大别山硅化木的研究

杨家驹1齐国凡2徐瑞瑚2

（1.中国林业科学研究院木材工业研究所；2.湖北大学地理系）

杉木Cunninghamia lanceolata Hook

（图版Ⅰ，1～3） （标本号：HG013）

1.外观特征

硅化木外观呈灰黄及黄白色，系树木大枝，圆柱状，长31cm，大头直径9cm，小头直径7cm。生长轮明显，轮间介以极窄的深色晚材带，轮宽2～3mm，有假年轮存在。早材管胞在放大镜下可见；早材至晚材渐变；晚材带色深，极窄，与早材带区别不明显。轴向薄壁组织在放大镜下可见；星散状及带状。木射线在放大镜下明显；密度稀至中，宽度甚窄；径切面上有射线斑纹。树脂道缺乏。

2.微观特征

早材管胞横切面为方形及不规则的多边形，最大弦径28μm，多数26～33μm；螺纹加厚缺乏。径壁具缘纹孔1列（稀2列），卵圆及椭圆形，直径14～29μm，纹孔口圆形及椭圆形。晚材管胞横切面多为矩形及多边形；弦径23～30μm，螺纹加厚缺乏。径壁纹孔1列，圆形。轴向薄壁组织量多。星散状及弦列带状；端壁节加厚不明显，通常含深色树脂；早晚材均有分布。木射线4～8根／mm，单列，稀2列或成对。高出1～31个细胞，多数3～12个细胞。射线全由薄壁细胞组成，细胞呈圆形及椭圆形；水平壁纹孔少而不明显，端壁节状加厚未见。少数含深色树脂。射线壁薄细胞与早材管胞交叉场纹孔式为杉木型，1～4个，通常2～3个，横列。树脂道缺乏。

HG013号硅化木具有的木材特征与杉木属和柳杉属（Cryptmeria）相似。经于杉木（共14号木材切片）和柳杉（共5号木材切片）观察比较。早材至晚材渐变，轴向管胞径壁纹孔1～2列和轴向薄壁组织组织节状加厚不明显，故定为杉木。

湖北柏木Cupressus（nomen idterminatum）sp.nov

（图版Ⅰ，4～6） （标本号：HG019）

1.外观特征

硅化木外观呈褐黄色，系半个干径，长120cm、宽90cm、厚30～40cm。生长轮明显，轮间介以深色晚材带；轮宽2～3cm；常有假年轮和断轮存在。早材管胞在放大镜下不见；早材至晚材渐变；晚材带色深极窄，与早材带区别不明显。轴向薄壁组织在放大镜下可见，星散状及短弦列。木射线在放大镜下明显。密度稀至中，宽度甚窄，径切面上有射线斑纹。树脂道缺乏。

2.微观特征

早材管胞横切面为圆形，多边形及方形；最大弦径56μm，多数33～39μm；螺纹加厚缺乏。径壁具缘纹孔1列。少数2列，圆形及卵圆形，直径21～26μm，眉条长，明显；纹孔口圆形及椭圆形。最初数列早材管胞弦壁具缘纹孔明显。晚材管胞横切面为圆形及多边形；弦径31～50μm，螺纹加厚缺乏。径壁具缘纹孔1列，圆形及卵圆形，直径12～13μm，眉条长，明显；纹孔口椭圆形及透镜形，管胞弦壁具缘纹孔明显。轴向薄壁组织量略多，主为星散状，少数短弦列；薄壁细胞端壁节状加厚略明显至不明显；含深色树脂；主要分布于晚材带。木射线3～7根／mm，单列，少数2列。单列高出1～49个细胞，多数10～23个细胞。射线主要由薄壁细胞组成；细胞呈椭圆及圆形；水平壁薄，纹孔不明显，端壁节状加厚亦不明显，含深色树脂。与早材交叉场纹孔式为柏木型，通常2个，横列。射线管胞可见位于射线边缘，内壁无锯齿。树脂道缺乏。

HG019号硅化木早材至晚材渐变，轴向管胞壁厚，交叉场纹孔式为柏木型；木射线管胞可见，轴向薄壁组织较丰富，根据这些木材解剖特征无疑是柏木属木材，眉条明显，仅与木材切片W.19133西藏柏木（C.torulosa D.Don）相似，故定为新种湖北柏木。

