郝艷 麗，宣 瑜，周毓灼，唐衛(wèi)軍，郭 建

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福州山地土壤中植物孢粉組合的特異性研究

郝艷 麗1，宣 瑜2，*，周毓灼2，唐衛(wèi)軍2，郭 建2

（1. 福建警察學(xué)院，福州350007；2.福州市公安局刑事偵查支隊(duì)，福州350003）

摘要：目的 研究福州地區(qū)山地土壤中植物孢粉組合的特異性。方法 用乙酸乙酯和稀鹽酸溶液浸泡蓋山和屏山土壤，經(jīng)震蕩和離心分離收集土壤中的植物孢粉，用掃描電鏡觀察植物孢粉的顯微形貌，根據(jù)植物孢粉的形狀、粒徑大小、表面紋飾和外壁圖案鑒別不同種類的植物孢粉，且根據(jù)土壤中的植物孢粉組合特征來(lái)區(qū)分不同的山地土壤。結(jié)果 蓋山和屏山土壤中的植物孢粉組合不同。對(duì)于同一山體，不同位置（山腳、山腰和山頂）、不同深度（表層、表層以下2 cm和表層以下4 cm）和不同季節(jié)（春季、夏季和冬季）的蓋山和屏山土壤中所含的植物孢粉組合均不同。結(jié)論 不同位置、不同深度、不同季節(jié)的蓋山和屏山土壤中所含植物孢粉組合均具有明顯的特異性，根據(jù)土壤中的植物孢粉組合特征可以區(qū)分不同山體位置、不同土層深度和不同季節(jié)的山地土壤。

關(guān)鍵詞：植物孢粉組合；顯微形貌；特異性；山地土壤

植物孢粉是指孢子植物的孢子和種子植物的花粉，具有質(zhì)輕量多、粒徑微小、散布廣泛、易于轉(zhuǎn)移和粘附、種類特征性強(qiáng)等特點(diǎn)。根據(jù)孢粉的形狀、粒徑大小、表面紋飾、外壁圖案等形貌特征能鑒別不同種類的植物孢粉［1-2］。植物孢粉作為微量物證檢驗(yàn)領(lǐng)域的重要分支，在刻畫嫌疑人的行動(dòng)軌跡、確定案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)等方面起到重要作用［3-8］。土壤中含有植物孢粉，不同地域土壤中所含的植物孢粉組合反映了特定的地理生態(tài)環(huán)境。研究土壤中的植物孢粉組合可用于區(qū)分不同土壤［1］。目前，對(duì)不同土壤中植物孢粉組合的特異性尚未進(jìn)行深入細(xì)致研究。本文針對(duì)不同位置、不同季節(jié)和不同深度的山地土壤中的植物孢粉組合開展研究，根據(jù)植物孢粉組合區(qū)分不同位置、不同季節(jié)和不同深度的山地土壤，據(jù)此刻畫犯罪嫌疑人的行動(dòng)軌跡，為案件偵破提供線索。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器：Z326型高速離心機(jī)（德國(guó)哈默股份公司）、NOVA NANO SEM型場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（美國(guó)FEI公司）。試劑：乙酸乙酯（AR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 ）、濃鹽酸（AR，上海成?；瘜W(xué)工業(yè)有限公司），實(shí)驗(yàn)用水全部為超純水（18.2 Ω，Millipore）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 植物孢粉的提取

在12月分別提取福州蓋山、屏山的山腳（分別提取表層土壤、表層以下2 cm土壤及表層以下4 cm土壤）、山腰和山頂表層土壤；以及4月和8月取自蓋山和屏山相同山腳位置的表層土壤。在每個(gè)取樣點(diǎn)平行提取土壤5次，各取土壤5 g，分別提取土壤中的孢粉。用乙酸乙酯浸泡土壤10 min離心取上清液，再用30 %鹽酸溶液浸泡，10 min后離心取上清液，兩次上清液混合后過(guò)濾。烘干濾紙，用導(dǎo)電膠提取濾紙上的植物孢粉［1］。

