植硅體基本特征

（1）植硅體產量大，分布范圍廣。從高山到平原，從湖泊到海洋，從森林到草原，凡有植被的地方，即有植硅體的存在?。植硅體的這一優(yōu)點為其研究和應用提供了方便。

（2）植硅體理化性質穩(wěn)定，具有耐腐蝕性。當植物死亡或凋謝之后，植硅體不會分解，而完整地長期保存于土層中。

（3）植硅體具有極佳的耐高溫特性。在溫度低于700℃時，其物理、化學性質不會發(fā)生變化?。一般說來，經(jīng)過高溫處理的考古樣品，往往不再含有化石?，因而這種抗高溫性能可使植硅體理想地應用于經(jīng)高溫處理的依存分析之中。

（4）植硅體形成于植物器官，隨腐爛了的植物，沉積于原地土壤中，而非空氣中，所以，多數(shù)植硅體記錄具有原地沉積的特點，特別對考古遺址植物歷史的記錄，更為精細和穩(wěn)定，優(yōu)勢十分顯著。

（5）植硅體形態(tài)的重復性、規(guī)律性和獨特性。植硅體在形成過程中“復制”了細胞體的原本形態(tài)，植物科和亞科之中總是同樣類型的細胞或組織被硅化。不同植物可以產生不同的植硅體形態(tài)組合和獨特的個體形態(tài)?。

植物在生長過程中，吸收到身體里的硅會沉淀在細胞或者細胞之間，形成植硅體。當植物死亡、腐爛以后，像小石頭一樣的植 硅體便埋藏在土壤中保存起來。科學家可以把這些保存在土壤里的植硅體通過一系列實驗流程提取出來。由于不同的植物具有不同的細胞形態(tài)，所以其產生的植硅體形態(tài)也不相同?？茖W家通過植硅體的形態(tài)，鑒定它們來自哪種植物，以此進行古氣候重建或者植物考古方面的工作。當然，當這個方法應用在考古學中的時候，就不止是從土壤里提取植硅體，石器、陶器、牙齒等接觸過植物的遺存都是研究的對象。

植硅體研究在國外開展較早，在我國是近幾十年才開展起來的一門研究古環(huán)境古氣候的新興的邊緣學科，盡管如此，現(xiàn)已在考古學及古環(huán)境古氣候解釋及植物起源中取得可喜的成果。利用植硅體分析可以提取沖積物中賦存的古植被信息，利用植硅體進行古植被重建、古氣候學研究是當前國際上生物地層、氣候地層研究的一個新興方向。

考古學是植硅體應用相對廣泛的領域之一，最早可追溯到上個世紀90年代初期。植物硅酸體在三個方面為考古學提供證據(jù)：野生植物的可利用性，栽培作物的起源和擴散，古人類遺址的環(huán)境變遷。

考古土壤中的植硅體組合代表了原地腐爛的植物殘留。因此，植硅體組合在某種程度上能反映微觀的環(huán)境變化及相關的文化活動。一般來說，由于人類使用植物的活動，考古遺址各層在堆積過程中，可能存在大量植物的莖和葉。莖和葉腐爛后，植硅體——這種硅化細胞和組織能夠長期保存，而且數(shù)量較多。姜欽華等通過對石家河文化時期的堆積物進行植硅石分析，統(tǒng)計有重要意義的植硅體形態(tài)類型，發(fā)現(xiàn)水稻扇形植硅石，稻啞鈴型，水稻穎殼三種對鑒定稻作農業(yè)最為重要的三種植硅體類型?。鄭云飛和俞為潔等對河姆渡遺址和羅家角遺址進行植硅體分析發(fā)現(xiàn)了起源于水稻葉片運動細胞植硅體，并把兩遺址的植硅體形狀特征進行比較，發(fā)現(xiàn)此兩遺址的稻分別為粳稻和秈稻。Pearsall等利用十字型植硅體、塊狀植硅體鑒定出玉米。

沉積物中植硅體的組合特征記錄著一個地方不同時期的植被面貌，植被面貌的變化主要受控于氣候和環(huán)境的變化，所以根據(jù)植硅體組合特征可以了解該區(qū)域的植被變遷，從而推斷該區(qū)域的氣候和環(huán)境變化。植硅體分析廣泛地應用于重建古氣候、古環(huán)境、古植被。

在我國，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，植硅體定量分析也逐步成熟，通過對黃土、泥炭、海洋沉積物、湖泊沉積物以及考古土壤等沉積物中富含的植硅體進行分析，成功地重建了古環(huán)境、古氣候，發(fā)現(xiàn)氣候冷暖波動規(guī)律及一些特殊環(huán)境事件。

