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        1. 讓這些神秘的植物指紋,帶您走進那遙遠的時代......

          科學出版社 2021-10-01 06:00:23

          古生物學家認為,所有植物都會產生很難被破壞的孢粉,利用保存在沉積物中的孢粉化石,分析當時植物的類型,就可以構建古代氣候的時間序列。由于孢粉對于氣候變化的反應靈敏,孢粉記錄目前是最受重視的環境重建指標之一,被廣泛用于古環境的重建中。


          本期,小編特別為大家推薦《中國第四紀孢粉圖鑒》,讓這些神秘的植物指紋,帶您走進那遙遠的時代......


          孢粉學是第四紀研究的重要分支,主要研究植物的孢子、花粉形態和分類,并進行孢粉分析。孢粉分析是研究過去植被變化、氣候變遷及人類活動對植被影響等方面的關鍵手段,它在古生態學和全球變化研究中充當關鍵角色。當今全球變暖趨勢日益明顯,這與人類活動導致的增溫效應具有直接的聯系。因此,模擬和預測氣候和生態環境的變化對于自然和人類社會的協調發展具有重要的現實意義。孢粉分析手段在過去全球變化(主要是第四紀研究)研究中為理解氣候和環境變化、探索其動力機制、預測未來演變趨勢提供了其他學科所無法替代的作用。


          第四紀孢粉學研究的基礎是植物花粉形態學研究及鑒定,過去幾十年,王伏雄、張金談、黃增泉、席以珍和張玉龍等老一輩學者提供的現代植物孢子和花粉圖版為中國第四紀孢粉研究提供了重要的參考。但是,某些孢粉在埋藏過程中由于各種因素的影響,其形態可能發生變化,導致鑒定困難甚至產生偏差,尤其是鑒定標準存在一定的主觀性,直接影響了鑒定的準確性,進而影響古植被重建的質量。特別是對于初學者,按圖索驥很容易產生鑒定誤差。筆者從事第四紀孢粉研究工作幾十年,深刻認識到非常有必要為初學者和相關研究人員提供沉積物中的孢粉圖版作為鑒定參考。為此,我們從2005 年就開始收集整理已研究或發表的資料和照片,歷時數年完成了這本圖鑒的編撰。


          圖1 ?西北地區第四紀主要花粉的顯微照片


          1. 雪嶺云杉 Picea schrenkiana;2. 麻黃屬 Ephedra;3, 4. 檉柳屬 Tamarix;5, 6. 藜科Chenopodiaceae;7. 白花丹科Plumbaginaceae;8. 柴胡屬 Bupleurum;9. 駱駝蓬 Peganum harmala;10, 11. 蒿屬 Artemisia;12. 酸模屬 Rumex;13, 14. 唐古特白刺 Nitraria tangutorum;15. 花荵屬Polemonium;16. 藍刺頭 Echinops sphaerocephalus;17. 胡頹子屬 Elaeagnus;18. 石竹科 Caryophyllaceae


          圖2 ?北方地區第四紀主要花粉顯微照片


          1. 榿木屬 Alnus;2, 3. 樺木屬 Betula;4. 榛屬 Corylus;5. 鵝耳櫪屬 Carpinus;6, 7. 仙女木屬 Dryas;8, 9. 地榆Sanguisorba;10. 鼠李屬 Rhamnus;11. 椴樹屬 Tilia;12, 13. 櫟屬 Quercus;14. 白蠟樹屬Fraxinus;15. 榆屬Ulmus;16. 槭屬 Acer;17. 中華卷柏 Selaginella sinensis;18. 落葉松屬 Larix;19. 云杉屬 Picea


          圖3 ?東南地區主要花粉類型照片


          1, 2. 栗 Castanea(茅栗);3. 石櫟屬 Lithocarpus(石櫟);4. 栲屬Castanopsis;5, 6. 青岡屬Cyclobalanopsis(青岡櫟, 常綠);7, 8. 櫟屬 Quercus( 槲櫟, 落葉類型);9, 10. 水青岡屬 Fagus;11. 鹽膚木屬 Rhus;12. 杉科Taxodiaceae;13. 楓楊屬 Pterocarya;14. 楓香屬 Liquidambar( 楓香);15. 山礬屬 Symplocos;16. 黃連木屬Pistacia;17. 樸屬 Celtis;18. 楊梅屬 Myrica; 19. 冬青屬Ilex;20. 香蒲屬 Typha;21. 莎草科 Cyperaceae;22. 禾本科 Graminae(水稻)


          圖4.1 華南地區第四紀主要孢粉類型I


          1. 鹵蕨Acrostichum aureum;2. 黑面神屬Breynia;3, 6. 桃金娘科 Myrtaceae;4. 木棉屬Bombax;5. 陸均松屬Dacrydium;7, 10. 龍腦香屬Dipterocarpus;8. 榕屬Ficus;9. 枝毛野牡丹Melastoma dendrisetosum


