全球变化会带来许多威胁人类生存的生态问题^[1]，因此，学者们通过各种方法对其规律进行研究，如控制实验法^[2]、模型法^[3]、景观重建^[4]等，其中古环境重建是一个有特色的方法。古环境重建的代用指标有很多，如植硅体、孢粉^[5~9]、炭屑^[10]、有壳变形虫^[11]、间齿螺^[12]、硅藻^[13]、摇蚊亚化石^[14]等，其中植硅体是植物从土壤中吸收可溶性二氧化硅，并通过蒸腾作用沉积到细胞壁及细胞间隙中的硅质颗粒，在众多指标中有其独特的优势^{[15, 16]}：1)植硅体在地层中能够相对稳定的保存，具有较强的抗分解能力；2)许多植物具有独特的植硅体形态，因此通过对沉积物中的植硅体进行鉴定，可以有效重建古植被；3)当环境因子(温度、降水、CO₂浓度等)发生变化的时候，植硅体的含量及大小也会随之发生变化^[17~19]，因此植硅体能够有效指示所在环境的特征。这些优势使得植硅体在古环境重建中起到很重要的作用。

许多植物都有独特的植硅体形态，如棕榈科的刺球型植硅体^[20]，莎草科的多边帽型植硅体等^[21]。而禾本科植硅体产量丰富，种类多样，更成为重点的研究对象。禾本科的许多亚科都有其独特的植硅体组合特征，如早熟禾亚科多产生帽型和齿型植硅体，竹亚科以长鞍型植硅体为主，芦竹亚科多产生中鞍型和芦竹扇型植硅体等^{[22, 23]}。从属、种水平看，许多禾本科植物具有独特的植硅体类型，比如水稻的扇型植硅体^{[24, 25]}等，这些早期研究为植硅体在古环境重建的应用提供了重要的参考。

近年来，植硅体多被用来重建古植被演化历史。McCune和Pellatt^[26]在加拿大温哥华岛的东南部提取了植硅体，反演了花旗松树林和橡树稀树草原边界的移动情况；Strömberg^[27]通过对美国北部大草原的植硅体进行分析，揭示了晚始新世向早中新世期间以禾草为主的栖息地的起源和扩散；Das等^[28]研究了非草本植硅体在重建印度孙德尔本斯三角洲环境当中的应用。综上，植物群落的差异能够通过植硅体组合的差异反映出来，但是前人对单一物种的研究，多以狭域种为主，比如棕榈^[20]、冷杉^[29]等，选择一个分布于不同环境的植物，研究其植硅体的变化，可以有效剔除遗传因素的影响，清楚地反映出环境对植硅体的影响。芦苇是生长于多种自然环境下的植物^[30]，东北地区东西跨越湿润区、半湿润区及半干旱区，南北跨越寒温带、中温带及暖温带，区域内部水热条件具有一定差异。前人研究了东北地区芦苇植硅体百分含量和浓度的变化^[31]，但是能否对植硅体形态上的差异进行细致刻画呢？尽管学者们选取长度、宽度等参数对植硅体进行区分^{[32, 33]}，但是尚未很好地对植硅体形态进行定量化鉴定，因此需要发展更好的数学方法来对植硅体的形态特征进行深入研究。

分形理论是一个以不规则几何形态为研究对象的数学理论，所谓分形，意为“不规则的、破碎的”^[34]，它主要基于自然界物体的“自相似性”，即构成物体的部分和整体之间有着某种程度的相似性。分形理论采用分形维数来描述几何形态，简称分维。分形理论在地貌学、土壤地理学、气象气候学、自然灾害等都发挥了重要的作用^[35~39]。土壤的孔隙和团粒结构具有明显的分形特征，很多学者研究了土壤分形特征与肥力、持水性、颗粒组成之间的关系，一定程度上指导了农业生产^[39]。但是目前还少见学者将分形方法应用于植硅体的研究当中，因此本文在中国东北的不同气候区选择了10个样点，并在每个样点选择不同的生境来研究芦苇植硅体分形维数的空间分异规律。

我国东北地区地处亚欧大陆东缘，地域辽阔，纬度范围为38°40′N~53°30′N，经度范围为115°37′E~135°5′E。东北地区地势呈马蹄形，其东部有长白山脉，北部有小兴安岭，西部大兴安岭和辽西山地环绕，中部是广袤的松辽平原；气候类型为温带大陆性季风气候，夏季温暖多雨，冬季寒冷干燥，冬夏之间季风交替。年均温-4~11℃，1月均温-24~-9℃，7月均温21~26℃，年降水量350~1100mm，其中一半以上的降水发生在7~9月；地带性植被由东向西分别为森林、森林草原和草原；土壤类型包括灰化土、暗棕壤，黑土、黑钙土、白浆土、草甸土、风沙土等^[31]。

