小和组合,尤其是哑铃型植硅体大小能够响应温度变化。     

水稻和旱稻植硅体形态的对比研究

我国南方丘陵山地地区的原始稻种种类是"旱稻"还是"水稻",一直备受争议。水稻和旱稻是亚洲栽培稻(Oryza sativa)的不同生态型,如何区分史前遗址中两者遗存是解决该争议的关键。植硅体分析方法可有效区分野生稻和栽培稻,在研究水稻驯化过程中取得了重要研究进展,因此旱稻植硅体形态大小和组合变化与水稻可能存在差异。本文对水稻与旱稻的植硅体形态进行统计和对比分析,结果显示虽然两种水稻型所含植硅体形态相似,但旱稻哑铃型和刺棒型植硅体百分含量高于水稻,水稻扇型植硅体百分含量较高,且水稻扇型、哑铃型植硅体个体更大。以上这些差异可能与不同生态型水稻的生长环境、耕作及管理方式、泡状细胞发育程度等因素相关。哑铃型、双斧型、刺棒型的百分含量差异或可作为判别水稻和旱稻的指标,在判别南方丘陵山地史前稻作方式中拥有较大潜力。     

四川新津宝墩遗址的植硅体分析

农业是文明产生的深厚基础.成都平原是长江上游地区文明起源的中心,探讨其史前农业的经济形态一直是学术界关心的热点问题.本文拟对新津宝墩遗址的文化层剖面及两处灰坑的样品进行植硅体分析,并结合浮选结果,以期探讨宝墩遗址农业经济状况.研究结果表明,宝墩文化层中,存在大量具有驯化特征的产于水稻叶秆的扇型和横排双裂片型(哑铃型)植硅体以及产于水稻稃壳的双峰型植硅体,同时还存在少量黍稃壳植硅体碎片.水稻扇型植硅体多呈典型的驯化形态,总体尺寸较大,其测量数据符合粳稻植硅体特征.这表明宝墩先民的经济结构是以稻作农业为主,兼有粟作农业.     

温带地区表土植硅体对温度的响应

植硅体的现代过程研究是利用植硅体这一指标精准恢复区域古植被、古气候的前提和关键环节,探讨表土植硅体组合的空间分布特征及其对环境因子的响应尤为重要.本研究在东北地区沿着年降水量为600 mm等降水线采集54块表土样品,研究单一温度控制下表土植硅体的空间分布规律,以期寻找对温度比较敏感的植硅体类型.结果表明:54块表土样品...     

东北地区草本植物和木本植物植硅体的形态特征鉴别分析

为了鉴别草本植物来源及木本植物来源的植硅体类型,本文从植硅体形态和大小两方面着手,对东北地区常见的57种草本植物和72种木本植物的植硅体进行系统分析。从植硅体形态来看,鞍型、帽型和哑铃型等24类植硅体为草本植物的特征类型,木本植物也鉴定出17类典型植硅体类型,包括立方体、端尖细长棒型和凹口棒型等。同时,进一步通过引入形态参数区分三类形态相似且含量较多的植硅体类型(不规则扁平状、边缘弯曲扁平状、不规则块状)的植物来源,结果显示,长度30μm不规则扁平状、长度50μm边缘弯曲扁平状(包含蕨类植物)、长度30μm不规则块状主要来源于草本植物;长度40μm不规则扁平状、长度50μm边缘弯曲扁平状及长度40μm不规则块状主要形成于木本植物。在利用形态和大小分别区分植硅体植物来源的基础上,本研究还系统总结了东北地区草本类植硅体和木本类植硅体的鉴别标准,并据此识别东北地区表土植硅体的植物来源。该研究能够为本区开展植硅体-古植被重建等研究提供重要的参考。     

毛竹林植硅体碳封存速率估算的最佳鲜叶采样时间

本研究测定了毛竹林1年中不同月份现存鲜叶和凋落物的植硅体碳含量,通过比较不同月份鲜叶植硅体碳封存速率与全年凋落物植硅体碳封存速率,估算毛竹林植硅体碳封存速率的最佳鲜叶采样时间.结果表明: 毛竹鲜叶中植硅体和植硅体碳含量分别为23.45～101.07 g·kg^-1和0.73～1.98 g·kg^-1,且不同月份间差异显著;不同月份毛竹鲜叶植硅体碳封存速率为0.75～7.68 kg·hm^-2·a^-1,最大值和最小值分别出现在12月和4月,且差异显著;2月和12月毛竹鲜叶植硅体碳封存速率与全年凋落物植硅体碳封存速率之间无显著差异,可将2月和12月作为估算毛竹林植硅体碳封存速率的最佳采样月份.     

