植硅体

（1）植硅体产量大，分布范围广。从高山到平原，从湖泊到海洋，从森林到草原，凡有植被的地方，即有植硅体的存在 。植硅体的这一优点为其研究和应用提供了方便。

（2）植硅体理化性质稳定，具有耐腐蚀性。当植物死亡或凋谢之后，植硅体不会分解，而完整地长期保存于土层中。

（3）植硅体具有极佳的耐高温特性。在温度低于700℃时，其物理、化学性质不会发生变化 。一般说来，经过高温处理的考古样品，往往不再含有化石 ，因而这种抗高温性能可使植硅体理想地应用于经高温处理的依存分析之中。

（4）植硅体形成于植物器官，随腐烂了的植物，沉积于原地土壤中，而非空气中，所以，多数植硅体记录具有原地沉积的特点，特别对考古遗址植物历史的记录，更为精细和稳定，优势十分显著。

（5）植硅体形态的重复性、规律性和独特性。植硅体在形成过程中“复制”了细胞体的原本形态，植物科和亚科之中总是同样类型的细胞或组织被硅化。不同植物可以产生不同的植硅体形态组合和独特的个体形态 。

按照王永吉的分类系统，主要类型有：方型、长方型、扇型、十字型、哑铃型、多铃型、短鞍型、长鞍型、抬高中鞍、齿型、帽型、短尖型、长尖型、平滑棒型、刺边棒型、突起棒型、波状棒型、穴状棒型、三棱柱型、多面体型、靴状、薄板型、不透明孔板、石化细胞、网脊块状、纺锤型、导管型、Y型、球型等。此外还有大量的炭屑、硅藻和燃烧植硅体，反映人类的活动。其形态特征、分类、来源说明如下：

方型、长方型（Parallelepipedal bulliform cell）、扇型（Cuneifor bulliform cell）：从植物细胞学的角度，扇型、方型、长方型植硅体都来源于植物体内的机动细胞，也就是说他们具有一定的同源性，并且，有少量的方型和扇型形态本来就是同一植硅体个体的不同侧面，因此，方型、长方型、和扇型的分布呈现非常相似的侧面。扇型呈扇状或楔形，大小在70μm左右，多产于植物叶片机动细胞，多种植物产此形态，其中禾本科中多产于画眉草亚科和黍亚科，竹亚科也产扇形，主要分布在我国的亚热带到热带地区。

哑铃型（bilobate）：形状如哑铃，有双叶片，大小在25μm左右，主要形成于表皮短细胞，主要产于黍亚科，芦竹亚科植物。其两铃外端轮廓比较薄弱，柄较短；十字型，其两铃分叉。多产生于C4植物，主要分布于热带、亚热带湿润地区。

多铃型（Cylindrical Polylobate）：有二个或两个以上的叶片串状排列，叶片对称分布，大小小于35μm，其分类学意义不明确，有可能产生于黍亚科、画眉草科亚科、早熟禾亚科。

十字型（Cross）：有四个叶片，大小为15μm左右，主要形成于表皮短细胞，多产生于黍亚科，分布于热带、亚热带暖湿地区。

短鞍型（Square saddle）：形似马鞍，其面宽大于高，小于15μm，形成于表皮短细胞，多产生于画眉草亚科，主要分布在热带、亚热带干旱、半干旱地区，短鞍型也产生于芦竹亚科，其平面形态如带柄的水杯。

长鞍型（Oblong concave saddle）：长鞍型和竹节型是同一形态不同侧面的描述名称，是相对画眉草亚科的短鞍型和芦竹亚科的中鞍型而言的。大小小于20μm，主要形成于表皮短细胞，长鞍型和竹节型是竹亚科的标志形态，主要分布于温暖的半干旱到湿润地区，要求有较高的温度和降水量，多为C3植物。

齿型（Trapeziform sinuate or crenate）、帽型（rondel）：齿型分为短齿型和长齿型，短齿型形如平底船或不规则四边形状，长齿型两边齿状平行，齿状或尖、圆或呈直角形，大小在35μm左右；帽型有各种形状，最基本的形状象展开的裙子，有的有纹饰突起，大小在15μm左右，主要形成于表皮短细胞；这两种形态主要形成于早熟禾亚科、画眉草亚科、芦竹亚科，早熟禾亚科属C3植物，主要分布在温凉、湿润的高纬度、高海拔地区。

平滑棒型（Elongate smooth）、突起棒型（Elongate echinate）：呈棒状，大小在100μm左右，无明显的分类学意义，主要形成于表皮细胞的长细胞，主要分布在温带到亚热带地区。

长尖型、短尖型（Unciform hair cell）：形状呈针状或钩状，大小多小于50μm，主要形成于毛状细胞，主要分布于温带到亚热带的地区土壤中。

多面体型（Polyhedron aggregate）、导管型（Vascular tissue）、靴型（Clavate contorted）、薄板型（Platelet polygon）、球型（Globular granulate）等多来自于木本植物。

多边帽型（Polyhedron with conical projection）：镜下多为空心锥形，其形态表现为一个大圆里面有个小圆，或是在五边形或六边形底盘上中心发育一个圆椎体，大小为40μm，在莎草科植物中居多，多生长于较湿环境。

植物在生长过程中，吸收到身体里的硅会沉淀在细胞或者细胞之间，形成植硅体。当植物死亡、腐烂以后，像小石头一样的植 硅体便埋藏在土壤中保存起来。科学家可以把这些保存在土壤里的植硅体通过一系列实验流程提取出来。由于不同的植物具有不同的细胞形态，所以其产生的植硅体形态也不相同。科学家通过植硅体的形态，鉴定它们来自哪种植物，以此进行古气候重建或者植物考古方面的工作。当然，当这个方法应用在考古学中的时候，就不止是从土壤里提取植硅体，石器、陶器、牙齿等接触过植物的遗存都是研究的对象。

植硅体研究在国外开展较早，在我国是近几十年才开展起来的一门研究古环境古气候的新兴的边缘学科，尽管如此，现已在考古学及古环境古气候解释及植物起源中取得可喜的成果。利用植硅体分析可以提取冲积物中赋存的古植被信息，利用植硅体进行古植被重建、古气候学研究是当前国际上生物地层、气候地层研究的一个新兴方向。

考古学是植硅体应用相对广泛的领域之一，最早可追溯到上个世纪90年代初期。植物硅酸体在三个方面为考古学提供证据：野生植物的可利用性，栽培作物的起源和扩散，古人类遗址的环境变迁。

考古土壤中的植硅体组合代表了原地腐烂的植物残留。因此，植硅体组合在某种程度上能反映微观的环境变化及相关的文化活动。一般来说，由于人类使用植物的活动，考古遗址各层在堆积过程中，可能存在大量植物的茎和叶。茎和叶腐烂后，植硅体——这种硅化细胞和组织能够长期保存，而且数量较多。姜钦华等通过对石家河文化时期的堆积物进行植硅石分析，统计有重要意义的植硅体形态类型，发现水稻扇形植硅石，稻哑铃型，水稻颖壳三种对鉴定稻作农业最为重要的三种植硅体类型 。郑云飞和俞为洁等对河姆渡遗址和罗家角遗址进行植硅体分析发现了起源于水稻叶片运动细胞植硅体，并把两遗址的植硅体形状特征进行比较，发现此两遗址的稻分别为粳稻和籼稻。Pearsall等利用十字型植硅体、块状植硅体鉴定出玉米。

沉积物中植硅体的组合特征记录着一个地方不同时期的植被面貌，植被面貌的变化主要受控于气候和环境的变化，所以根据植硅体组合特征可以了解该区域的植被变迁，从而推断该区域的气候和环境变化。植硅体分析广泛地应用于重建古气候、古环境、古植被。

在我国，经过近几十年的发展，植硅体定量分析也逐步成熟，通过对黄土、泥炭、海洋沉积物、湖泊沉积物以及考古土壤等沉积物中富含的植硅体进行分析，成功地重建了古环境、古气候，发现气候冷暖波动规律及一些特殊环境事件。

吕厚远和刘东生等通过对渭南、宝鸡和兰州剖面进行植硅体分析表明，末次间冰期以来，在黄土高原南部，主要发育森林草原和发育草原，只有在降水量超过800mm以上，在其后最适宜期，才能有短期的森林植被发育。范斌和许世远等对巢湖南灵钻孔的植硅体化石进行系统研究，划分出六个植硅体组合带，并根据各组合带反映的古生态、古环境特征，发现自5600aBP以来气候分为3个相对寒冷期和3个相对温暖时期，并泰伦了个时期巢湖流域的环境变迁。顾延生等对浙江长兴中-晚更新世红土进行分析，发现含有丰富的植硅体形态类型，主要来自草本植物、阔叶和裸子植物等。运用植硅体和分子化石的相关指标揭示了红土沉积时期的植被与气候信息。