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孢粉分析在全球变化研究中无可替代,《中国第四纪孢粉图鉴》对孢粉鉴定有多重要?

2017-05-16 唐领余 赛杰奥

  

孢粉学是第四纪研究的重要分支,主要研究植物的孢子、花粉形态和分类,并进行孢粉分析。孢粉分析是研究过去植被变化、气候变迁及人类活动对植被影响等方面的关键手段,它在古生态学和全球变化研究中充当关键角色当今全球变暖趋势日益明显,这与人类活动导致的增温效应具有直接的联系。因此,模拟和预测气候和生态环境的变化对于自然和人类社会的协调发展具有重要的现实意义。

 

孢粉分析手段在过去全球变化(主要是第四纪研究)研究中为理解气候和环境变化、探索其动力机制、预测未来演变趋势提供了其他学科所无法替代的作用。

 

第四纪孢粉学研究的基础是植物花粉形态学研究及鉴定,过去几十年,王伏雄、张金谈、黄增泉、席以珍和张玉龙等老一辈学者提供的现代植物孢子和花粉图版为中国第四纪孢粉研究提供了重要的参考。但是,某些孢粉在埋藏过程中由于各种因素的影响,其形态可能发生变化,导致鉴定困难甚至产生偏差,尤其是鉴定标准存在一定的主观性,直接影响了鉴定的准确性,进而影响古植被重建的质量。特别是对于初学者,按图索骥很容易产生鉴定误差。笔者从事第四纪孢粉研究工作几十年,深刻认识到非常有必要为初学者和相关研究人员提供沉积物中的孢粉图版作为鉴定参考。为此,我们从2005 年就开始收集整理已研究或发表的资料和照片,历时数年完成了这本《中国第四纪孢粉图鉴》(以下简称“本书”)的编撰。

 

▲中国第四纪孢粉图鉴

唐领余等编著. 北京:科学出版社, 2016.12

ISBN 978-7-03-050568-2

 

本书所收集的第四纪孢子花粉资料和照片,绝大部分为笔者多年来进行第四纪孢粉研究工作时积累的材料,少部分化石孢粉或现代花粉照片由同行提供,如吕新苗、马庆峰提供了一些西藏湖泊全新世花粉照片;潘安定、张文超、陈雪梅提供了部分干旱半干旱地区的现代花粉照片。经过10 年的工作,笔者集中整理编排了我国第四纪地层常见的孢粉类型显微照相图版。考虑到中国地域辽阔,植被类型复杂,植物种类繁多,相似的形态在不同区域可能属于不同植物种类,本书按照西北、北方、东南、华南和西南五个大区编排孢粉显微照相图版,并对这些区域的现代植被和第四纪植被史做了简要概述,还重点叙述了各地区第四纪主要孢粉类型、特点以及常见孢粉种类的鉴定形态特征。

 

中国第四纪植被分区示意图

 

就广义的孢粉学而言,其研究对象应包括所有孢子植物,即藻类植物、苔藓植物及蕨类植物的孢子的形态研究。十多年来大量第四纪湖相沉积孢粉研究中,已将淡水藻类个体数与花粉百分含量或浓度同时列入孢粉研究对象,分别进行古植被与古环境探讨,如盘星藻个体数与花粉浓度同时在孢粉图式中出现,综合讨论湖泊沉积环境。因此,将已发现的淡水藻类植物孢子形态及孢子显微照片,一并编入本书。

 

本书共分三章:第一章综述了我国各区域现代植被和第四纪植被史,主要是为了让读者能够便捷了解我国不同地区植被演化历史,认识主要孢粉科属在第四纪孢粉学研究中的重要地位;第二章总结了我国各地区第四纪主要孢粉类型特征,并对易混淆的常见孢粉类型形态特征进行了鉴别对比,归纳了实用鉴定要点;第三章编制了我国各区域的孢粉图版及其说明,按照植物系统分类系统及科一级字母顺序依次排列制作成图版合计409 幅,包括300 余科,近1000 属植物孢子与花粉

 

▲北方地区孢粉图版样张

 