          圖4.2 華南地區第四紀主要孢粉類型II


          1. 齒葉安息香Styrax serrulatus;2, 3. 紅樹Rhizophora apiculata;4, 5. 白骨壤Avicennia marina;6. 海蓮Bruguiera?sexangula;7. 秋茄樹Kandelia obovata;8. 玉蕊Barringtonia racemosa;9. 紅欖李Lumnitzera littorea;10. 蕈樹屬Altingia


          圖4.3 華南地區第四紀主要孢粉類型III


          1. 翅子樹屬Pterospermum;2. 合歡Albizia julibrissin; 3. 水椰Nypa fructicans; 4. 鳳凰木Delonix?regia;5, 6. 海桑Sonneratia caseolaris;7, 8. 杯萼海桑 Sonneratia alba;9. 黃槿Hibiscus tiliaceus


          圖5 ?西南地區常見孢粉照片


          1. 金粉蕨屬 Onychium;2. 桫欏屬 Alsophila;3. 杜鵑屬 Rhododendron;4. 冰島蓼屬 Koenigia;5. 沙棘屬 Hippophae;6, 7. 常綠櫟類 Quercus;8. 楝屬 Melia;9. 鐵杉屬 Tsuga;10. 雪松屬 Cedrus;11. 羅漢松屬Podocarpus;12. 冷杉屬 Abies


          《中國第四紀孢粉圖鑒》所收集的第四紀孢子花粉資料和照片,絕大部分為筆者多年來進行第四紀孢粉研究工作時積累的材料,少部分化石孢粉或現代花粉照片由同行提供,如呂新苗、馬慶峰提供了一些西藏湖泊全新世花粉照片;潘安定、張文超、陳雪梅提供了部分干旱半干旱地區的現代花粉照片。經過10 年的工作,筆者集中整理編排了我國第四紀地層常見的孢粉類型顯微照相圖版??紤]到中國地域遼闊,植被類型復雜,植物種類繁多,相似的形態在不同區域可能屬于不同植物種類,《中國第四紀孢粉圖鑒》按照西北、北方、東南、華南和西南五個大區編排孢粉顯微照相圖版,并對這些區域的現代植被和第四紀植被史做了簡要概述,還重點敘述了各地區第四紀主要孢粉類型、特點以及常見孢粉種類的鑒定形態特征。


          就廣義的孢粉學而言,其研究對象應包括所有孢子植物,即藻類植物、苔蘚植物及蕨類植物的孢子的形態研究。十多年來大量第四紀湖相沉積孢粉研究中,已將淡水藻類個體數與花粉百分含量或濃度同時列入孢粉研究對象,分別進行古植被與古環境探討,如盤星藻個體數與花粉濃度同時在孢粉圖式中出現,綜合討論湖泊沉積環境。因此,將已發現的淡水藻類植物孢子形態及孢子顯微照片,一并編入《中國第四紀孢粉圖鑒》。


          《中國第四紀孢粉圖鑒》共分三章,第一章為我國各地區現代植被和第四紀植被概述,重點敘述了各地區更新世以來古植被與古氣候的演變歷史;第二章介紹本圖鑒中所列出的各地區主要第四紀孢粉類型及其特點,并對不同地區常見孢粉種類的鑒定要點進行對比和鑒別比較,對具地區特點的孢粉科屬形態進行了較詳細的形態特征描述;第三章為我國各地區孢粉顯微照相圖版及圖版說明。


          每個地區的植物孢粉顯微照片按植物分類系統,先后以藻類植物、苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物依次排列,編制彩色圖版409 幅。其中西北地區圖版63 幅,包括蕨類植物孢子7 科、裸子植物花粉3 科和被子植物花粉54 科;北方地區圖版63 幅,包括藻類植物孢子5 科、苔蘚植物孢子1 科、蕨類植物孢子9 科、裸子植物花粉4 科和被子植物花粉61 科;東南地區圖版108 幅,包括藻類植物孢子6 科、苔蘚植物孢子2 科、蕨類植物孢子23 科、裸子植物花粉6 科和被子植物花粉117 科;華南地區圖版44 幅,包括蕨類植物孢子18 科、裸子植物花粉3 科和被子植物花粉69 科;西南地區圖版131 幅,包括藻類植物孢子10 科、苔蘚植物孢子6 科、蕨類植物孢子23 科、裸子植物花粉4 科和被子植物花粉85 科。


          《中國第四紀孢粉圖鑒》所列孢粉科屬,是根據現代植物孢粉形態,依據現代植物自然命名法命名的。由于大量的現代植物花粉形態出版物對所列花粉均進行了形態特征(包括術語)描述,加上《中國第四紀孢粉圖鑒》的讀者對象都熟悉有關孢粉的形態特征及其名詞術語,故書中沒有對所列科屬的孢粉形態進行一一描述,僅對各地區常見的、有地區特色的孢粉類型進行了鑒定特征說明和形態描述。如重點對西北地區的干旱和半干旱植物花粉類型(如蒺藜科、菊科、胡頹子科、傘形科等)進行相似屬的鑒定特征比較和形態描述;重點對北方地區的樺木科各屬進行形態檢索和描述,對松屬、冷杉屬、云杉屬3 屬化石花粉形態特征進行了比較;重點對東南地區殼斗科各屬進行形態檢索和特征描述以及對熱帶- 亞熱帶幾個難以區分的科的化石花粉進行對比(如冬青科、衛矛科和木犀科;漆樹科、五加科和蕓香科);重點對華南地區紅樹林樹種的海???、紅樹科進行較詳細的形態描述;重點對西南地區松科各屬進行比較鑒別。


