植物微体遗存分析在第四纪环境研究中的应用:综述与展望

以孢粉、植硅体等为代表的植物微体遗存由于其分布广泛,容易保存,可反映母体植物类型的优点,在第四纪环境研究中得到了广泛应用。本文介绍了植物微体遗存的概念、常见类型,以及它们的提取方法和原理,综述了利用植物微体遗存重建古环境的传统方法和近年来发展的几种古植被与古气候定量重建方法,最后简述了植物微体遗存在年代测定、稳定同位素分析研究上的应用进展与实例。文末指出了现有研究方法的问题与不足,并对今后的多代用指标的综合研究提出了展望。     

植物硅酸体研究在黄土古气候恢复中的应用

地表植被对环境变化的响应最为敏感 ,沉积物中保存的各种植物残余是古环境研究的良好材料 ,植物硅酸体因其特有的物理化学性质 ,成为古气候信息的绝佳载体。在大量现代植物研究基础上 ,科学家们通过对第三纪以来各种沉积物中硅酸体组合的研究 ,较好地恢复了当时的古植被、古气候及其演化特征 ,在缺乏其它化石依据的黄土地层研究中表现更为突出。由于C3、C4 植物具有明显不同的环境适应性和同位素组成 ,地层中C3、C4 植物硅酸体相对含量和稳定同位素的研究也被成功地应用于古气候恢复中。在现代气候—植被类型和土壤植物硅酸体同位素研究基础上 ,利用数理统计方法 ,建立同位素指标与各种气候因子之间的数学关系 ,将为高分辨率黄土古气候定量研究开辟新的途径。     

中国松嫩草原羊草植硅体对全球变暖和氮沉降模拟的响应研究

在松嫩草原应用红外线增温和人工施氮的方法对羊草群落模拟全球变暖和氮沉降,提取羊草中的植硅体,分析探讨植硅体的形态及数量变化规律.羊草中的植硅体可以划分为4个大类和12个亚类,以及较小的植硅体碎片,其中帽型植硅体含量高达70%.尖顶帽型和平顶帽型植硅体与刺帽型植硅体可能有不同的发育机制,并且尖型植硅体对施氮更为敏感;与对照相比,增温处理对羊草植硅体的发育有促进作用(长宽增加0.1～2.6μm),而施氮处理则有一定的抑制作用(长宽减小0.1～1.4μm),增温和施氮交叉作用,则施氮对羊草植硅体发育表现出的抑制作用明显减弱;施氮处理中出现其他处理中未见到的空心棒型(占棒型总量的46%),而且除棒型、帽型、尖型以外的植硅体含量增加到10%,从而推测,对于以羊草为优势植物的松嫩草原,施氮的影响可能要强于增温,如果两者同时作用,增温能在一定程度上缓解施氮的影响.实验中的羊草植硅体对模拟全球变化很敏感,说明植硅体对环境因子的改变很敏感,其作为古环境的代用指标应是可靠的.     

湖北省金罗家考古遗址土壤中多环芳烃的分布和植硅体的分析及其意义

湖北金罗家遗址剖面总厚度为171 cm,平均10 cm采集一个样品,共采集17个样品。考古遗址年代顺序主要根据考古器物（如陶片、瓷片、砖瓦块等）颜色、图案、花纹和形态类型等与已确定年代的考古器物特征进行对比分析,进而确定不同文化层的时代顺序。文章对考古土壤中多环芳烃的分布、植硅体类型和炭屑进行了研究,并对多环芳烃可能来源、植硅体组合和炭屑及其意义进行了分析。结果显示,在最下部的生土层样品未检测到多环芳烃,古文化层土壤样品均检测出了多环芳烃,不同文化层土壤中的多环芳烃的分布特征也是不同的,在个别文化层土壤中的多环芳烃还表现出一些异常。利用多环芳烃来源地球化学参数甲基菲/菲（MPh/Ph）和荧蒽/芘（Fl/Py）的比值对金罗家遗址考古遗址土壤中的多环芳烃的来源进行了初步判断,考古土壤多环芳烃的MPh/Ph值范围主要在0.34~0.89之间（除F13样品值为1.30外）,Fl/Py值范围主要在1.92~5.88之间（除F8样品值为10.82外）,说明多环芳烃的来源主要是热成因。而荧蒽/菲、苯并蒽/菲和苯并芘/菲等可以作为与陆生植物和化石燃料的燃烧有关芳烃的产物的标志,这些多环芳烃可能与人类活动有一定的关系,说明考古遗址土壤中的多环芳烃记录能够反映生活在该遗址上一些人类社会经济发展和活动的信息。因此,多环芳烃是人类活动的良好指示物。同时,在整个剖面土壤中还检测出大量的且种类多样的植硅体和炭屑,植硅体类型主要有：方型、长方型、扇型、哑铃型、鞍型、齿型、帽型、棒型和尖型等。植硅体组合能够恢复当地的古植被,也可以反映古人类在选择和利用植物有关的生活和生产活动。其古植被生长是与古气候变化相适应的,在西周时期文化层,以C3植物为主;东周时期文化层,以C4植物为主;唐宋时期文化层,以C3植物为主,明清时期文化层,以C4植物为主。炭屑是植物有机体不完全燃烧的产物,炭屑分析是研究历史上人类活动的方法之一。在金罗家遗址样品炭屑分析中,从不同古文化堆积层的变化背景中分离出了因人口增长或火灾造成的2个炭屑高峰值,第一个峰值为东周时期,另一峰值为明清时期,这两个峰值与自西周（1 000 BC）以来历史记载的该地区2个人口繁盛和经济发达时间基本相符。在对考古土壤中的多环芳烃、木本型植硅体和炭屑对比分析中,它们的变化规律存在着较好的一致性。这些说明生活在遗址的人类利用和改造自然环境的时候,自然环境也可能影响着人类社会的发展。