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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

盐碱胁迫下羊草植硅体的形态变化

对6个不同盐碱度梯度环境的羊草(Leymus chinensis)群落中生长状况良好的羊草进行人工筛选, 选取其中长势相近、叶片大小一致的羊草叶片, 用湿式灰化法提取植硅体并对其进行分类和命名, 共统计植硅体3387粒, 鉴定出植硅体类型10类, 分别是平顶帽型、尖顶帽型、刺帽型、光滑棒型、刺棒型、似牛角棒型、尖型、板型、蜂窝状和其他类型。随着盐碱浓度的增加, 帽型、棒型、尖型、板型和蜂窝型都有不同程度的变化。帽型植硅体的百分含量都有不同程度的增加, 6组样品中同种形态植硅体的大小有一定差别, 植硅体的大小随着盐碱度的升高呈现出不同程度的变化, 总体上有增大的趋势。     

安徽临泉宫庄遗址大汶口文化早期与龙山文化时期稻作农业发展的植硅体证据

新石器时代晚期(7.0-5.0ka BP)是淮河中游地区单一稻作农业向稻旱兼作农业转变的关键阶段,然而,由于相关研究资料的匮乏,目前学术界对这一转变过程以及该时期淮河中游地区农作物的驯化水平等问题依然不清楚。本文利用植硅体分析方法,结合相对应年代分析结果,对安徽临泉宫庄遗址大汶口文化早期、龙山文化时期的的农业发展与植物资源利用情况进行了研究,结果在宫庄遗址大汶口文化早期和龙山文化时期的大多数土样中都发现有水稻特征型植硅体,且水稻植硅体的百分含量随时间推移呈现出逐渐增加的趋势,同时未发现粟、黍等其它农作物遗存的证据。这一结果表明大汶口文化早期和龙山文化时期,该遗址先民从事的是单一稻作农业,基本沿袭着淮河中游地区新石器时代中期以来的稻作农业传统。对水稻扇型植硅体边缘鱼鳞状纹饰数量统计结果显示,宫庄遗址大汶口文化早期水稻的驯化水平已接近于现代栽培稻。此外,本研究还在该遗址所有样品中发现有较丰富的竹亚科植物特征型植硅体,推测宫庄遗址先民可能较普遍的利用竹亚科植物作为工具、建筑、食物等的原材料。本文研究结果可为淮河中游地区新石器时代晚、末期先民的植物资源利用概况,农作物结构演替,水稻的驯化历程等研究提供重要的科学依据。     

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。     

浙江青浜岛现代植物群落和表土植硅体研究及环境意义

在植物分类基础上全面调查了浙江舟山青浜岛分布的植物群落类型,获得8个群丛类型,对青浜岛25种现代植物植硅体进行提取,共鉴定出17种形态类型。帽型、齿型、哑铃型、鞍型和扇型主要见于禾本科植物;蕨类主要产波状棒型和三棱柱型;木本主要产纺锤型和多边形板状型,这表明不同分类位置的植物产生不同的植硅体形态及组合。对横跨整个青浜岛东南—西北坡向的8个群丛样方进行表土植硅体提取分析,共获得14种植硅体形态类型,研究结果显示表土植硅体贡献主要来自禾本科、蕨类、阔叶类和裸子类植物。随着岛屿山体海拔的增加(海拔20—90m),示冷型和示干旱型植硅体增加,青浜岛局部生境(自东南向西北翻过山顶)气候变化表现为温暖湿润—温凉偏干—温暖湿润。表土植硅体组合灵敏地响应了海拔改变而引起的局地植被和环境的变化,是重建第四纪环境变化的可靠代用指标。     

