孢粉数据分析中不同样品重量的稳定性

3.0 闻远设计 2024-03-22 68 4 82.46KB 5 页免费

侵权投诉

孢粉数据分析中不同样品重量的稳定性

引言

地层中取得的孢粉数据可以提供在自然环境状态下进行物种群落丰富度估算的本底值，同时还

可以解释多样性变化的历史背景[1]. 孢粉数据的时间精度不及现代生态学，由于经历漫长的地

质历史时期，地层中保存下来的化石孢粉知识过去古植被的缩影，加之孢粉鉴定的精度较差，

很大一部分只能鉴定到科属，孢粉类型的多样性和生物多样性之间存在差距，因此定量评价过

去生物多样性比较困难，但它仍然在定性研究过去生物多样性方面发挥着明显的作用[2].

孢粉鉴定精度较差的问题一直存在，而且受到不同孢粉类型之间产量、保存能力、传播能力与

代表性不同，以及不同时期岩性和沉积物沉积速率不完全一致等因素的影响，在应用孢粉多样

性恢复植物多样性时会与实际情况产生一定偏差[3]. 但在目前还没有更好的方法恢复古植物多

样性时，孢粉分析仍是一种具有潜力的重建植物多样性的方法[4].

目前，对使用重液浮选法进行孢粉前处理这一过程定量的研究不多。魏明建等人曾对青藏高原

腹地红层样品进行对比实验，变量设计为样品重量、重液的比重、样品与重液的体积比，得到

对藏北红层的粘土夹层最适的孢粉分析方法[5]. 柯曼红等人对黄土高原地区 7 个坡面进行黄土

分析方法流程的探索，认为对于孢粉量相对较少的黄土样品要适当加大分析样品量到 200 g ~

250 g,这样会使孢粉获得率相应提高[6]. 杜乃秋等人使用浙江省龙泉县凤阳山自然保护区的沉积

物为样品，对重液浮选法中重液比重对孢粉质量浓度的影响进行了研究，发现用比重为 1. 8 的

重液时制片清洁，孢粉富集好，便于统计更大量的花粉来减小误差。而比重为 2. 2 的重液可减

小花粉浓度的计算误差，但制片杂质较多，不便统计[7].

黄土地层中，由于下层黄土中孢粉受到更长时间的侵蚀，导致黄土地层中下层要比上层的孢粉

损失量更大，通常在时间尺度较大的研究结果中可以发现地层从上到下，孢粉的获取量是逐渐

减少的。因此，如何在S4、L4 地层中获取足够量的孢粉并且保证其孢粉分析结果的准确性和

稳定性成为研究的重点。

1 材料与方法

1. 1 研究区概况

研究区位于陕西省延安市洛川县东南的国家黄土地质公园内的洛川黄土剖面。该地一月平均气

温为-5 ~ -6. 4 ℃ ，七月平均气温为21. 6 ~22. 8 ℃ ，年均温为8 ~9 ℃ ；年降水量550 ~ 630 mm,

主要集中在夏季（占 60% 左右），具明显的干湿季节，属半干旱- 半湿润气候。自然植被以落

叶阔叶林为主，黄土沟壑区存在少量次生灌木。

洛川黄土剖面地处黄土高原中东部，是我国第四纪标准黄土剖面之一。实验中所选用的样品为

第四层黄土（L4）和第四层古土壤（S4），剖面总厚度为 700 cm, 囊括 S3 底部 55 cm、L4

层、S4 层和 L5 上部 10 cm 四个层位。

1. 2 实验设计

样品的前处理在首都师范大学孢粉实验完成，选取深度为 158 cm （记为L4-12）、455 cm（记

为L4-112）、581 cm （记为S4-63 ）三个层位的样品，每个层位的样品分别采用100 g、150

g、200 g、250 g 的重量进行对比实验，共计12 个样品。每个样品中加入1 片标准石松花粉片

（18 583 粒），加入足量的浓度为 36. 5% 的盐酸溶解样品中的碳酸盐类，充分反应后，加水

静置，重复水洗至中性。加入10% 的Na2CO3 溶液除去腐殖酸，沉淀24 h 后反复水洗至

中性。分别用比重为 2. 0、2. 2 的重液浮选两次，取上层清液，加入1% 的冰醋酸溶液。孢粉

完全沉淀后，取下层沉淀物，加入氢氟酸除去沉淀物中的硅质颗粒，水洗 3 ~4 次，加入36.