1.2.2 植物孢粉的分析

用掃描電鏡（scanning electron microscope，SEM）分析植物孢粉的顯微形貌。條件參數(shù)為：高真空、加速電壓25 KV、工作距離5 mm、束斑5.0。

2 結(jié) 果

2.1 蓋山土壤中的植物孢粉分析

2.1.1 不同位置表層土壤中的植物孢粉分析

圖1（a）～（c）、（d）、（e）分別為蓋山山腳、山腰、山頂表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。圖1（a） 中，孢粉呈圓球形，直徑4.8 μm，具有萌發(fā)孔，表面有皺紋和小刺紋飾，與植物孢粉圖志比對(duì)，該種孢粉為拓樹屬（Cudrania tricuspidata （Carr.） Bur）花粉［9］。圖1（b）中，孢粉近似圓球形，直徑31.8 μ m，具有多個(gè)萌發(fā)孔，孔徑約1.8 μ m，且個(gè)別萌發(fā)孔被膜覆蓋，孢粉外壁表面光滑，具有稀疏不均勻分布的淺穴，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為白花夾竹桃（Nerium indicum Mill. cv. Paihua）花粉［9］。圖1（c） 中，孢粉為扁球形，大小為21.4 μm×17.3 μm，具有較淺的溝槽狀凹陷，外壁表面粗糙，有穴狀紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為米仔蘭屬（Aglaia Lour.）孢粉［9］。由此可見(jiàn)蓋山山腳表層土壤中含有三種類型的植物孢粉。圖1（d）為蓋山山腰表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。孢粉呈扁球形，大小為19.4 μm×18.7 μm，表面有萌發(fā)孔，孔徑為1.0 μm，外壁表面較光滑，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為青檀屬（Pteroceltis Maxim）孢粉［9］。由此可見(jiàn)蓋山山腰表層土壤中只含有一種植物孢粉。圖1（e）為蓋山山頂表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。孢粉呈圓球形，直徑為22.8 μm，表面未見(jiàn)明顯萌發(fā)孔，外壁表面具有稀疏的顆粒狀紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為柏木屬（Cupressus Linn.）孢粉［9］。由此可見(jiàn)蓋山山頂表層土壤中只含有一種植物孢粉。

圖 1 蓋山表層土壤植物孢粉掃描電鏡圖。（a）、（b）、（c） 分別為山腳表層土壤中拓樹屬、白花夾竹桃屬，米仔蘭屬植物孢粉；（d）為蓋山山腰表層土壤中青檀屬植物孢粉；（e）為蓋山山頂表層土壤中柏木屬植物孢粉。Fig.1 SEM photographs of pollens in the surface soil of Mount Gai. （a）， （b）， （c） are pollens of Cudrania tricuspidata （Carr.） Bur， Nerium indicum Mill. cv. Paihua， Aglaia Lour. from foothill， respectively； （d） is Pteroceltis Maxim pollens from mountainside； （e） is Cupressus Linn. pollen from mountaintop.

2.1.2 山腳不同深度土壤中的植物孢粉分析

圖2（a）和（b）為蓋山山腳表層以下2 cm土壤中植物孢粉的顯微形貌。圖2（a） 中，孢粉近似方形，其大小為72.8 μm×80.9 μm，中部具有明顯的凹陷區(qū)，外壁表面光滑，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為倒吊筆屬（Wrightia R. Br.）孢粉［9］。圖2（b） 中，孢粉為扁球形，外壁表面粗糙，有穴狀紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為米仔蘭屬孢粉［9］。由此可見(jiàn)，蓋山山腳表層以下2 cm土壤中含有兩種類型的植物孢粉。圖2（c）和（d）為蓋山山腳表層以下4 cm土壤中植物孢粉的顯微形貌。圖2（c） 中，孢粉呈長(zhǎng)球形，大小為29.4 μm×17.1 μm，具有明顯的孔溝，外壁表面有腦紋狀紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為茶（Camellia sinensis （L.） Kuntze）孢粉［9］。圖2（d） 中，孢粉近似球形，直徑為45.8 μm，表面有明顯的萌發(fā)孔，其孔徑大小為8.8 μm，孔緣壁加厚，顯著隆起，外壁表面具有細(xì)顆粒紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為苦竹屬（Pleioblastus Nakai）孢粉［9］。由此可見(jiàn)，蓋山山腳表層以下4 cm土壤中也含有兩種類型的植物孢粉。