中国东北自然土壤剖面中植硅体的垂直分布规律

本研究利用湿式灰化法提取了东北地区23个自然土壤剖面的植硅体,分析、探讨了植硅体在土壤剖面中的垂直分布规律及其影响因素。首先,东北地区自然土壤剖面中植硅体的垂直分布大体呈表层(腐殖质层)富集,但由于土壤理化性质的差异,仍可进一步大体划分为表层相对聚积型(如黑钙土和白浆土)和均匀分布型(如暗棕壤、黑土和冲积土)。其次,土壤原始成土过程、土壤pH等显著影响着土壤剖面中植硅体的分布。我们的研究发现:①基于土壤原始成土过程的分析,推测在土壤剖面(尤其是母质为岩石风化物的土壤)母质层中植硅体可能是不存在的;②土壤有机质影响了土壤剖面中植硅体的多少,依据土壤植硅体浓度-有机质方程得出的土壤剖面特定深度的模拟植硅体总浓度均明显小于其实测值;③土壤pH是影响土壤中植硅体分布的重要因素之一,剖面下层pH较高,保存程度较差的植硅体所占比例却较大;④不同土壤发生层植硅体的大小组成不同,越向深处,小型植硅体所占比例越大。总之,自然土壤剖面中不同土壤发生层植硅体的组成和含量存在差异,推测自然土壤剖面中可能存在植硅体的垂向迁移,但仍需进一步验证。     

湿地生态系统中植硅体与植硅体碳的研究进展

湿地作为地球表层物种丰富、功能独特的生态系统,在其发育和环境演变过程中储存了环境变化的大量信息,能反映湿地环境变迁。同时,湿地碳储量巨大,既是"碳源"也是"碳汇"。植硅体作为气候变化的指示剂、长期的陆地碳汇机制,近年来,在考古、古环境和全球碳汇研究中备受关注。研究湿地生态系统中的植硅体及植硅体碳,对探讨湿地中植被类型变化、重建区域古生态环境和碳"汇"具有重要意义。在查阅国内外关于研究湿地植硅体的文献的基础上,总结了植硅体在湿地古气候、古环境研究中的应用;湿地生态系统中植硅体的形态、含量与分布特征,以及植硅体碳的含量特征与在全球碳汇中的重要作用。     

安徽禹会村遗址双墩文化时期农业发展的植硅体证据

本文利用植硅体分析方法,对安徽蚌埠禹会村遗址双墩文化时期44份土壤样品开展植物考古研究,重点关注典型农作物植硅体类型及其形态特征,以及敏感型与固定型植硅体组合特征等。结果显示,禹会村遗址大部分样品中皆发现有水稻特征型植硅体,并未发现粟、黍等旱地作物遗存;水稻扇型及双峰型植硅体形态特征分析显示,水稻遗存为驯化程度较高的粳型稻。以上研究结果表明,该遗址双墩文化时期的农业结构延续了顺山集文化时期以来种植粳型稻为主的传统。此外,通过水稻植硅体高密度样品中敏感型与固定型植硅体含量比值为0.7±0.2推测,该遗址水稻栽培环境属于“高地势-雨水供给”或“低地势-雨水供给”类型。本文研究结果为探讨淮河中游地区新石器时代农业发展、水稻栽培与驯化以及人类适应策略等问题提供了重要科学依据。     

