谷物类及其野生近缘种孢粉学研究与农业考古应用潜力评估

The most important methodological prerequisite for palynoarchaeological investigations is the reliable distinction between cereal and wild grass types. There is as yet no unanimous criterion of distinguishing between wild grass and cereal pollen and identification issue remains to be clarified. The key scientific issues are 1) the diagnostic keys to pollen types of cereal and their wild relatives; 2) How recent palynology of cereals and their wild relatives aids interpretation for agricultural archaeology based on pollen morphology and production and pollen assemblages from cropland soil. The main methods are morphological investigation using LM, SEM and TEM techniques, combined with biometrics for pollen morphology; pollen analysis for surface sediments from croplands. The potential applications to agricultural archaeology are to be assessed based on the obtained data. Expected results are the basis of palynoarchaeology and Quaternary palynology, as well as the innovative contribution of interdisciplinary methodology in exploring scientific issue of origin of agriculture.

考古孢粉学研究最重要的方法学前提是谷物类与野生禾草类的准确鉴别。然而，迄今尚无一致的鉴别标准，因此其鉴定的准确性仍然有待论证与研究。本项目以谷物及其野生近缘种的花粉与现代表层沉积物为研究对象，深入分析花粉形态学特征、表层沉积物的孢粉组合特征；探索的科学问题是：1）不同类型的谷物及其野生近缘种的花粉是否有可行的形态学鉴别标准？2）如何利用形态特征与表层沉积物的孢粉组合等现代孢粉学信息来辅助解释农业考古孢粉数据？主要研究方法是1）利用光镜（相差、共聚焦与微分干涉）、扫描电镜和透射电镜观察花粉形态，并结合生物计量方法（Biometrics）进行形态学特征的定量分析，提取鉴别特征；2）谷物种植区的表层沉积物孢粉分析。利用所得数据来评估它们在农业考古研究的应用潜力，预期结果是考古孢粉学与第四纪孢粉学研究的基础支撑，亦对农业起源研究提供交叉学科的方法学指导。

谷物类禾本科花粉鉴别至今仍有瓶颈。本课题研究了谷物类及其野生近缘种的花粉形态学的光学显微与电镜的形态与外壁结构。获得了常见谷物类花粉的关键形态特征数据与显微图鉴（LM、SEM、TEM）、稻田表层沉积物的禾本科花粉粒径分布特征值。.重要结果：稻、粟、黍等花粉Di平均值变化幅度较大，不足以作为形态鉴别参考，而麦类花粉较易与其它禾草类花粉区别开：Triticum aestivum，53.10µm（51.81~54.38µm）；T.dicoccoides， 56.84µm（56.46~57.23µm）；T.durum，57.02µm（56.33~57.72µm），T. aestivum，53.10µm。.SEM结果：1）Oryza meyeriana的表面纹饰特征可以作为区分特征，表面颗粒状突起个体较大，且不聚集成小簇，颗粒状突起均匀地分布，但偶尔也见没有颗粒突起的平整区域。每4µm²面积的 “小簇”数量有明显差异：O. sativa平均12个；O. rufipogon平均33个；O. officinalis平均19个，而O. meyeriana表面颗粒状突起不聚集成“小簇”；2）小麦属中只有Triticum dicoccoides表面颗粒状突起不聚集成小簇，易于鉴别。T. dicoccoides与T. durum二者十分相近，难以区分。.TEM结果：1）Oryza sativa与O. rufipogon两者可区分，前者An的加厚形状较为扁长，后者连接萌发孔盖和萌发孔环的外壁内层有着剧烈加厚；而O. meyeriana的花粉壁没有显示出“穿孔”结构，也有别于其它稻属花粉。O. officinalis的区分特征不太显著，需要进一步的研究分析。.谷物类花粉形态的数量特征与形态特征（图鉴）具有明确的科学意义，特别是在农业考古研究与第四纪孢粉鉴定领域具有必不可少的参考价值。