          《中國第四紀孢粉圖鑒》孢粉觀察所用顯微鏡是Carl Zeiss 和Olympus 生產的研究級顯微鏡,均配備了光學分辨率較高的半復消色差物鏡(常用到的有40 倍、60 倍和100 倍)。孢粉圖像采集由普通數碼相機和顯微鏡專配的高像素CCD 來完成,多數情況下使用數碼相機在40倍或60 倍物鏡下照相,有些孢粉類型則在100 倍油鏡下照相,獲得了花粉外壁表面的清晰紋飾。CCD 圖像采集的比例尺容易在線直接獲取,而普通數碼相機則通過手動拍出相應物鏡下的測微尺,并保證數碼相機的像素不變,通過后期編輯,將比例尺批量地添加到對應的圖片中。


          孢粉的準確鑒定取決于所能觀察到的形態信息量的多少,一般情況下,鑒定人員都希望能觀察到孢粉的不同面(比如極面、赤道面)、不同角度、不同聚焦層面(比如上焦面、光切面、下焦面),因此,孢粉形態的工具書里都會盡量多展示不同角度拍攝的同一種類的孢粉照片,我們在《中國第四紀孢粉圖鑒》里也同樣為同一種類的孢粉提供了數張圖片,便于讀者對比與鑒別。孢粉的大小信息也是鑒別的參考依據之一,而不同孢粉的相對大小則可以在一個圖版上體現出來,所以本書的每一幅圖版基本上使用單個比例尺度,這樣可以更清晰地了解不同孢粉類型的相對大小。有些較大的孢粉,有時為了排版上的美觀,則直接在相應的圖片上標出不同的比例尺。


          為了便于讀者快速查找,《中國第四紀孢粉圖鑒》特意把孢粉的文字說明放置于圖版下方,分別列出相應照片號碼代表的科屬或種名(包括中文和拉丁文學名)及重要屬種的產地,以增加可讀性。每個地區的孢粉顯微照片均按藻類植物孢子、苔蘚植物孢子、蕨類植物孢子、裸子植物花粉和被子植物花粉順序排列,在每一類型孢粉內,按科名的拉丁名字母順序排列,同一科內基本上按屬的拉丁名學名的首字母順序排列,個別圖版考慮到圖形排版的美觀或版面問題,屬名的排序稍作了調整,但不影響在同一科內快速查找不同的孢粉類型。凡寫有種名的照片均為現代花粉,在種名前寫有cf. 的為化石花粉的相似種;有的化石花粉因化石保存及照片不清晰等種種原因不能鑒定到屬,就定為“××科未定屬”?!吨袊谒募o孢粉圖鑒》所編入的顯微照片絕大部分是光學顯微照片,少部分為電子掃描和激光共聚焦顯微鏡照片,在圖版說明的序號后分別注明SEM 或LCS 照片。另外,由于殼斗科的櫟屬(Quercus)花粉種類較多,目前還不能鑒定到種,但可以區分常綠和落葉的兩類,《中國第四紀孢粉圖鑒》敘述時將常綠櫟用Quercus (E)、落葉櫟用Quercus (D) 表示。還要說明的一點是,《中國第四紀孢粉圖鑒》在介紹各地區植被史的敘述中對年代單位沒有進行統一校正,直接引用原作者標注的14C 測年單位“年代/ka BP”,或校正年代“年代/cal. kaBP”。




          本文摘編自唐領余、毛禮米、舒軍武、李春海、沈才明、周忠澤編著《中國第四紀孢粉圖鑒》(責任編輯:孟美岑 ?胡曉春)前言,內容有刪節,標題為編者所加。



          中國第四紀孢粉圖鑒

          唐領余等 編著

          北京:科學出版社 2016.12

          978-7-03-050568-2


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          《中國第四紀孢粉圖鑒》系統總結了我國第四紀化石孢粉類型和各區域代表性孢粉類型鑒別特征。全書分為三章:第一章綜述了我國各區域現代植被和第四紀植被史,主要是為了讓讀者能夠便捷了解我國不同地區植被演化歷史,認識主要孢粉科屬在第四紀孢粉學研究中的重要地位;第二章總結了我國各地區第四紀主要孢粉類型特征,并對易混淆的常見孢粉類型形態特征進行了鑒別對比,歸納了實用鑒定要點;第三章編制了我國各區域的孢粉圖版及其說明,按照植物系統分類系統及科一級字母順序依次排列制作成圖版合計409幅,包括300余科,近1000屬植物孢子與花粉。


          (本期編輯:安 靜)


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