长白山北坡垂直植被带木本植物的植硅体形态特征及其环境意义

长白山垂直分布的植被是温带到寒带植被的组合,能够很好地反映温度变化趋势,研究其植物的植硅体对于了解长白山气候变迁有重要意义.作者选择长白山9科14属木本植物的叶子,采用湿式灰化法对其进行植硅体分析,计算了不同形态植硅体的百分含量,同时测量了长度和宽度.研究表明:长白山北坡垂直植被带中典型木本植物的叶子具有8种植硅体类型:表面有突起、皱纹的椭圆形、卵形;具有螺旋纹的纺锤状以及导管形、弓形、鸟嘴状、扁棒型、石块状、松树皮状、不确定型.在14种木本植物叶子中都出现了扁棒型植硅体,其含量随海拔升高逐渐增加,说明在长白山区扁棒型植硅体是示冷型植硅体.阔叶类木本植物叶子中,具有螺旋纹的纺锤体及导管形、弓形植硅体占优势;裸子植物叶子中松树皮状、石块状植硅体,其含量随海拔升高逐渐递减,说明松树皮状和石块状植硅体是示暖型植硅体.     

基于大样本数据的中国水稻扇型植硅体形态特征研究

水稻扇型植硅体在水稻起源研究中起着重要的作用,但由于野生稻和栽培稻扇型植硅体的区分存在不确定性,限制了扇型植硅体在早期稻作研究中的应用。本研究通过对植硅体大样本数据的统计分析得出:扇型植硅体长宽大小趋势是,普通野生稻大于栽培稻,粳稻大于籼稻;普通野生稻B/A显著大于栽培稻,粳稻B/A又显著小于籼稻。水稻扇型植硅体的长(VL)与宽(HL)呈现正相关的规律,扇型植硅体主要分布在VL<41μm和HL<39μm与VL>41μm和HL>39μm的区间内;在遗址水稻鉴定中,如发掘的扇型植硅体中多数B/A小于等于1.20就有很大可能是粳稻;如B/A大于1.2,可再根据扇型植硅体的大小区分野生稻和籼稻,多数植硅体在VL<41μm和HL<39μm的区间内可能是籼稻,在VL>41μm和HL>39μm的区间内则可能是普通野生稻。     

吉林省松原市不同品种玉米穗、叶植硅体形态组合特征研究

玉米(Zea mays L.)作为禾本科一年生的植物,是东北地区最主要的粮食作物之一。本文通过选取吉林省松原市乾安地区21个玉米品种进行植硅体分析,试图探讨玉米不同部位(穗、叶)主要植硅体类型的变化规律。分别在穗中、叶中、整个植株中提取并鉴定植硅体10 311粒、10 466粒、8 530粒。结果表明,21个玉米品种中,植硅体形态基本相同,相比于其它植物玉米十字型植硅体含量十分丰富,常见的还有哑铃型、帽型、棒型等;不同部位植硅体总浓度差异较大,存在有穗中叶中整株中的规律;不同部位不同类型植硅体的百分含量及十字型植硅体的大小有显著差别。穗中十字型含量较多,叶中十字型和帽型含量较多;镜下测量结果显示,叶中十字型植硅体比穗中十字型植硅体大。此外,不同品种中十字型植硅体宽度差异较大,其可能与不同玉米品种的抗逆性有关。本文研究结果可为鉴别玉米与其它禾本科植物提供依据,也为玉米种间差异及抗逆性研究提供了基础资料,同时亦可为探究玉米起源、环境考古等方面的研究提供参考。     

松嫩草原典型群落植硅体碳汇

植硅体碳汇是草原碳汇的重要部分。本研究选取松嫩草原中禾本科群落、莎草科群落、菊科群落为对象,通过湿式灰化法提取植硅体,并通过碱溶分光光度法对植硅体碳量进行测定。根据植硅体含碳量估算了松嫩草原的植硅体碳封存速率,探讨了禾本科群落、莎草科群落、菊科群落植硅体碳封存能力的差异。结果表明:松嫩草原的植硅体碳封存速率为1.67 kg CO_2·hm~(-2)·a~(-1)。群落植硅体含碳量与植硅体含量之间有显著的负相关关系(P0.05,R~2=0.94)。不同群落植硅体碳封存能力存在显著的差异,群落植硅体碳封存速率分别为:莎草科群落(2.151 kg CO_2·hm~(-2)·a~(-1))、禾本科群落(1.716 kg CO_2·hm~(-2)·a~(-1))、菊科群落(1.218 kg CO_2·hm~(-2)·a~(-1))。群落植硅体碳封存能力受到群落组成、地上净初级生产力、植硅体形成过程的影响。以上结果可为完善草原碳循环研究提供依据。     