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。     

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％)。     

安徽蚌埠禹会村遗址植硅体分析及其指示的龙山文化时期农业活动

禹会村遗址是淮河中游地区的一处大型龙山文化时期城址,了解其农业活动有助于认识本地区新石器时代末期的农业发展水平与社会组织形式等。本文对禹会村遗址2017年和2020年两个发掘区的49份样品进行了植硅体分析,在多个遗迹单位中发现不同浓度的水稻特征性植硅体,未发现粟遗存的证据。结合已有研究成果,本文认为禹会村遗址龙山文化时期的农作物以水稻(Oryza sativa)为主,粟(Setaria italica)在农业结构中所占比重较低。遗址中发现的水稻植硅体以来自茎叶的扇型植硅体为主,而且不同区域水稻植硅体分布浓度存在明显的差异,反映禹会村遗址的水稻收割方式可能为连杆收割,将水稻带入遗址内分开完成脱粒与脱壳行为。其中城垣区水稻加工活动可能存在集中完成的现象,而生活遗迹区是以家庭为单位开展。此外,水稻扇型植硅体形态参数分析结果显示,禹会村遗址龙山文化时期水稻驯化水平较低,可能存在包括粳稻在内多个水稻品种。本文揭示了禹会村遗址龙山文化时期农业结构、农作物的加工活动及农业发展水平等相关信息,为进一步研究淮河中游地区龙山文化时期农业生产及与其相关的社会组织形式等方面提供了新的科学依据。     

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。     

内蒙古草原中东部现代表土植硅体组合与植被关系

对内蒙古中东部14个典型植被表土样品进行植硅体分析,同时将其结果作对应分析。结果表明：圆型和齿型在表土组合中占优势。圆型具有超代表性且在针茅草原和羊草草原表土组合中含量超过50％。针茅哑铃型和脊哑铃型在克氏针茅草原以及退化草原表土组合中含量偏高,可指示干的草原生境以及草原退化。蒿属块型表现为低代表性,即便是在冷蒿灌丛表土中,蒿属块型含量也较低。沙地云杉林和榆树灌丛生境特殊,它们的表土植硅体组合特征明显,前者以光滑块型、粗糙块型、规则多边型以及十字型等为主,后者以多铃型、三铃型、哑铃型以及简单哑铃型为特征。高山草甸和山杨林表土与研究区其它植被表土的相似性低。另外,研究区全新世古土壤剖面样品与表土样品的对应分析表明内蒙古中东部表土植硅体分析为恢复研究区全新世草原植被演化提供了参照物。     

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.     

青藏高原常见早熟禾亚科植硅体形态特征初步研究

文章对采自青藏高原地区早熟禾亚科（Pooideae）常见的10属19种现代植物进行详细的植硅体形态描述、分类、统计、测量和对比。分析发现：青藏高原现生植物早熟禾亚科（Pooideae）特有的植硅体形态主要包括帽型、齿型、针茅哑铃型和针茅多铃型,同时发育塔型、棒型、尖型、刺球型等其它亚科常见的类型。初步明确了部分属一级的植硅体形态特点,例如,羊茅属（Festuca）、早熟禾属（Poa）等主要发育尖顶帽型;长芒草（Stipa bungeana Trin．）、赖草（Leymus secalinus（Georgi）Tzvel．）等主要发育平顶帽型;针茅属（Stipa）主要发育针茅哑铃型;早熟禾属（Poa）、三毛草属（Trisetum）同时发育较丰富的帽型和齿型。为进一步地深入研究该区草原植被群落的演替过程和规律提供了植硅体形态学分析的基础。     

黄淮西部仰韶时代农业结构研究——来自河南石固和贾庄遗址的植硅体证据

黄淮西部地处我国南北方不同新石器文化与农业类型的过渡地带,由于缺乏相关植物考古资料,目前学术界对于该地区仰韶文化早中期的农业结构及其演变过程尚不甚清楚。本文对河南省长葛市石固遗址和项城市贾庄遗址仰韶文化地层和灰坑土样进行了植硅体分析。结果显示,黄淮西北部的石固遗址仰韶文化早、中、晚三期(6398–5326 cal BP)样品中均存在丰富的黍(Panicum miliaceum)稃壳植硅体,同时兼有水稻(Oryza sativa)特征型植硅体以及粟(Setaria italica)稃壳植硅体。位于黄淮西南部的贾庄遗址仰韶文化早中期(6179–5745 cal BP)样品中同样发现较多黍稃壳植硅体以及粟稃壳及少量水稻的特征型植硅体。上述结果表明,黄淮西部在仰韶文化早期时已形成统一的以黍、粟为主的稻旱兼作农业模式,其中黄淮西北部延续了该地区裴李岗文化阶段以旱作为主的稻旱兼作的农业传统,而黄淮西南部则从贾湖文化时的单一稻作农业发展为稻旱兼作农业,且这一转变发生的时间不晚于距今6200年。此外,在6000 a BP前后,石固遗址农作物结构曾发生明显变化,表现为旱地作物黍、粟的比重显著上升。最后,...     

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。