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。     

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％)。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

植物燃烧微炭屑与植硅体的比值研究

炭屑与植硅体分析广泛应用于古环境重建研究,现代植物燃烧微炭屑与植硅体比值研究有利于认识土壤及沉积物微炭屑与植硅体的丰度与火灾和燃烧活动之间的关系。本研究利用现代草本及木本植物叶片进行开放燃烧模拟实验,分析了不同植物燃烧微炭屑的形态特征及微炭屑与植硅体数量比(Ch/ph)的差异。结果表明,植物燃烧后会残留下植硅体和微炭屑,草本与木本植物微炭屑形态特征具有明显差异,微炭屑与植硅体(Ch/ph)比值较大,Ch/ph值木本植物(26.07-31.61)大于草本植物(1.62-15.20)。微炭屑的形态及长宽比(L/W)、Ch/ph值含有丰富的火灾发生及燃烧的植被类型信息,尤其Ch/ph可能是古火灾及古植被重建研究的潜在替代指标。