ph值对杨属花粉破坏性的初步研究

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1、PH值对杨属花粉破坏性的初步研究本课题得到中国科学院知识创新工程重要方向项目（项目编号：kzcx2-yw-104）、教育部科学技术研究重大项目（项目编号：3060160）联合资助。陈传飞1*苗运法2方小敏2,1宋春晖1杨用彪1胡思虎11兰州大学西部环境教育部重点实验室&资源环境学院，兰州（730000）2中国科学院青藏高原研究所盆地与资源环境研究中心，北京（100085）*E-mail：ccfnytc@163.com摘要:地层中PH值和地温环境对杨属花粉的破坏作用影响到真实植被和古环境的恢复与重建。通过对现代杨属花粉5个弱PH值等级（5.4~8.6）、不同时间的恒温水浴加热实验，结

2、果显示花粉浓度随着碱度的升高而降低，破坏度则随着酸碱度的升高而增强；此二者随着实验加热时间的延长变化均不明显，说明杨属花粉的极易破坏性。如果考虑实验室的强酸强碱环境，将喻示杨属花粉的丢失确切存在，这在一定程度上会影响植被和古环境恢复的结果。关键词:杨属花粉PH值破坏性花粉浓度1.引言孢粉作为一种良好的古气候环境代用指标，在于它能够直观的反映古植被，进而较为准确的进行古气候环境重建。在地层孢粉分析中，所能提取的孢粉种类和数量直接影响到古植被和古气候恢复的准确性。作为典型的温带落叶阔叶植物—杨属一直备受关注，因为现代杨属广泛分布于30°－65°N之间，海拔4000m以下的北温带[1]，

3、依据大化石资料，地质时期杨属最早出现于晚白垩世[2－4]，新生代以来在北半球开始扩散并逐渐达到现代的分布范围。然而，地层中杨属花粉却并不多见，比如甘肃兰州盆地古近系地层[5]和山东山旺中新世地层[6]中都发现了杨属植物的大化石，却未见该类花粉的报道[7－9]，由此导致大化石与孢粉资料的不一致性，从而影响到真实的植物群和古气候的恢复。问题可能与该类花粉本身的特性、埋藏保真度和代表性有关。Havinga等认为孢粉素含量越低，花粉保存的稳定性就越差，外壁薄和外壁光滑的花粉更易被分解[10]，杨属花粉恰是一类外壁光滑、外壁较薄、易褶皱破裂[7，11]，孢粉素含量低[12]的花粉。同时，孢粉

4、在埋藏过程中经历了物理、化学和生物的作用，对孢粉形态会产生一定的影响[13]，比如现代松属花粉会随着温度的升高花粉破碎程度增强[14]；黄土中碳酸钙能毁坏花粉壁[15]；土壤中PH值对花粉影响显著[16]；碱性环境不利于现代油松花粉的保存[17]；细菌、真菌对花粉有显著的破坏作用[18]；黄土中的微生物会降解孢粉素[15]。另外高温和有机溶剂的浸泡对花粉粒形态亦具有一定的影响[19，20]。杨属虽然为一类高大的乔木，但花粉产量并不高，同时由于花粉的结构特征，不利于远距离传播，具有很低的代表性[21－24]。尽管如此，在青海湖第四纪地层研究中鉴定出了一些该类花粉，并且在个别花粉埋藏研

5、究中出现了杨属花粉保存较好的情况[18，25－26]-7-，为古植物群的恢复和古气候重建起到了重要作用。本文在实验室内设计了基于不同PH环境杨属花粉的破坏性研究实验，来讨论杨属花粉在不同的PH值环境背景下的保存情况，为探讨孢粉提取实验中地层杨属花粉的得失起到借鉴作用。2.实验材料与过程设计2.1实验材料实验用杨属花粉为杨柳科杨属银白杨（Populusalba）花粉，2007年4月初采集于兰州市皋兰山（海拔2130米）的人工种植银白杨成年纯林。2.2实验设计与过程2.21实验设计现代花粉自母体脱落后，经过复杂的搬运过程后在不同的弱PH环境中沉积和埋藏；而地层中的花粉则还要经历后期升温

6、挤压和蚀变降解过程，在实验室内重现这一复杂的过程几乎是不可能的，但却可以推论其影响因素进行理想化的模拟：侧重于不同的弱PH值环境和地温。这也适合于杨属花粉具有外壁薄，纹饰模糊[27]，很可能对PH值反应敏感的特点。因此，我们选用杨属花粉作为研究对象，尝试不同弱PH值水浴加热不同时间来统计破坏性，实验时在预处理样品中加入了石松孢子，来定量讨论实验对花粉浓度的影响，花粉浓度计算采用常规的体积法。加热处理在恒温水浴锅中进行。具体步骤和注意事项如下：2.22样品预处理在样品预处理过程中将雄花序装入盛有蒸馏水的试管内，用玻璃棒轻轻击打花序，充分浸泡以保证花粉散出，然后用200目筛子将样品过滤

7、到25ml量筒内，添加一粒石松孢子药片（含石松孢子约27000粒），溶解后搅拌均匀。实验中不对花粉原生质进行去除。2.23PH溶液的配制共配置了5个等级的PH值溶液（表1）。碱性溶液用分析纯固体氢氧化钠配制，酸性溶液用分析纯盐酸溶液配制。PH溶液的配制遵循碱性由高到低，酸性由低到高原则，使用PP－50专业型PH计（精度为0.01）配制，其中PH=7的为蒸馏水。溶液既用既配，各取10ml，分别装入15ml的试管。表1实验配制PH值与样品编号Table1PHvalueso