2.1.3 蓋山不同季節(jié)山腳表層土壤中的孢粉分析

圖3（a）為4月份（春季）蓋山山腳表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。孢粉為扁球形，外壁表面粗糙，有穴狀紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為米仔蘭屬孢粉［9］。由此可見(jiàn)4月份蓋山山腳表層土壤中只含有一種植物孢粉。圖3（b）為8月份（夏季）蓋山山腳表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。孢粉呈扁球形，大小為23.2 μm×20 μm，外壁表面具有細(xì)網(wǎng)狀紋飾，其網(wǎng)眼呈小穴狀，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為紫珠屬（Callicarpa Linn.）孢粉［9］。由此可見(jiàn)8月份蓋山山腳表層土壤中只含有一種植物孢粉。12月份（冬季）蓋山山腳表層土壤中植物孢粉的顯微形貌見(jiàn)圖1（a）、（b）、（c），由此可見(jiàn)12月份蓋山山腳表層土壤中含有拓樹屬、白花夾竹桃屬和米仔蘭屬三種類型的植物孢粉。

圖 2 蓋山山腳表層以下土壤中植物孢粉的顯微形貌。（a）、（b）分別為表層以下2 cm的倒吊筆屬和米仔蘭屬植物孢粉；（c）、（d）分別為表層以下4 cm的茶和苦竹植物孢粉。Fig.2 SEM photographs of pollens beneath surface soil of Mount Gai foothill. （a），（b） are pollens of Wrightia R. Br. and Aglaia Lour. in 2 cm beneath surface soil， respectively. （c）， （d） are pollens of Camellia sinensis （L.） Kuntze and Pleioblastus Nakai in 4 cm beneath surface soil.

圖 3 蓋山山腳表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。（a）為4月米仔蘭屬植物孢粉；（b）為8月紫珠屬植物孢粉。Fig.3 SEM photograph of pollens in surface soil of Mount Gai foothill. （a） is Aglaia Lour. pollen in April； （b） is Callicarpa Linn. pollen inAugust.

2.2 屏山土壤中的植物孢粉分析

2.2.1 屏山不同位置表層土壤中的植物孢粉分析

圖4（a）、（b）為屏山山腳表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。圖4（a） 中孢粉的形狀、大小、表面紋飾和圖3（b）中孢粉相似，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為紫珠屬孢粉［9］。而圖4（b） 中孢粉為扁球形，外壁表面粗糙，有穴狀紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為米仔蘭屬孢粉［9］。由此可見(jiàn)屏山山腳表層土壤中含有兩種類型的植物孢粉。圖4（c）、（d）為屏山山腰表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。圖4（c） 中，孢粉呈橢球形，大小為38 μm×25 μ m，表面有孔緣隆起的單萌發(fā)孔，其直徑為1.6 μm，外壁表面有細(xì)顆粒狀紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為慈竹屬（Neosinocalamus Keng f.）孢粉［9］。圖4（d）中，孢粉也呈橢球形，大小為16 μm×13 μ m，外壁表面有細(xì)皺紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為榕屬（Ficus Linn.）花粉［9］。由此可見(jiàn)屏山山腰表層土壤中含有兩種類型的植物孢粉。圖4（e）為屏山山頂表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。其形狀、大小、表面紋飾和圖4（b） 所示孢粉相似，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為米仔蘭屬孢粉［9］。由此可見(jiàn)屏山山頂表層土壤中只含有一種植物孢粉。

