武汉地区晚第三纪两种榆科植物化石木的研究

齐国凡1杨家驹2徐瑞瑚1杨礼茂1

（1.湖北大学地理系；2.中国林业科学研究院木材工业研究所）

一、地质地理概况

作者等自1983年以来，在长江中游武汉市东端进行武汉市建设有关地质研究时，于大别山山麓的低矮丘陵区发现裸子植物和被子植物化石木，其中以大戟科的树种最多，地质年代为新近纪。这些化石木，大部分埋藏在地下，最长为9m，最大直径为80cm，不少化石树形完整，侧枝及木节可见，化石木绝大部分为树木茎干的次生木质部部分。

矿物质成分以石英为主，含量达93％～95％，少量为玉髓、蛋白质、黄铁矿、白钛石和微量有机碳。原树深埋地下发生矿化作用的硅化过程中，不同部位的细胞大小对矿物生长有一定的影响。导管中的石英颗粒较粗，粒径为0.04～0.10mm，最大颗粒为0.16mm×0.12mm，木纤维、射线细胞较小，石英颗粒也较细，粒径为0.01～0.03mm，大部分黄铁矿的颗粒较小，少数为0.001～0.004mm，许多黄铁矿呈立方体或草莓状嵌于细胞中，且大部分已褐铁矿化。

二、化石描述

榆科Ulmaceae Mirb

糙叶树属Genus Aphananthe Planch

武汉糙叶木Aphananthe wuhanensis Yang sp.nov

1.外观特征

化石木外观黄白色，间有深黄褐色，系树木干茎，长17cm、宽11m、厚6cm，散孔材。生长轮不明显，轮宽约8mm。管孔在放大镜下明显，少至甚少，小至中。大小略一致，分布略均匀。轴向薄壁组织量多，翼状及聚翼状。木射线在放大镜下观察明显，中至稀，窄至略宽，比管孔直径略窄；径切面上有射线斑纹。

2.微观特征

导管横切面为卵圆形，壁厚7.2μm，单管孔及短径列复管孔，散生，2～6个／mm2，导管经挤压变窄，最大弦径1.49μm，多数90～119μm，侵填体及树胶未见，螺纹加厚未见。单穿孔，穿孔板略倾斜。互列管间纹孔隐约可见。与射线及轴向薄壁组织间纹孔式大圆形。轴向薄壁组织量多，主为聚翼状（生长轮末端最为显著），次为翼状、疏环管状、环管束状；薄壁组织串由约7个细胞组成。晶体（1～2个）存在于正常细胞及异细胞中。木纤维壁薄。木射线非叠生， 5～8根／mm。射线组织异形Ⅱ型，有异形Ⅰ型倾向。单列射线数少，高出1～12个细胞或以上。多列射线宽3～5个细胞，多数4～5个细胞；高9～52细胞或以上。单列尾部1～6个，偶至12个细胞，多数1～3个细胞。射线细胞主要为卵圆或圆形，壁厚，边缘方形细胞比中间部分细胞高。

3.比较和讨论

根据散孔材，轴向薄壁组织主要为聚翼状，木射线组织异形Ⅱ型，木纤维壁薄，射线细胞中含有晶体等特征，此化石木与糙叶树属（Aphananthe）和青檀属（Pteroceltis）树种木材相似。杨家驹等（1990）和成俊卿等（1979、1992）报道，青檀属木材的木纤维胞壁厚，木射线局部叠生，射线组织除异形Ⅱ型外，尚有异形Ⅲ型存在，此化石木木射线非叠生，射线组织除异形Ⅱ型外，不但没有异形Ⅲ型，反而有异形I型倾向。所以化石木与青檀属树种不同，虽然此化石木射线中有含晶异细胞存在，但总的看来还是更接近糙叶树属。糙叶树属约8种，主要分布于东南亚和澳大利亚，我国仅Aphananethe aspera Planch一种。