海南红豆Ormosia pinnata Merr

（图版Ⅱ，7～9） （标本号：HG007）

1.外观特征

硅化木外观呈黄褐色，系树木干茎，椭圆形，长28cm，大头直径19cm，小头直径12cm。散孔材。生长轮不明显至略明显。管孔在肉眼下明显，少至略少，中至略大，大小略一致，散生，分布略均匀。轴向薄壁组织略多，在肉眼下明显，翼状，聚翼状及轮介状。木射线在放大镜下明显。密度稀至中，窄至甚窄；径规面上射线斑纹明显。

2.微观特征

导管横切面为卵圆及椭圆形；壁薄；单管孔及短径列复管孔（2～3个）；散生，3～7个／mm2；最大弦径273μm，多数130～160μm，侵填体未见；树胶少见；螺纹厚未见。单穿孔，圆形，卵圆及椭圆形，穿孔板平行及略倾斜。管间纹孔式互列，卵圆及椭圆，长径5.6～7.2μm，纹孔口内函，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。

轴向薄壁组织量多。有叠生趋势。主为聚翼状，次为翼状及轮介状。薄壁组织串由2～4个细胞组成，树胶未见；含菱形晶体，存在于分室含晶细胞中（1～数个）。木纤维壁薄至略厚。木射线非叠生，局部斜列，5～9根／mm，射线组织异形Ⅲ型。单列射线数少，高1～4个细胞。多列射线宽2～4个（多数3个）细胞，高出5～16个细胞；射线细胞多数为卵圆形，边缘细胞较中间部分的细胞高含树胶；菱形晶体多存在于方形细胞中。胞间道缺乏。

HG007具有红豆属木材的解剖特征，特别是轴向薄壁组织丰富，主为聚翼状，轴向薄壁组织和木射线局部斜列与海南红豆木材切片W.13249、W.14535极为相似，故定为海南红豆。

竹柏Podocarpus nagi Pilger

（图版Ⅱ，10～12） （标本号：HG051）

1.外观特征

硅化木外观呈灰白色，系树木干茎，圆柱状，长170cm，大头直径80cm，小头直径72cm。生长轮略明显，轮间介以极窄的晚材带，有假生长轮存在。早材管胞在放大镜下不可见；早材带至晚材带渐变；晚材带色略深，与早材带区别不明显。轴向薄壁组织不明显。木射线在放大镜下明显。密度稀至中，宽度甚窄，径切面上射线斑纹可见。树脂道缺乏。

2.微观特征

早材管胞因多被挤压横切面呈歪斜的多边形或方形，最大弦径35μm，多数22～29μm，弦壁厚31～42μm；螺纹加厚缺乏。径壁具缘纹孔1～2列，卵圆或圆形，直径21～24μm，纹孔口圆形及卵圆形。晚材管胞横切面为矩形，弦径20～27μm，弦壁厚3.5～3.9μm，螺纹加厚缺乏。径壁纹孔1列，圆形，直径20μm；纹孔口裂隙状。轴向薄壁组织略多，星散状或数个弦列；通常含深色树脂。木射线4～7根／mm，单列，2列及成对者稀见；单列射线高2～26个细胞以上，多数高11～19个细胞。射线全由薄壁细胞组成。细胞呈椭圆，长椭圆及卵圆形，少数含深色树脂。射线薄壁细胞与管胞交叉场纹孔式为柏木Ⅲ型和罗汉松型，1～2个，横列。树脂道缺乏。

HG051号硅化木为柏木Ⅲ型交叉场纹孔式，Bearfoot等称之为罗汉松型，这种纹孔式基本上与柏木型相似只是每个交叉场内纹孔形大，1～12个，纹孔口较柏木型宽，并且尖端多数与纹孔相接或略外展，其长径与轴向管胞长轴夹角通常小于45°，主要存在于罗汉松属（Podo－carpus）和陆均松属（Dacydium），并以陆均松（D.pierrei Hickel）和竹柏等最为典型，陆均松轴向管胞径壁具缘纹孔1列，竹柏则1～2列。W.9283、W.12814、0010693木材切片均与HG051号硅化木相同，故定为竹柏。

