如何区分杉科各属--杉科植物的表皮结构

杉科植物由于有长期发展的历史、少数的现存种和丰富的化石记录，成为指示环境变化的理想植物。利用杉科植物重建古环境，首先要对化石植物进行正确的分类鉴定。杉科各属植物枝叶排列和形态特征近似，且变异幅度较大，各属之间存在许多重叠特征。杉科化石标本通常仅保存枝叶形式，可以获取的特征比较少，因而分类鉴定非常困难。杉科化石植物经常相伴而生，有时2个属或3个属甚至4个属的植物同时存在于同一地层，同一地层内有形态相近的不同属植物的存在，更增加了分类鉴别的难度。植物的叶表皮特征是现代植物分类鉴定的辅助特征，但对于化石植物而言，表皮特征是细胞信息的重要来源，甚至是唯一来源。因而，表皮特征分析是古植物学分类研究的标准方法之一。利用表皮特征鉴定植物化石，通常与现在仍然生活的对应种的植物表皮特征进行对比。杉科现生植物的表皮特征可以为化石植物的分类鉴定提供参照标准。

杉科现生植物包括9个属，植物的叶多为条形、钻形、鳞形或披针形，同种植物有1种、2种甚至3种叶型。其中水杉属的叶交互对生，其它属的叶螺旋状互生。

水杉属的多数表皮细胞垂周壁明显弯曲，落羽杉属和杉木属有时微呈波状，其他属的表皮细胞垂周壁直。多数植物的叶片近轴面和远轴面的气孔数量和分布不同。一般来说，条形叶和披针形叶的远轴面气孔分布状况和气孔数量稳定，远轴面的中部最稳定。条形叶远轴面的气孔分布于中脉两侧，形成纵向的气孔带。条形叶近轴面气孔分布状况和气孔数量变化大，近轴面的气孔数量有时与远轴面近似，但多数情况下比远轴面少，有时整个叶片的近轴面仅少数几个气孔或没有气孔分布。钻形叶的近轴面和远轴面的气孔数量近似，或叶片近轴面的气孔数量比远轴面的气孔数量多，气孔分布范围也比远轴面气孔分布范围广。气孔椭圆形，落羽杉属植物的气孔长轴方向与叶片长轴垂直或斜向排列，柳杉属植物的气孔多斜向排列。水松鳞形叶的气孔长轴方向与叶片长轴垂直或斜向排列，而水松的条形叶和条状钻形叶的气孔多平行向排列。

杉科其他属植物的气孔长轴多数与叶片长轴平行。在扫描电子显微镜下的密叶杉属植物叶片角质层的内表面，副卫细胞和表皮细胞的垂周壁与叶表面的角度一致，且副卫细胞的形态与表皮细胞类似，这种特殊气孔器被称为A-型气孔器。杉科植物中水杉属、落羽杉属和杉木属的气孔器近似密叶杉的这种A-型气孔器。台湾杉属、柳杉属、水松属、红杉属和巨杉属植物的气孔器与这种A-型气孔器不同，这几属植物的副卫细胞垂周壁表皮细胞的垂周壁方向不同，且副卫细胞的形态与表皮细胞的形态明显不同。因而这几属植物的气孔所有副卫细胞的组合呈明显的圆盘状，保卫细胞位于盘子的中央。研究结果表明：综合分析植物的枝叶形态和表皮特征可以区分杉科各属。