云南晚第三纪化石木研究及其古气候意义

本论文研究了我国云南龙陵大坝和镇安、昌宁红星晚上新世以及楚雄洲吕合晚中新世191个化石木标本，鉴定出7种化石木类型，其中越桔型木属为新属，越桔型木、常绿杜鹃型木和龙陵杜鹃型木为新种。并利用化石木的现存种或现存亲缘种的生态环境对化石产地的气候和环境进行了讨论。 木材种类的特征如下： 华山松（Pinus armandii Franchet）：生长轮明显，早材至晚材渐变。交叉场纹孔主为窗格型。木射线具单列射线和纺锤状射线。射线管胞内壁平滑或微锯齿状。具正常轴向和径向树脂道，由薄壁泌脂细胞组成。 云南铁杉（Tsuga dumosa Eicher）：生长轮明显，早材至晚材略急变至渐变。管胞径壁具缘纹孔单列;具缘纹孔膜上明显具棒状延伸;纹孔膜下具缘纹孔外表面具明显的瘤状层，瘤状突起大小相近。交叉场纹孔式柏木型。木射线主为单列;由射线薄壁细胞和射线管胞组成;射线细胞水平壁厚，纹孔明显，数多;端壁节状加厚明显。轴向木薄壁组织细胞数少，轮界状;其端壁节状加厚明显。 柳杉型木（Taxodioxylon cryptomeripsoides Schonfeld）：生长轮明显，早材至晚材略急变。管胞径壁纹孔1列，偶尔成疏松排列的2列;晚材弦壁纹孔明显可见。交叉场具1-4枚杉木型纹孔。轴向木薄壁组织细胞数多，星散状或有时成短弦线状;端壁节状不明显或略现。木射线单列，全由射线薄壁细胞组成;射线细胞水平壁薄，纹孔缺乏，端壁平滑。 杉木型木（Taxodioxylon cunninghamioides Watari）：生长轮明显，早材至晚材渐变。管胞径壁纹孔1-2列;晚材弦壁纹孔明显可见。交叉场1-4枚杉木型纹孔。轴向木薄壁组织丰富，星散状或有时成短弦线状;端壁节状不明显或略现。木射线单列全由射线薄壁细胞组成;射线细胞水平壁薄;端壁薄，平滑。 龙陵杜鹃型木（新种）（Ericaceoxylon longlingense sp. nov.）：生长轮明显，散孔材。导管横切面为多角形，单管孔，散生。螺纹加厚仅出现导管分子尾端。梯状穿孔为主。管间纹孔式为对列或梯状对列。轴向薄壁组织量少，疏环管状。纤维分子细胞壁厚度中等。射线宽1-6细胞。多列射线的中部多为横卧细胞，边缘有1-4（6）行直立和/或方形细胞。射线导管间纹孔式梯状对列，类似导管间纹孔式。 常绿杜鹃型木（新种）（Ericaceoxylon hymenanthesoides sp. nov.）：生长轮明显，半环孔材。导管横切面为多角形，单管孔，散生。螺纹加厚出现整个导管分子壁上。复穿孔，梯状穿孔为主。管间纹孔式为互列。轴向薄壁组织量少，疏环管状;端壁节状加厚不明显。纤维分子细胞壁厚度中等;径壁和弦壁均具有具缘纹孔。射线宽1-4细胞;多列射线的中部多为横卧细胞，边缘有1-9行直立和/或方形细胞。射线导管间纹孔式互列，类似导管间纹孔式。 常绿杜鹃型木（相似种）（Ericaceoxylon cf. hymenanthesoides）：生长轮明显，半环孔材。单管孔;导管散生。梯状穿孔板;管间纹孔式为互列;射线导管间纹孔式多对列，类似导管间纹孔式。螺纹加厚出现在导管分子壁上。木纤维细胞壁中等厚度。射线宽1-3细胞。 越桔型木（新种）（Vacciniaceoxylon vacciniumoides sp. nov.）：生长轮略明显，散孔材。单管孔，散生;整个导管分子上具螺纹加厚。网状和梯状穿孔。轴向薄壁组织量少，星散状或疏环管状。纤维分子径壁和弦壁都具有具缘纹孔。射线多列和单列射线组成，两种大小，1-4细胞宽。射线导管间纹孔式互列，纹孔有明显的纹孔缘。 化石木植物群及其所反映的古植被和古气候如下： 楚雄吕合化石木植物群4个标本中鉴定出两种木材类型—柳杉型木和杉木型木。由于化石标本少，不足以反映植被面貌，两种杉科植物的出现反映其生长地为亚热带温暖湿润环境。 龙陵大坝和镇安化石木植物群95个标本中鉴定出四种木材类型：华山松、常绿杜鹃型木、越桔型木和龙陵杜鹃型木。他们反映的古植被为针阔混交林，生长于亚热带温凉湿润的山地气候环境中，当时当地的海拔高度在1800-3000米之间。 昌宁红星化石木植物群92个标本中鉴定出三种木材类型：华山松、云南铁杉、常绿杜鹃型木（相似种）。他们反映的古植被为针阔混交林，生长于亚热带温凉湿润的山地气候环境中，当时当地的海拔在2200-3000米之间。