孢粉的准确鉴定取决于所能观察到的形态信息量的多少,一般情况下,鉴定人员都希望能观察到孢粉的不同面(比如极面、赤道面)、不同角度、不同聚焦层面(比如上焦面、光切面、下焦面),因此,孢粉形态的工具书里都会尽量多展示不同角度拍摄的同一种类的孢粉照片,我们在本书里也同样为同一种类的孢粉提供了数张图片,便于读者对比与鉴别。孢粉的大小信息也是鉴别的参考依据之一,而不同孢粉的相对大小则可以在一个图版上体现出来,所以本书的每一幅图版基本上使用单个比例尺度,这样可以更清晰地了解不同孢粉类型的相对大小。有些较大的孢粉,有时为了排版上的美观,则直接在相应的图片上标出不同的比例尺。

 

为了便于读者快速查找,本书特意把孢粉的文字说明放置于图版下方,分别列出相应照片号码代表的科属或种名(包括中文和拉丁文学名)及重要属种的产地,以增加可读性。每个地区的孢粉显微照片均按藻类植物孢子、苔藓植物孢子、蕨类植物孢子、裸子植物花粉和被子植物花粉顺序排列,在每一类型孢粉内,按科名的拉丁名字母顺序排列,同一科内基本上按属的拉丁名学名的首字母顺序排列,个别图版考虑到图形排版的美观或版面问题,属名的排序稍作了调整,但不影响在同一科内快速查找不同的孢粉类型。凡写有种名的照片均为现代花粉,在种名前写有cf. 的为化石花粉的相似种;有的化石花粉因化石保存及照片不清晰等种种原因不能鉴定到属,就定为“××科未定属”。

 

▲图版说明示例

 

本书所编入的显微照片绝大部分是光学显微照片,少部分为电子扫描和激光共聚焦显微镜照片,在图版说明的序号后分别注明SEM 或LCS 照片。另外,由于壳斗科的栎属(Quercus)花粉种类较多,目前还不能鉴定到种,但可以区分常绿和落叶的两类,本书叙述时将常绿栎用Quercus (E)、落叶栎用Quercus (D) 表示。还要说明的一点是,本书在介绍各地区植被史的叙述中对年代单位没有进行统一校正,直接引用原作者标注的14C 测年单位“年代/ka BP”,或校正年代“年代/cal. ka BP”。

 

本书主要为初学者、研究生和其他与第四纪花粉研究相关的学者进行沉积物花粉鉴定提供参考。由于我们的知识水平、认识能力和工作积累等方面的限制,对一些孢粉的认识可能不够全面,某些属种的定名不一定很准确;或因手头资料所限,有些类型未能编入,尤其少数属种照片不够精美,甚至模糊不清。这些缺点均可能存在。我们热忱接受同行们的批评指正。

 

致 谢

自本书开始编写以来,得到了国内孢粉学界的关心和支持,许多同行积极提供孢粉显微照片,特别要感谢吕新苗、马庆峰、潘安定、张文超、陈雪梅、徐德克、戴璐等提供部分花粉显微照相照片,使图鉴的内容更加充实;在菊科花粉分类上,非常感谢张小平教授给予多次指导使菊科分出多属,丰富了图版的内容;在图版编排过程中尤其要感谢方伊曼、杨春蕾付出了辛勤的劳动,使图版排版工作顺利完成;另外,还要感谢在提供资料、参与编辑、绘图或文字输入等方面给予帮助的马春梅、方伊曼、赵永涛、李永飞、杨宁、赵琳、崔安宁、李冰、樊晓羿、卓二军、蔡晓敏、严永耀等,他们的大力协助,使本书编写得以顺利完成。特别感谢中国科学院南京地质古生物研究所及周志炎院士的支持和鼓励,感谢科学技术部科技基础性工作专项(2013FY113000)及973 项目(2012CB956103)资助。

 

(本文责编:刘四旦)



本文摘编自《中国第四纪孢粉图鉴》(唐领余等编著.  责任编辑:孟美岑 胡晓春. 北京:科学出版社, 2016.12)一书“前言”,有删减。文中图片来源于本书正文。



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