水稻扇型植硅体野生–驯化特征研究进展

近年来, 植硅体分析方法被广泛应用于考古学领域, 为世界农业起源、演化研究提供了新的手段和关键证据, 其中在稻作农业起源和传播的研究中, 水稻扇型植硅体对于发现、鉴定水稻遗存起到了重要的作用。研究农业起源的关键, 是找到地质考古记录中的植物遗存, 并准确鉴定野生–驯化特征, 本文介绍了水稻扇型植硅体鉴定方法从定性到定量研究的历史, 重点阐述了现代野生稻生长区、驯化水稻田、旱稻田表土中水稻扇型植硅体鱼鳞状纹饰研究的新进展, 明确了野生、驯化水稻扇型植硅体研究中关于个体鉴定、选择和鱼鳞状纹饰计数的标准, 在此基础上讨论了野生和驯化水稻扇型植硅体纹饰产生差异的可能原因和机制。希望通过本文的总结与讨论, 能够使植硅体分析方法在作物起源和传播的研究中得到更准确、更广泛的应用。     

中国-中新世湖泊的古生态:根据山旺盆地植硅体的初步解释

山东山旺中新世山旺组湖相沉积中富含保存精美的古生物化石。对于湖相沉积中的昆虫、植物和哺乳动物化石,前人已经做了大量的研究工作。其中植物大化石和孢粉的研究结果表明,中新世山旺组在沉积期间,山旺湖周围的植被处于湿润的暖温带到亚热带的古生态环境下。哺乳动物蝙蝠和貘化石的研究结果也支持这个结论。然而,迄今为止,还没有关于草本植物的种类组成及含量的研究报道。本文首次对山旺组样品中的植硅体进行了研究,为山旺中新世植被的研究提供了新的证据。对从6块山旺组样品中分析出的植硅体进行研究的结果表明,山旺中新世植硅体组合含有丰富的保存极好的草本植物植硅体,代表森林成分的双子叶植物植硅体,以及偶尔出现的棕榈科植硅体。草本植物的植硅体主要来自于C_3/C_4禾本科的PACCAD类群和早熟禾亚科的植物,少数可能来自于在林下封闭生活环境中生长的草本植物。山旺中新世植硅体组合显示,在湖边森林生活环境下,伴生大量的适合沼生到中生环境的草本植物,在较干旱的地区生长着早熟禾(和PACCAD)的草本植物。本文的研究结果进一步支持山旺中新世气候比现在更加湿润而且变动较小的观点。山旺中新世植硅体组合与土耳其和北美大平原中新世湖相沉积中的植硅体组合不同,后者的植硅体组合主要是由多种C_3早熟禾亚科草本和不同种类的PACCAD类群草本植物组成。今后的研究工作将进一步揭示这种差异是否反映了草本植物群落在大尺度的生物地理上的差异,或者是由于地区性的局部气候不同所导致。     

东北地区芦苇植硅体形态的空间差异

笔者对东北地区12个样点的芦苇叶片的植硅体进行了分析,探讨了芦苇植硅体在空间上的分布规律,揭示芦苇植硅体的环境指示意义,为定量恢复古环境提供参考。实验结果表明:12个样点中芦苇植硅体基本类型相同,共有5种主要植硅体类型,即中鞍型、帽型、芦苇扇型、尖型和棒型;但芦苇植硅体的浓度随着纬度的变化而相应的发生变化。总体来说,纬度较低的样点芦苇植硅体的浓度较大,而纬度较高的样点芦苇植硅体的浓度相对较小;随着纬度的变化,芦苇的特征植硅体中鞍型的浓度也呈现波状变化,牡丹江以南的几个样点中鞍型植硅体浓度相对较大,9、10两个月牡丹江以北的几个样点中鞍型植硅体浓度迅速减少。芦苇扇型植硅体则呈现出纬度较高的样点植硅体浓度较大,纬度较低的样点植硅体浓度较小的特点,芦苇扇型植硅体的空间变化规律与扇型植硅体的不同。