化石植物氣孔與碳同位素的分析及應(yīng)用

前言

地質(zhì)時(shí)期中陸生植物的葉和其他器官的角質(zhì)層是古植物學(xué)研究的重要對(duì)象。因?yàn)槌吮容^罕見(jiàn)的滲礦化（permineralized）標(biāo)本可以比較完整地保存古植物組織的細(xì)節(jié)以外，最常見(jiàn)的印痕或壓型標(biāo)本（impression／compression）上往往只有它們的角質(zhì)層可能得以存留。古植物角質(zhì)層的科學(xué)價(jià)值不僅僅因?yàn)樗鼈兪莾|萬(wàn)年前生存在地球上植物遺下的實(shí)體，而且主要在于角質(zhì)層是植物體和外界接觸和交流的界面，蘊(yùn)藏著許多古植物生理、生態(tài)、形態(tài)和分類(lèi)以及當(dāng)時(shí)氣候環(huán)境的珍貴信息。在20世紀(jì)，人們根據(jù)葉角質(zhì)層和氣孔器構(gòu)造，已經(jīng)在古植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和分類(lèi)研究中取得重要的進(jìn)展。孫柏年等所著的《化石植物氣孔與碳同位素的分析及應(yīng)用》一書(shū)論述的是近十多年來(lái)才在國(guó)際上興起的，結(jié)合植物形態(tài)學(xué)和生理學(xué)、有機(jī)地球化學(xué)和大氣科學(xué)的一個(gè)古植物學(xué)的新研究方向，主要依據(jù)葉角質(zhì)層氣孔參數(shù)和碳同位素值對(duì)古大氣CO2濃度和大氣溫度變化進(jìn)行定量分析。這方面的研究進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)受到學(xué)術(shù)界越來(lái)越多的關(guān)注，并已有眾多的論著問(wèn)世。在我國(guó)，這方面的研究則還沒(méi)有得到足夠的重視和推廣，相關(guān)的系統(tǒng)性論著還是空白。孫柏年教授是我國(guó)最先在這一領(lǐng)域開(kāi)拓和耕耘的學(xué)者之一。在該書(shū)中，他和合作者對(duì)這一領(lǐng)域研究進(jìn)展、現(xiàn)狀作了介紹和分析，對(duì)有關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和分析方法等作了系統(tǒng)闡述。更為重要的是著者以中國(guó)幾個(gè)重點(diǎn)地區(qū)（甘肅、云南等）中、新生代的植物化石為切入點(diǎn)，選擇其中對(duì)大氣CO2濃度等變化敏感的分子，如銀杏、櫟、樺木和楊等對(duì)比現(xiàn)在不同地區(qū)和環(huán)境生存的最近親緣種，以探討地質(zhì)時(shí)期CO2濃度和環(huán)境的變化，在結(jié)合我國(guó)實(shí)際材料對(duì)角質(zhì)層氣孔參數(shù)和碳同位素分析應(yīng)用于古環(huán)境變化的研究中作出了積極的實(shí)踐、探索和開(kāi)拓。

內(nèi)容概要

　　《化石植物氣孔與碳同位素的分析及應(yīng)用》以研究化石植物表皮構(gòu)造（角質(zhì)層構(gòu)造）為主，重點(diǎn)論述化石植物氣孔參數(shù)與碳同位素分析及其在地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)和環(huán)境變化方面的應(yīng)用。全書(shū)由9章組成，主要包括植物化石氣孔研究的目的及意義、植物化石氣孔參數(shù)研究?jī)?nèi)容、化石植物的碳同位素組成與分析、樣品的采集處理與分析、新近紀(jì)化石葉片的古大氣信號(hào)、現(xiàn)生和化石銀杏葉片特征與古環(huán)境恢復(fù)、蘭州-民和盆地古近紀(jì)植物葉片與環(huán)境變化、云南保山-騰沖盆地新近紀(jì)植物葉片與環(huán)境變化，以及中國(guó)中、新生代植物化石葉片氣孔參數(shù)、碳同位素組成及古環(huán)境意義，反映了當(dāng)前古植物學(xué)、植物生理學(xué)與有機(jī)地球化學(xué)交叉滲透和相互結(jié)合的最新進(jìn)展?！　　痘参餁饪着c碳同位素的分析及應(yīng)用》可供地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、古生物學(xué)與地層學(xué)、沉積學(xué)、地球化學(xué)以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生、研究生、高校教師、科研工作者及生產(chǎn)人員使用和參考。

書(shū)籍目錄

序前言第一章 緒論一、引言二、化石植物氣孔載體——化石角質(zhì)層三、植物化石氣孔研究的目的及意義第二章 植物化石氣孔參數(shù)研究?jī)?nèi)容一、氣孔特征二、氣孔參數(shù)概念及相關(guān)術(shù)語(yǔ)三、環(huán)境和生物因素對(duì)氣孔參數(shù)的影響四、氣孔的氣體交換和氣孔參數(shù)的應(yīng)用五、化石植物氣孔參數(shù)對(duì)古環(huán)境的指示六、現(xiàn)生和化石植物氣孔參數(shù)研究進(jìn)展第三章 化石植物的碳同位素組成與分析一、碳同位素分析的基本概念二、全球碳循環(huán)與碳循環(huán)模型三、環(huán)境因子對(duì)化石植物角質(zhì)層碳同位素組成的多重影響四、化石植物的穩(wěn)定碳同位素分析五、再現(xiàn)環(huán)境變化的化石植物碳同位素方法第四章 樣品的采集處理與分析一、化石和現(xiàn)生樣品的野外采集二、角質(zhì)層的浸解處理三、電子顯微鏡樣品的制備與觀察四、角質(zhì)層的包埋與切片五、氣孔參數(shù)的統(tǒng)計(jì)測(cè)量六、樣品的碳同位素分析第五章 新近紀(jì)化石葉片的古大氣信號(hào)一、引言二、無(wú)梗花櫟(Quercus petraea)對(duì)CO2濃度的反映三、新近紀(jì)古大氣CO2濃度的生物敏感器——櫟葉四、Betula氣孔參數(shù)對(duì)晚中新世古大氣CO2濃度的指示第六章 現(xiàn)生和化石銀杏葉片特征與古環(huán)境恢復(fù)一、銀杏類(lèi)的古地理分布二、化石銀杏采集區(qū)地質(zhì)概況三、現(xiàn)生銀杏的采集及采集區(qū)地理概況四、現(xiàn)生與化石銀杏的分析處理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)五、現(xiàn)生銀杏葉片在不同氣候帶中的變化六、現(xiàn)生銀杏葉片形態(tài)在不同海拔的變化七、現(xiàn)生銀杏葉片氣孔參數(shù)在不同海拔的變化八、現(xiàn)生銀杏葉片碳同位素特征對(duì)海拔的響應(yīng)九、早中侏羅世和早白堊世銀杏對(duì)古大氣CO2濃度變化的指示作用十、甘肅窯街盆地中侏羅世早期古海拔變化初探十一、甘肅窯街盆地中侏羅世早期古環(huán)境變化的碳同位素證據(jù)第七章 蘭州-民和盆地古近紀(jì)植物葉片與環(huán)境變化一、蘭州-民和盆地地質(zhì)地理概況二、蘭州-民和盆地新生代地層序列及其地質(zhì)時(shí)代三、蘭州-民和盆地古近紀(jì)主要植物化石及其描述四、化石Populus davidiana及古氣候指示意義五、現(xiàn)存最近親緣種和最近對(duì)應(yīng)種氣孔參數(shù)測(cè)量及其分析六、幾種被子植物化石氣孔參數(shù)測(cè)量及其分析七、甘肅古近紀(jì)化石植物角質(zhì)層的古氣候和古環(huán)境意義第八章 云南保山-騰沖盆地新近紀(jì)植物葉片與環(huán)境變化一、保山-騰沖盆地地質(zhì)地理概況二、保山-騰沖盆地新生代地層序列及其地質(zhì)時(shí)代三、保山-騰沖盆地新近紀(jì)幾種植物化石表皮特征四、被子植物化石氣孔參數(shù)測(cè)量及其分析五、裸子植物化石氣孔參數(shù)測(cè)量及其分析六、現(xiàn)存最近親緣種和最近對(duì)應(yīng)種氣孔參數(shù)測(cè)量及其分析七、滇西新近紀(jì)植物葉片氣孔參數(shù)、碳同位素組成的古氣候和古環(huán)境意義第九章 結(jié)論一、中國(guó)中、新生代植物化石葉片氣孔參數(shù)特征二、中國(guó)西部中、新生代植物葉片碳同位素組成三、中國(guó)中、新生代植物化石氣孔參數(shù)的古環(huán)境和古氣候意義主要參考文獻(xiàn)英文摘要圖版及說(shuō)明

章節(jié)摘錄

第一章 緒論二、化石植物氣孔載體——化石角質(zhì)層（一）概 述角質(zhì)層（cuticle）：角質(zhì)層是由表層蠟、角質(zhì)、角質(zhì)蠟、纖維素和果膠組成的異源復(fù)合物。它不僅與表皮層細(xì)胞壁外表面緊密聯(lián)系，而且常常深入其垂周壁，構(gòu)成表皮細(xì)胞垂周壁外部組分之一。在用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿腐蝕掉表皮細(xì)胞壁物質(zhì)后，留存的角質(zhì)層內(nèi)壁能以負(fù)像的形式反映出表皮層精細(xì)結(jié)構(gòu)的特征，如表皮毛、氣孔器和表面紋飾等。自從Brongniart（1834）發(fā)現(xiàn)角質(zhì)層以來(lái)，更多的研究一直集中在表皮外壁上，通常表皮細(xì)胞外壁可以分成5層。①角質(zhì)蠟：覆蓋在大部分陸生高等植物的表面，其面貌為晶體狀或無(wú)定形層，形態(tài)和厚度變化很大。②角質(zhì)膜：幾乎完全由角質(zhì)組成，也許有蠟的鑲嵌物。用Sudan染色呈紅色，用ClZnl染色呈黃色，光學(xué)顯微鏡下通常顯示等方形或負(fù)雙折射，角質(zhì)膜厚度隨生態(tài)條件而變化。③角質(zhì)層：通常由纖維素的骨架組成，鑲嵌有角質(zhì)、蠟質(zhì)和果膠質(zhì)，近年又發(fā)現(xiàn)了新成分角酯（cutan）。角質(zhì)層染色后類(lèi)似于角質(zhì)膜，由于蠟質(zhì)包含物通常顯示強(qiáng)烈的負(fù)雙折射。正常條件下角質(zhì)層是表皮細(xì)胞壁最厚的部分，在某些種里非常厚，如Monttea aphylla（Scrophulariaceae）可達(dá)l80／m。果膠層：用釕紅染色呈紅色，在偏振光下呈等方形，果膠層非常薄。⑤纖維素層：用C1Znl染色呈紫色，由于膠質(zhì)粒子而呈正雙折射。纖維素層在大多數(shù)旱生植物中很少見(jiàn)到。以旱生植物的表皮外壁結(jié)構(gòu)最為典型。

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《化石植物氣孔與碳同位素的分析及應(yīng)用》由科學(xué)出版社出版。

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