圖 4 屏山表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。（a）、（b）分別為山腳表層土壤中紫珠屬和米仔蘭屬植物孢粉；（c）、（d） 分別為山腰表層土壤中慈竹屬和榕屬植物孢粉；（e）為山頂表層土壤中米仔蘭屬植物孢粉。Fig.4 SEM photographs of pollens in surface soil of Mount Ping. （a）， （b） are pollens of Callicarpa Linn. and Aglaia Lour. from foothill，respectively； （b）， （c） are pollens of Omei Mountain Neosinocalamus Keng f. and Ficus Linn. from mountainside， respectively； （e） is pollens of Aglaia Lour. from mountaintop.

2.2.2 屏山山腳不同深度土壤中的植物孢粉分析

圖5（a）、（b）為屏山山腳表層以下2 cm土壤中植物孢粉的顯微形貌。圖5（a） 中，孢粉為橢球形，大小為 62.5 μ m×51.5 μm，外壁表面有顆粒狀紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為落葉松屬（Larix Mill.）孢粉［9］。圖5（b） 中，孢粉為扁球形，具有較淺的溝槽狀凹陷，外壁表面粗糙，有穴狀紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為米仔蘭屬孢粉［9］。由此可見(jiàn)屏山山腳表層以下2 cm土壤中含有兩種類型的植物孢粉。圖5（c）為屏山山腳表層以下4 cm土壤中植物孢粉的顯微形貌。其形狀、大小和表面紋飾與圖4（e）中孢粉形貌相似，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為米仔蘭屬孢粉［9］。由此可見(jiàn)屏山山腳表層以下4 cm土壤中只含有一種植物孢粉。

2.2.3 屏山不同季節(jié)山腳表層土壤中的植物孢粉分析

圖5（d）為4月份（春季）屏山山腳表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。孢粉近似橢球形，大小為28 μm×12.7 μm，具有明顯的溝孔，外壁表面有腦紋紋飾，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為臘梅屬（Chimonanthus Lindl. nom. cons.）孢粉［9］。由此可見(jiàn)4月份屏山山腳表層土壤中只含有一種植物孢粉。圖5（e）為8月份（夏季）屏山山腳表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。其形狀、大小、表面紋飾與圖10中孢粉形貌相似，經(jīng)比對(duì)，該孢粉為米仔蘭屬孢粉［9］。由此可見(jiàn)8月份屏山山腳表層土壤只含有一種植物孢粉。12月份（冬季）屏山山腳表層土壤中植物孢粉的顯微形貌見(jiàn)圖4（a）、（b），由此可見(jiàn)12月份屏山山腳表層土壤中含有紫珠屬和米仔蘭屬兩種類型的植物孢粉。

圖 5 屏山表層土壤中植物孢粉的顯微形貌。（a）、（b）分別為屏山山腳表層以下2 cm土壤中落葉松屬和米仔蘭屬植物孢粉；（c）為屏山山腳表層以下4 cm土壤中米仔蘭屬植物孢粉；（d）為4月山腳表層土壤中臘梅屬植物孢粉；（e）為8月山腳表層土壤中米仔蘭屬植物孢粉。Fig.5 SEM photographs of pollens in surface soil of Mount Ping. （a）， （b） are pollens of Larix Mill. and Aglaia Lour. in 2 cm beneath surface soil of foothill， respectively. （c） is pollen of Aglaia Lour. in 4 cm beneath surface soil of foothill； （d） is Chimonanthus Lindl. nom. Cons. pollens in surface soil of foothill in August； （e） is Aglaia Lour. pollen in surface soil of foothill in April.