油杉Keleleeria fortunei（Merr）Carr

（标本号：HG033）

1.外观特征

硅化木外观呈灰黄褐色，带黑色斑纹，系树木干茎，圆柱状，长140cm，大头直径45cm，小头直径40cm。生长轮甚明显，宽度不匀，轮宽0.8～1.5cm。早材管胞在放大镜下可见，早材至晚材急变；晚材带色深与早材带区别明显，占年轮1／4～1／6。轴向壁薄；组织未见。木射线在放大镜下明显。密度稀至中，密度甚窄；径切面上有射线斑纹。树脂道轴向者在横切面上可见，多数分布于晚材带及早材带开始处，单独及2～3个弦列。

2.微观特征

早材管胞横切面为不规则的多边形，排列欠整齐，管胞最大弦径70μm，多数30～40μm；螺纹加厚未见。径壁缘纹孔1～2列（2列常见），圆形及卵圆形，直径15～19μm；纹孔口圆形及椭圆形。晚材管胞横切面为矩形及多边形；径壁纹孔1列，圆形及椭圆形。最后数列管胞弦壁上具缘纹孔明显。轴向薄壁组织缺乏。木射线4～7根／mm，多数5～6根。通常单列，2列及成对者可见，高2～40个细胞或以上，多数高10～30个细胞。射线全由薄壁细胞组成；细胞呈椭圆形。射线薄壁细胞与早材管胞交叉场纹孔式通常为杉木型。1～4个横列。

树脂道轴向者边缘围以4～6个泌脂细胞；壁厚；弦径80～120μm。径向树脂道缺乏。

HG0033硅化木早材至晚材急变，轴向管胞径壁纹孔1～2列（2列常见，交叉场纹孔杉木型，特别是仅具有轴向树脂道而缺乏径向者。轴向树脂道泌脂细胞壁厚而数少为4～6个），无疑是油松属（Keteleeria）木材。经查对油松属木材切片W.7272、W.8260、W.8262、W.9149、001693极为相似，特别与W.9272油杉相同。与其他种如贵州油杉（K.calcarea Cheng et L.K.Fu）、江南油杉（K.cylolepis Flous）、铁油杉（K.davidiana Beissn）、青岩油杉（K.davidianavar.chien－peii Cheng et L.K.Fu）、云南油杉（K.evelyniana Mast）的轴向管胞径壁具缘纹孔列数，2列射线轴向胞间道均有所差异，其中云南油杉差异最小，故定为油杉。

河南松Pinus（nomen idterminatum）sp.nov

（标本号：HG052）

1.外观特征

硅化木风化后呈灰白色；新鲜面白色，系树木干茎，圆柱状，长141cm，直径约65cm。生长轮明显，轮间介以深色晚材带；密度略均匀，轮宽3～4mm。早材管胞在横切面上；放大镜下可见；早材至晚材渐变；晚材带占生长轮宽度的大部分。轴向薄壁组织未见。木射线在放大镜下明显。密度稀至略密，甚窄，径切面上射线斑纹可见。树脂道分轴向和径向两类：轴向树脂道多，单独或短弦列，长分布于晚材带及其附近；径向树脂道数少，在弦切面上可见。

2.微观特征

早材管细胞横切面多边形，长方形及方形；最大弦径75μm，多数30～43μm；螺纹加厚略见。径壁具缘纹孔1～2列，圆形或椭圆形，直径21～23μm；纹孔口圆形及椭圆形。晚材管细胞横切面方形，长方形及多边形，弦径16～18μm。径壁纹孔1列，圆及椭圆形。轴向薄壁组织缺乏。木射线5～11根／mm，射线单列及纺锤形。单列射线高1～33个细胞或以上，多数8～21个细胞。2列及成对射线数少。纺锤形射线中具径向树脂道；与树脂道上下接触处，宽2～3个细胞；单列部分高2～7个细胞。射线由薄壁组织和管胞组成，射线细胞通常呈椭圆形，长方形及圆形；含少量树脂；水平壁纹孔及端节状加厚明显；与早材管胞交叉场内纹孔松型，具狭窄纹孔缘2～5个，通常2～4个，1～2个横列。射线管胞存在于木射线上下边缘，内壁具浅锯齿。树脂道轴向者1～4个／mm2；弦径60～140μm。径向者0～2个／mm2，最大弦径97μm，多数54～69μm。

