孢粉学是对花粉和孢子的科学研究，花粉和孢子实际上是在考古遗址和邻近的土壤和水体中发现的不可破坏的、显微镜下的、但易于识别的植物部分。这些微小的有机材料最常用于识别过去的环境气候（称为古环境重建），并跟踪从季节到千年的一段时间内的气候变化。

现代孢粉学研究通常包括所有由高抗性有机物质（称为孢粉蛋白）组成的微型化石，孢粉蛋白是由开花植物和其他生物产生的。一些孢粉学家还将这项研究与硅藻和微型有孔虫等大小相同的生物相结合；但在大多数情况下，孢粉学关注的是在世界盛开季节漂浮在空气中的粉状花粉。

科学史

孢粉学一词来源于希腊语单词“palunein”，意思是喷洒或散布，拉丁语“pool”意思是面粉或灰尘。花粉粒由种子植物（种子植物）产生；孢子由无籽植物、苔藓、球茎苔藓和蕨类植物产生。孢子大小在5-150微米之间；花粉的范围从10微米以下到200微米以上。

孢粉学作为一门科学已有一百多年的历史，由瑞典地质学家伦纳特·冯·波斯特（Lennart von Post）的工作开创，他在1916年的一次会议上绘制了第一张泥炭沉积的孢粉图，以重建冰川消退后西欧的气候。直到17世纪罗伯特·胡克发明了复合显微镜之后，花粉粒才首次被发现。

为什么花粉是气候的量度？

孢粉学使科学家能够通过时间和过去的气候条件重建植被的历史，因为在花期，来自当地和区域植被的花粉和孢子被吹过环境并沉积在景观上。花粉粒是由植物在从两极到赤道的所有纬度的大多数生态环境中产生的。不同的植物有不同的开花季节，所以在很多地方，它们在一年中的大部分时间都会被沉积。

花粉和孢子在水环境中保存完好，根据其大小和形状，在科、属和某些情况下在物种水平上易于识别。花粉粒光滑，有光泽，网状，具条纹；它们是球形、扁球形和长形的；它们以单颗粒的形式出现，但也以两、三、四和更多颗粒的团块出现。它们有着惊人的多样性，在过去的一个世纪里，已经出版了许多关于花粉形状的钥匙，这些钥匙让人着迷。

我们星球上第一次出现的孢子来自于4.6-4.7亿年前中奥陶世的沉积岩；石炭纪时期，有花粉的种子植物发育约320-300 mya。

工作原理

一年中，花粉和孢子在整个环境中随处可见，但孢粉学家最感兴趣的是它们何时会在水体中沉积——湖泊、河口、沼泽——因为海洋环境中的沉积序列比陆地环境中的沉积序列更为连续。在陆地环境中，花粉和孢子沉积很可能受到动物和人类生命的干扰，但在湖泊中，它们被困在底部的薄层中，大部分不受植物和动物生命的干扰。

孢粉学家将沉积物岩芯工具放入湖泊沉积物中，然后使用放大400-1000倍的光学显微镜观察、鉴定和计数这些岩芯中生长的土壤中的花粉。研究人员必须确定每个分类群至少200-300个花粉粒，以准确确定植物特定分类群的浓度和百分比。在他们确定了所有达到该限度的花粉分类群后，他们在花粉图上绘制了不同分类群的百分比，这是von Post首次使用的给定沉积物芯每层植物百分比的直观表示。该图提供了花粉输入随时间变化的图片。

问题

在冯·波斯特第一次展示花粉图时，他的一位同事问他如何确定某些花粉不是由遥远的森林产生的，这一问题目前正通过一套复杂的模型得到解决。在海拔较高的地方产生的花粉粒比那些离地面较近的植物更容易被风吹得更远。因此，学者们逐渐认识到，基于松树在花粉分布方面的效率，松树等物种的代表性可能过高。

从冯·波斯特的时代起，学者们就开始模拟花粉如何从森林冠层顶部扩散，沉积在湖面上，并在湖底形成沉积物之前在那里混合。这些假设是，湖泊中积累的花粉来自四面八方的树木，在花粉产生的漫长季节，风从各个方向吹来。然而，在已知的程度上，附近的树木比远处的树木更能强烈地表现出花粉。

此外，不同大小的水体会产生不同的图表。非常大的湖泊以区域花粉为主，较大的湖泊有助于记录区域植被和气候。然而，较小的湖泊主要由当地的花粉组成——因此，如果你在一个地区有两个或三个小湖泊，它们可能有不同的花粉图谱，因为它们的微生态系统彼此不同。学者们可以利用大量小型湖泊的研究来深入了解当地的变化。此外，较小的湖泊可用于监测局部变化，如与欧美定居相关的豚草花粉增加，以及径流、侵蚀、风化和土壤发育的影响。

考古学与孢粉学

花粉是从考古遗址中发现的几种植物残留物中的一种，它们要么附着在盆的内部，要么附着在石器的边缘，要么附着在诸如储藏坑或生活地板等考古特征中。

除了当地的气候变化外，考古遗址的花粉被认为反映了人们吃的、种的、用来建造家园或喂养动物的东西。来自考古遗址和附近湖泊的花粉组合提供了古环境重建的深度和丰富性。这两个领域的研究人员通过合作将获益匪浅。

来源

花粉研究的两个高度推荐的来源是亚利桑那大学的Owen Davis孢粉学网页和伦敦大学学院的孢粉学。

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