3 討 論

表1、表2和表3分別列出了不同位置山地表層土壤、不同深度山地土壤和不同季節(jié)山地表層土壤中的植物孢粉組合。福州分屬南亞熱帶季雨林和中亞熱帶常綠闊葉林兩種植被地帶，受多種自然條件影響，山地植物資源豐富，且表現(xiàn)出垂直分布特性。分析蓋山、屏山不同位置山體表層土壤發(fā)現(xiàn)，不同山體同一位置表層土壤中含有的植物孢粉不同；同一山體不同位置表層土壤中含有的植物孢粉也不同。因此不同山體位置表層土壤中所含植物孢粉組合存在明顯差異。土層的形成是長(zhǎng)期緩慢的歷史沉積過(guò)程，同一山體不同歷史沉積期生長(zhǎng)的植物種類不同，導(dǎo)致土層形成過(guò)程中土壤中含有的植物孢粉種類不同，因此不同深度的山地土壤中所含的植物孢粉組合表現(xiàn)出明顯差異。植物開花繁殖具有一定的季節(jié)性，不同季節(jié)散落在土壤中的植物孢粉種類不同，因此不同季節(jié)同一位置山地土壤中含有不同的植物孢粉組合。以上研究表明，不同位置、不同深度、不同季節(jié)的蓋山和屏山土壤中植物孢粉組合均具有明顯的特異性。因此可以根據(jù)土壤中的植物孢粉組合特征區(qū)分不同山體、同一山體不同位置、不同土層深度和不同季節(jié)的山地土壤。

表 1 不同位置山地表層土壤中的植物孢粉組合Table 1 Plant pollen complexes in surface soil of different locations

表 2 不同深度山地土壤中的植物孢粉組合Table 2 Plant pollen complexes in different depth of soil

表 3 不同季節(jié)山地表層土壤中的植物孢粉組合Table 3 Plant pollen complexes in surface soil in different seasons

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中圖分類號(hào)：DF795.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A

文章編號(hào)：1008-3650（2016）01-0035-05

收稿日期：2015-03-25

基金項(xiàng)目：福州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013-S-112）

作者簡(jiǎn)介：郝艷麗，助教，碩士，研究方向?yàn)槲⒘课镒C、文件檢驗(yàn)。 E-mail： haoyl-0427@163.com

* 通訊作者：宣 瑜，工程師，博士，研究方向?yàn)槎疚锒酒贰⑽⒘课镒C檢驗(yàn)。 E-mail：xuanyu@bit.edu.cn。

Specifi city of Pollen Complex in Fuzhou Mountainous Soils

HAO Yanli1， XUAN Yu2，*， ZHOU Yuzhuo2， TANG Weijun2， GUO Jian2（1. Fujian Police College， Fuzhou 350007， China； 2. Institute of Forensic Science， Fuzhou Public Security Bureau， Fuzhou 350003， China）

ABSTRACT：Objective To study the specificity of plant pollen complex in mountainous soils in Fuzhou. Methods Soil samples were collected from the different locations and depths of Mount Ping and Mount Gai of Fuzhou City in different seasons. To separate the pollen from the soil， the samples were soaked in ethyl acetate and 30% hydrochloric acid solution respectively， and plant pollens in soils were collected after being stirred and centrifugation. Microstructures of pollen were analyzed by the scanning electron microscope （SEM）. Different types of plant pollen can be identified according to their external features including shape， size， surface pattern and aperture of pollen. Different plants grew at different places and their pollen grains were dispersed with wind or animals. Some larger pollen grains， such as corn pollen， cannot travel far and can only drift with the wind for about one-half mile. The different mountainous soils can be distinguished according to pollen complex contained in them. Results Mount Gai soil samples and Mount Ping soil samples contained different pollen， and different pollen complexes were found in mountainous soils collected in different mountain locations （mountain's foothills，mountainside and mountaintop）， depths （surface， 2 cm beneath surface and 4 cm beneath surface）， and different seasons （spring， summer and winter）. Conclusions Pollen complexes contained in the soils of Mount Gai and Mount Ping from different locations， depths， and different seasons， exhibited obvious specifi city. Therefore， mountainous soils from different mountain locations， depths and seasons can be distinguished according to the specifi city of pollen complex contained in them.

KEY WORDS：plant pollen complex； microstructures； specifi city； mountain soil