呂厚遠和劉東生等通過對渭南、寶雞和蘭州剖面進行植硅體分析表明，末次間冰期以來，在黃土高原南部，主要發(fā)育森林草原和發(fā)育草原，只有在降水量超過800mm以上，在其后最適宜期，才能有短期的森林植被發(fā)育。范斌和許世遠等對巢湖南靈鉆孔的植硅體化石進行系統(tǒng)研究，劃分出六個植硅體組合帶，并根據(jù)各組合帶反映的古生態(tài)、古環(huán)境特征，發(fā)現(xiàn)自5600aBP以來氣候分為3個相對寒冷期和3個相對溫暖時期，并泰倫了個時期巢湖流域的環(huán)境變遷。顧延生等對浙江長興中-晚更新世紅土進行分析，發(fā)現(xiàn)含有豐富的植硅體形態(tài)類型，主要來自草本植物、闊葉和裸子植物等。運用植硅體和分子化石的相關指標揭示了紅土沉積時期的植被與氣候信息。

按照王永吉的分類系統(tǒng)，主要類型有：方型、長方型、扇型、十字型、啞鈴型、多鈴型、短鞍型、長鞍型、抬高中鞍、齒型、帽型、短尖型、長尖型、平滑棒型、刺邊棒型、突起棒型、波狀棒型、穴狀棒型、三棱柱型、多面體型、靴狀、薄板型、不透明孔板、石化細胞、網(wǎng)脊塊狀、紡錘型、導管型、Y型、球型等。此外還有大量的炭屑、硅藻和燃燒植硅體，反映人類的活動。其形態(tài)特征、分類、來源說明如下：

方型、長方型（Parallelepipedal bulliform cell）、扇型（Cuneifor bulliform cell）：從植物細胞學的角度，扇型、方型、長方型植硅體都來源于植物體內的機動細胞，也就是說他們具有一定的同源性，并且，有少量的方型和扇型形態(tài)本來就是同一植硅體個體的不同側面，因此，方型、長方型、和扇型的分布呈現(xiàn)非常相似的側面。扇型呈扇狀或楔形，大小在70μm左右，多產于植物葉片機動細胞，多種植物產此形態(tài)，其中禾本科中多產于畫眉草亞科和黍亞科，竹亞科也產扇形，主要分布在我國的亞熱帶到熱帶地區(qū)。

啞鈴型（bilobate）：形狀如啞鈴，有雙葉片，大小在25μm左右，主要形成于表皮短細胞，主要產于黍亞科，蘆竹亞科植物。其兩鈴外端輪廓比較薄弱，柄較短；十字型，其兩鈴分叉。多產生于C4植物，主要分布于熱帶、亞熱帶濕潤地區(qū)。

多鈴型（Cylindrical Polylobate）：有二個或兩個以上的葉片串狀排列，葉片對稱分布，大小小于35μm，其分類學意義不明確，有可能產生于黍亞科、畫眉草科亞科、早熟禾亞科。

十字型（Cross）：有四個葉片，大小為15μm左右，主要形成于表皮短細胞，多產生于黍亞科，分布于熱帶、亞熱帶暖濕地區(qū)。

短鞍型（Square saddle）：形似馬鞍，其面寬大于高，小于15μm，形成于表皮短細胞，多產生于畫眉草亞科，主要分布在熱帶、亞熱帶干旱、半干旱地區(qū)，短鞍型也產生于蘆竹亞科，其平面形態(tài)如帶柄的水杯。

長鞍型（Oblong concave saddle）：長鞍型和竹節(jié)型是同一形態(tài)不同側面的描述名稱，是相對畫眉草亞科的短鞍型和蘆竹亞科的中鞍型而言的。大小小于20μm，主要形成于表皮短細胞，長鞍型和竹節(jié)型是竹亞科的標志形態(tài)，主要分布于溫暖的半干旱到濕潤地區(qū)，要求有較高的溫度和降水量，多為C3植物。

齒型（Trapeziform sinuate or crenate）、帽型（rondel）：齒型分為短齒型和長齒型，短齒型形如平底船或不規(guī)則四邊形狀，長齒型兩邊齒狀平行，齒狀或尖、圓或呈直角形，大小在35μm左右；帽型有各種形狀，最基本的形狀象展開的裙子，有的有紋飾突起，大小在15μm左右，主要形成于表皮短細胞；這兩種形態(tài)主要形成于早熟禾亞科、畫眉草亞科、蘆竹亞科，早熟禾亞科屬C3植物，主要分布在溫涼、濕潤的高緯度、高海拔地區(qū)。

平滑棒型（Elongate smooth）、突起棒型（Elongate echinate）：呈棒狀，大小在100μm左右，無明顯的分類學意義，主要形成于表皮細胞的長細胞，主要分布在溫帶到亞熱帶地區(qū)。

長尖型、短尖型（Unciform hair cell）：形狀呈針狀或鉤狀，大小多小于50μm，主要形成于毛狀細胞，主要分布于溫帶到亞熱帶的地區(qū)土壤中。

多面體型（Polyhedron aggregate）、導管型（Vascular tissue）、靴型（Clavate contorted）、薄板型（Platelet polygon）、球型（Globular granulate）等多來自于木本植物。

多邊帽型（Polyhedron with conical projection）：鏡下多為空心錐形，其形態(tài)表現(xiàn)為一個大圓里面有個小圓，或是在五邊形或六邊形底盤上中心發(fā)育一個圓椎體，大小為40μm，在莎草科植物中居多，多生長于較濕環(huán)境。