新生代孢粉分析与古气候定量重建的研究

定量重建地球生态系统的气候参数是当前国际古气候研究的目标之一. 自20世纪70年代以来, 尤其是在海洋学研究领域, 新技术的不断应用使得定量的古气候研究蓬勃发展. 相比之下陆地古气候参数的重建要困难得多, 陆地植物作为对环境的良好记录，一直备受重视. 近数十年来, 国际上广泛开展了利用植物材料定量研究气候的探索, 大量新的方法层出不穷. 德国科学家Mosbrugger和Utescher在1997年倡导的共存分析法(The Coexistence Approach)就是其中之一, 它依据现存最近亲缘类群原理以及植物分布与气候的关系原理, 找到化石植物群中各类群的现存最近亲缘类群对各气候参数的耐受范围; 并将各亲缘类群对同一气候参数的耐受范围叠加一起, 获得对该气候参数的共存区间, 用该区间作为对古气候参数的精确估测. 本文首先阐述在原文位于展开讨论的共存分析的理论基础——探讨植物分布与气候之间关系的耐受性理论. 并以此为指导, 对在该方法中气候台站的选用方法作了改进, 气象台站的选择应以植物的标本记录点为基础: 即使在某一特定的植物分布区内部也应该查看气象台站所在县级行政区域是否有该植物的标本采集信息, 并以此为依据来决定是否选用该气象台站的记录; 选用的气象台站的数量多寡应该以植物分布点的多少来决定. 以此为基础, 我们采用中国的植物分布与气象记录数据, 利用孢粉学的研究结果，定量重建了我国新生代三个地点的古气候参数, 结果如下: 1.内蒙古呼伦湖地区全新世初期气候 MAT: 4.4~10.2℃; MWMT: 22.9~24.1℃; MCMT: -18~-9.1℃; DT: 33.5~40.9℃; MAP: 354.3~686.7mm; MMaP: 103.8~191.9mm; MMiP: 2.7~7.3mm. 我们以扎赉诺尔地区的孢粉学研究为基础, 依据孢粉和盘星藻(Pediastrum Meyen)提供的环境信息并结合前人工作, 恢复了全新世初升温期的植被变化; 定量重建了10.4~10.2kaB.P.时的气候, 为全面理解呼伦湖地区的气候变化以及东亚的夏季风变化提供新的依据. 2.云南洱源上新世气候 MAT: 13.3~18.6℃; MWMT: 24.6~27.5℃; MCMT: 1.9~12.1℃; DT: 14.2~16.6℃; MAP: 619.9~1484.3mm; MMaP: 143.8~245.6mm; MMiP: 12.7~16.4mm. 该结果与羊邑、龙陵上新世古气候及三地的现代气候分析对比表明, 在上新世, 三地年均温符合纬向变化, 而降水量则基本一致. 在现代，洱源与羊邑在气候与植被上很相近, 且与上新世相差不大; 而龙陵地区则发生了显著的变化, 年均温比上新世低, 而降水量则大幅增加. 该变化指示了上新世以来作为青藏高原东部边缘的龙陵地区可能出现了地形的抬升. 3.吉林珲春始新世和中新世气候 始新世: MAT: 14.3~14.9℃; MWMT: 25~26.3℃; MCMT: 1.9~3.7℃; DT: 21.7~23℃; MAP: 797.5~1344mm; MMaP: 185.3~209.8mm; MMiP: 14.2~16.4mm. 中新世: MAT: 14.3~14.9℃; MWMT: 24.3~25.4℃; MCMT: 2.1~3.7℃; DT: 21.7~22.7℃; MAP: 658.7~817.7mm; MMaP: 158.9~174.6mm; MMiP: 7.4~7.6mm. 通过对两个时段的气候参数对比, 始新世时, 吉林珲春地区的气候属于北亚热带气候; 中新世时气候发生了改变, 归属于暖温带南部的气候, 改变了前人关于中新世也归属于被亚热带的认识, 这反映了我国东北部地区与全球新生代降温总趋势具有一定的同步性.

C3植物中PEPCase及其有关酶活性的研究

本实验以C3植物小麦、大豆为材料研究了不同光合器官和生长发育过程中PEPCase及其有关的酶活性。主要结果如下: 1．C3植物中谱遍存在着一定活性的PEPCase，特别是在结实器官的各部位中有着较高活性和比例的PEPCase以及与PEPCase相邻作用的苹果酸酶和苹果酸脱氢酶，如小麦的内稃，大豆的荚壳，种皮中PEPCase活性高于其本身的RuBPCase活性，说明C3植物的结实器官中存在着活跃的CO2β一羧化作用。 2．大豆、小麦结实器官的14CO2暗固定量均比叶片高，因此在这些器官中存在着活跃的CO2暗固定作用，这对植物经济利用碳素提高光合同化效率和籽粒产量有着十分重要的意义，同时CO2暗固定的中间产物能参与其它代谢途径，因此这些器官中的PEPCase时作用是多方面的。 3．RuPEPCase、PEPCase在植物的生长发育过程中其活性发生明显的变化，二种羧化酶活性在生殖期最高，这对于结实器官的形成和发育是十分有意义的。 4．大豆荚果作为光合器官，具有光合同化CO2的生理生化基础—叶绿素和一足活性的PEPCase、RuBFCas e和结构基础—在一定区域细胞内存在着大量的叶绿体。小麦、大豆的结实器具有一定活性的RuBPCase和较高活性的PEPCase，能进行一定程度的光合碳同化，对作物产量的形成和贡献有着不可低估的作用。