5% 盐酸除去氢氟酸处理过程中产生的 CaF2 沉淀、铝硅酸盐和未挥发完的 SiF4. 水洗离心 3 ~ 4

次后。转移至指形管中，加入甘油封存。

孢粉鉴定在 OLYMPUS2BX51 显微镜下放大200 或600 倍进行，孢粉鉴定过程中同时计量标准

石松花粉的数量，以此为标准计算每个样品中的孢粉浓度。

样品统计结果显示，12 个样品都有较丰富的孢粉，共鉴定 1 442 粒孢粉，分属 43 个科属。

1. 3 数据分析

1. 3. 1 孢粉质量浓度计算

孢粉质量浓度与植物花粉的种类、产量及植物的丰度有关，受气候及沉积环境等因素影响[8].

花粉的百分比是一个相对值，能够较好的反应花粉组合的规律，但各类花粉数量之间的相对变

化，导致相对含量中每一个变量之间相互制约，而不是独立存在的，因此，花粉百分比不一定

能代表植被真正的变化[9]. 针对这一问题，Davis 提出了花粉浓度的概念，即单位质量样品中所

含的花粉数量[10].

本研究中采用外加花粉法计算表土孢粉浓度。

计算公式为：AC （I,J ）（质量浓度）=P （I,J ）× L （I）S （× ）× G （I）式中，AC（I,J ）

为孢粉质量浓度，单位是粒/克，L（I ）为每个样品中外加的标志花粉数；S（I ）为统计中记

下的外加标志花粉数，G（I ）为处理的每个样品的质量。

1. 3. 2 多样性计算

物种多样性包括丰富度和均匀性两个方面[11],反映了生态环境的多样性及稳定性，源于动植物

群落的几个多样性指数如Shannon-Wiener 指数等也被用于化石孢粉组合[12]. Shannon-Wiener

指数用于测定概率空间的不确定性程度，它的应用是基于如果一个群落中物种分布均匀则生物

多样性最大的假设，在物种分布均匀的情况下，Shannon-Wiener 指数的最大值仅依赖于物种的

数量，随着物种数量的增加而增加[13]. 一般来说，Shannon-Wiener 指数越高，物种越丰富，多

样性越高。均匀度表示各孢粉类型含量分配的均匀程度，E 值越大系统越均匀，环境越稳定，

均匀度是信息函数的补充[8].

Shannon-Wiener 指数计算公式为：Hs= - Σsi = 1Pi·LnPi 均匀度计算公式为：E = eHs/ S 式中，Pi

为第i 种孢粉类型的百分数量，S 为孢粉类型的总数。

1. 3. 3 相似度计算计算每个样品中出现科属植物所占百分比，以此对不同样品使用 primer 软件

进行相似性分析。

2 结果与讨论

计算 12 个样品总的孢粉质量浓度，并利用样品中鉴定出的不同科属的孢粉所占的百分比数据

计算均匀度（E ）和Shannon-Wiener 指数（H）[13],描绘不同样品之间相似性图。

2. 1 孢粉质量浓度

对所有样品均匀度（E）、Shannon-Wiener 指数（H ）、孢粉质量浓度（C ）和样品重量（

W ）使用 primer 软件进行相关性分析（见表1），在本次试验中孢粉质量浓度和样品重量存在

一定的负相关性。在孢粉质量浓度随重量变化图中（见图 1），这种负相关性的表现是随着样

品重量的增加，孢粉质量浓度减小，最后趋于平稳。S4-63 和L4-112 层位样品在重量 100 g 和

150 g 时变幅明显，而 L4-12 层位样品在此重量间的变幅较小。【1】

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

免费 4人已下载

立即下载

摘要：

孢粉数据分析中不同样品重量的稳定性引言地层中取得的孢粉数据可以提供在自然环境状态下进行物种群落丰富度估算的本底值，同时还可以解释多样性变化的历史背景[1].孢粉数据的时间精度不及现代生态学，由于经历漫长的地质历史时期，地层中保存下来的化石孢粉知识过去古植被的缩影，加之孢粉鉴定的精度较差，很大一部分只能鉴定到科属，孢粉类型的多样性和生物多样性之间存在差距，因此定量评价过去生物多样性比较困难，但它仍然在定性研究过去生物多样性方面发挥着明显的作用[2].孢粉鉴定精度较差的问题一直存在，而且受到不同孢粉类型之间产量、保存能力、传播能力与代表性不同，以及不同时期岩性和沉积物沉积速率不完全一致等因素的影响...

展开>> 收起<<

孢粉数据分析中不同样品重量的稳定性.docx

共5页,预览2页

还剩页未读，继续阅读

孢粉数据分析中不同样品重量的稳定性

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: