广西青狮潭库区禾本科植硅体季节变化及其在库内表层沉积物分布特征研究

This proposal focuses on the relatively closed Qinshitan reservoir area featured by the wide occurrence of Poaceae plants. The seasonal variations of phytolith morphological assemblages, sizes and formation times are to be investigated by the analyses of the leaves of major members, stems and roots of parts in Poiceae subfamily. By comparison with the seasonal climate data, regression and correlation analysis is applied to understand the mechanisms of phytolith formation and its environmental implication. Combined with modern plant phytolith types, the phytolith extracted from surface sediments in different location of Qinshitan Lake is to be discussed. Sediment grain size is further analyzed to help discuss the mechanisms of phytolith transportation and distribution in surface sediments, and evaluate its effect on paleoenvironment reconstruction. This work is believed to improve the study on the mechanisms of phytolith formation, transportation to the surface sediments and its environmental implication, providing the theoretical basis for using phytolith as a tool of paleoenvironment reconstruction.

选取禾本科植物分布广泛、相对封闭的广西桂林市青狮潭库区，对库区禾本科各亚科主要植物叶片及部分植物根、茎植硅体形态组合、大小及形成时间进行了分析，总结了禾本科植硅体的季节变化特征；并与植物生长和季节性气候变化进行对比和回归相关分析，认识禾本科植硅体的形成机制，揭示其形成的生态环境信息；结合现代植物植硅体的形态特征，分析库内不同位置表层沉积物植硅体组合特征，并与粒度变化进行对比分析，探讨湖泊表层沉积物植硅体运移规律及机制，评价其对古环境重建研究的影响和作用。此研究可能为探讨植硅体的形成机制、记录生态环境信息以及植硅体在湖泊沉积物的运移机制提供突破性认识，为植硅体分析应于古环境重建提供理论依据。

植硅体分析广泛应用于古环境及植物生理研究，然而，季节性气候如何影响植物体内植硅体组合了解较少。选取禾本科植物分布广泛、相对封闭的青狮潭库区，对库区禾本科各亚科主要植物进行了近两个连续生长季节内叶片植硅体形态组合、大小月份变化的分析；选取研究区玉米叶片及叶脉进行了生长季节内植硅体组合及大小变化对比研究；监测了岩溶石漠山山顶的融安黄竹植硅体组合、大小及叶蜡正构烷烃单体同位素变化对季节性气候变化的响应；另外，研究了亚热带17种木本竹子植硅体组合及大小季节变化对分类的影响。研究发现各亚科主要植物在生长季节内植硅体组合及大小存在明显变化，一般来说，生长季节的初期短细胞植硅体优先形成，生长季节的末期棒型和毛发细胞植硅体大量形成，根据植物叶片植硅体类型多样性计算的温暖指数与月平均气温变化存在明显的正相关关系；植物特征性植硅体的大小一般在生长季节的初期较大，在高蒸发量的高温季节处于高值。玉米前3片真叶含较高比重的多铃型，在第3片以后真叶消失，不同叶位，相同叶片不同部位以及不同阶段硅体组合及大小也有差异。岩溶石漠山融安黄竹植硅体温暖指数、机动细胞含量以及叶蜡C29、C31正构烷烃碳同位素组成与月平均气温成明显正相关。青狮潭河口三角洲及主湖区表层沉积物粒度中值及平均粒径与距离公平河的距离成负相关，表明沉积物主要受控于公平河输入;三角洲木本植硅体比重高于主湖区，且与粒度中值及平均粒径成正相关，表明三角洲沉积物木本植硅体主要来源河流输入，反映河流流域地表植被，主湖区除了河流注入的影响还受湖泊湖岸燃烧以及大气输入草本植硅体的影响。湖泊植硅体分析应该考虑湖泊相的变化，气候指数需要校正研究。碳酸盐红土表土含丰富的植硅体，植硅体垂向运移过程中对不同形态植硅体分选不明显，植硅体组合能够记录植被的变化特征。此研究有利于认识植硅体的形成、湖泊沉积物的来源机制，为植硅体分析应用于古环境重建提供理论依据。