在现代松属（Pinus）中交叉场纹孔式为具狭缘松木型的树种主要是双维管亚属（硬木松类）中的南方松群，如长叶松（P.palustris Mill.）、湿地松（P.elliottii Engelem）等。我国具松木型的树种很少，仅有白皮松（P.bungeana Zucc.et Endl）和西藏长叶松（P.roxburghii Sarg），可能还有西藏白皮松（P.gerardiana Wall.）。硅化木与西藏长叶松W.17861、W.1912相似，主要是早材至晚材渐变和交叉场纹孔式为具狭缘的松木型纹孔。前者径壁上的2列具缘纹孔较多，射线管胞较大与后者不同。R.H.Hudson将西藏长叶松归到Pinaster－taedae类种，但HG052号硅化木和西藏长叶松与此类树种木材解剖特征有很多不同，故定为新种——河南松。此种可以由更多发掘出土的硅化木中得到证实。

杉木的存在说明当时当地的气候温暖，全年平均气温为15～23℃，降雨量800～2 000 mm，最适宜生长的气温是温暖多雨，全年相对湿度80％以上。土壤是酸性基岩发育的酸性黄壤。

湖北柏木是新种，其存在条件尚无具体数据，不过柏木属（Cuprussus）存在于温暖湿润的气候及钙质土壤上。柏木（C.funebris Endl.）生长在海拔1 100m以下（华东），1 600m以下（四川）或1 800～2 000m（云南）。

海南红豆的存在说明当地的气候与现在海南岛相似，再综合以前发掘的樟科，秋枫及合欢硅化木，说明大别山南麓的古气候温暖湿润，地质上存在酸性基岩和酸性石灰岩。

油杉属的存在说明当时气候温暖，海拔在400～1 200m以下，地理上存在酸性砂页岩的山地。

竹柏的存在说明当时年平均温度18～26℃，年降雨量1 200～1 800mm，地理条件为酸性砂页岩、花岗岩、变质岩。

海南松是新种但其解剖特征与我国的海南松（P.latteri Mason）和西藏长叶松相近，与国外的海岸松（P.pinaster Ait.）、长叶松（P.palustris Mill.）、火炬松（P.taeda L.）、湿地松（P.elliottii Engelem.）、加勒比松（P.caribaea Morelet）等南方松类相似。它的存在说明当时的气候温暖，地理条件为中性和酸性土壤。总之，硅化木的发现说明当时的气候和温度均较现在温暖湿润，年平均温度较高，为亚热带气候，南麓比北麓气温更高，地理条件主要为酸性基岩和砂页岩山地，现在还有酸性石灰岩山地存在。

1.杉木横切面，早材至晚材渐变及轴向薄壁组织丰富，长弦列，×300；2.杉木径切面，径壁具缘纹孔1列及交叉场纹孔式杉型，×320；3.杉木弦切面，单列木射线及轴向薄壁组织端壁节状加厚明显，×2004.柏木横切面，早材至晚材渐变及轴向薄壁组织是散状，×30；5.柏木径切面，木射线管胞，×320；6.柏木弦切面，径壁具缘纹孔1列及弦壁具缘纹孔明显， ×320

7.红豆横切面，散孔材，管孔散生及聚翼状薄壁组织，×50；8.红豆径切面，木射线组织异形Ⅲ型及弦切面，木射线宽2－2细胞及管间纹孔式互列，×200；射线细胞中具菱形晶体，×200；9.红豆；10.竹柏横切面，早材至晚材渐变，假年轮，轴向薄壁组织散生，×30；11.竹柏径切面，交叉场式纹孔式柏木Ⅲ型（罗汉松型），×130；12.竹柏弦切面，单列射线甚高，×30