中国林业科学研究院木材工业研究所材性研究室所藏糙叶树木材切片标本FACwl2644 （产福建）导管壁上的螺纹加厚可见，但FACw4841（产日本）导管壁上的螺纹加厚就不那么明显。原金陵大学植物系（现南京林业大学）木材切片导管壁上的螺纹加厚不见。成俊卿等（1992）和Metcalfe等（1950）都记载糙叶树木材导管壁上有螺纹加厚，但Syojisudo（1955）却记载日本产糙叶树木材导管壁上无螺纹加厚，因此糙叶树木材中导管的螺纹加厚至少在有些树木中是不太明显的。此HG008号化石木磨片上导管壁上未见螺纹加厚（可能是没有，也可能很少）、导管壁较厚、木纤维壁薄、轮介状轴向薄壁组织未见、射线组织有异形I型倾向，射线中尚有含晶异细胞存在，所以与糙叶木不同，应定为一新种。

榆科Ulmaceae Mirb

榉树属Genus Zelkova Spach

武汉榉木Zelkova wuhanensis Yang sp.nov

1.外观特征

化石木外观深黄褐色及黄色相间，系树木干茎，长28cm、宽10cm、厚6cm，环孔材。生长轮明显，宽度略均匀，轮宽4～6mm，轮间介以白色或黄褐色细线。早材管孔在肉眼下可见至明显，大小中；连续排列成早材带，宽2～5管孔；侵填体可见。早材至晚材略急变。晚材管孔在放大镜下可见，甚小至略小，簇集相聚，呈不连续的弦向带。轴向薄壁组织在放大镜下明显，傍管状，在晚材带和晚材管孔相聚，并连成弦向带。木射线在肉眼下可见，密度稀，宽度窄，比管孔直径窄；径切面上射线斑纹可见。

2.微观特征

早材导管横切面为卵圆及圆形；壁薄；最大弦径224μm，多数157～196μm。具侵填体，壁薄。晚材导管横切面为不规则多角形，通常为管孔团。少数径列复管孔；在生长轮外部呈现弦列或波浪形；壁薄；弦直径多数为30～70μm；螺纹加厚明显，常见于小导管壁上；局部叠生；单穿孔，圆形及卵圆形，穿孔板倾斜。管间纹孔式互列；圆形及卵圆形；略具多角形轮廓，长径5～7μm；纹孔口内函，稀外展，透镜形及裂隙状。与射线及轴向薄壁组织间纹孔式类似管间纹孔式（纹孔直径小于10μm）。

轴向薄壁组织主为傍管状，在早材带呈疏环管状及环管束状，在晚材带（特别在生长轮外部），位于管孔所形成的波浪形弦向带边缘及带内，形似翼状及聚翼状。轴向薄壁组织串由2～4个细胞组成，薄壁细胞端壁加厚明显，树胶丰富，晶体未见。木纤维胞壁略厚。木射线非叠生，4～5根／mm。射线组织同形单列及多列，并有异形Ⅲ型存在。单列射线稀少，高出2～6个细胞或以上，多列射线宽3～4个细胞，高出6～28个细胞或以上。射线细胞多数为圆形及卵圆形，具多角形轮廓；边缘细胞比中间部分略高；晶体未见。胞间道缺乏。

3.比较和讨论

HG027号化石木为环孔材；晚材导管在生长轮外部呈弦列或波浪形；螺纹加厚常见于小导管的管壁上；轴向薄壁细胞主要为傍管状，木射线组织同形单列及多列（有异形Ⅲ型存在）。根据以上特征，此化石木应隶属于榆科（Ulmaceae），并且与榉树属（Zelkara）和榆木属（Ull－mus）接近。二属木材特征的主要区别在于：前者木射线组织主要同形单及多列，并有异形Ⅲ型存在，导管与木射线细胞间纹孔式类似管间纹孔式，但直径小于10μm；后者木射线组织仅为同形单列及多列，导管与木射线细胞间纹孔式类似管间纹孔式，但直径大于10μm。根据比较来看，此化石木还是更接近本属。本属约10种，分布于高加索和东亚，我国有3种，产西北、西南和台湾。

根据中国林业科学研究院木材工业研究所材性研究室所藏现代榉树属木材切片标本：尖叶榉树（Z.acuminata Plance，01120）、光叶榉树（Z.serrata Makino，FACw4938，FACw7418， 01010）、榉树（Z.schneid Pmnn Handmazz，FACw13685）、大果榉（Z.sinica Schneid， FACw581）。以上榉树属木材的木纤维胞壁通常均厚，除大果榉轴向薄壁组织中无晶体外，均具丰富的正常含晶细胞、分室含晶细胞以及含晶异细胞。此HG027化石木纤维胞壁较薄，无晶体，所以应定为一新种。