我们选择了10个样点(图 1a和表 1)于6月和9月份采集了共72份芦苇(Phragmites communis)样品。这10个样点由东到西可以分为3组：东部湿润区(同江、牡丹江、龙湾、丹东)、中部半湿润区(哈尔滨、长春、盘锦)、西部半干旱区(大庆、长岭、通辽)，通过比较各组之间植硅体的分形维数来探究水分条件对植硅体形态的影响。这些样点从北到南还可以分为三类：牡丹江-哈尔滨-大庆(北部)；龙湾-长春-长岭(中部)；丹东-盘锦-通辽(南部)，以探究温度对于植硅体分形维数的影响，而同江在整个研究区的东北角，与其他邻近样点的年均温相差较大，不能划在一个区，因此，在研究温度因素对植硅体形态影响时没有将其考虑在内。另外，对于每一个样点我们收集了不同生境下的芦苇样品，按照由岸边到水中的方向分别记做1(陆地：基本不受湖水影响)、2(水陆交汇区：雨季时受湖水影响)、3(水陆交汇区：常年受湖水影响)、4(水体：生长在湖水中)(如图 1b所示)，从而研究生境因素对于植硅体分形维数的影响。

图 1(Fig. 1)

图 1 样点分布图(a)及每个样点不同生境示意图(b) Fig. 1 Map of sampling sites (a) and sketch of different habitats in each site (b)

表 1(Table 1)

表 1 采样点地理位置与所选生境 Table 1 Description of location and habitats about sampling sites 地点 纬度/N 经度/E 生境 同江 47°44′39.6″ 126°25′25.0″ 1，2，3，4 大庆 46°32′35.0″ 125°10′55.8″ 1，2，3，4 哈尔滨 45°54′10.7″ 126°53′54.9″ 1，2，3，4 牡丹江 44°04′49.4″ 128°50′37″ 1，2，3，4 长岭 44°36′50.6″ 123°36.7′03.9″ 1，2，3，4 长春 43°50′49.7″ 125°18′46.1″ 1，2，3 龙湾 42°21′27.0″ 126°22′03.5″ 1，2 通辽 43°20′45.4″ 121°02′31.09″ 1，2，3 盘锦 40°54′26.4″ 121°38′09.7″ 1，2，3，4 丹东 30°52′18.8″ 123°36′04.0″ 1，2，3，4

表 1 采样点地理位置与所选生境 Table 1 Description of location and habitats about sampling sites

植硅体提取采用湿式灰化法：

(1) 清洗：对来自不同样点的芦苇样品，选择长势一致、部位相同的叶片进行混合后，用超声波清洗仪反复清洗并放入烘箱后烘干；

(2) 氧化：将芦苇叶片剪成小段，称重0.2g，放入离心管中，加入浓硝酸。置于沸水中水浴加热以除去有机质，直至样品不再呈黏稠状、溶液澄清；

(3) 加入孢子片：取另一个离心管放入孢子片，加入浓盐酸，反应至溶液澄清；

(4) 离心清洗：在离心管中加入蒸馏水清洗样品，用离心机(2000rpm/m)离心15分钟。倒掉上部清液后加入蒸馏水，重复离心3次；

(5) 再次离心清洗：将孢子片溶液倒入上层溶液中，混合均匀，将该溶液用离心机(2000rpm/m)离心15分钟。倒掉上部清液后加入蒸馏水，重复离心3次，最后用无水乙醇离心一次以快速干燥；

(6) 制片：首先将试管中的残存下来的液体振荡均匀，再用一次性滴管取离心管中混合均匀的液体一滴，并滴在载玻片上。用酒精灯加热，样品均匀散开并干燥，滴一滴中性树胶于样品上。趁热加盖玻片，做成固定片；

(7) 观察统计：将制作好的玻片在MOTIC生物显微镜上放大900倍观察、统计，每个样品统计植硅体300粒以上。

本文选择由Mandelbrot^[40]提出、并经Lovejoy^[41]、Goodchild和Mark^[42]运用的面积-周长关系模型计算植硅体的分形维数。分形几何形态的面积和周长满足幂律关系，即如果将面积和周长分别取对数，则得到的两组数呈现线性关系。

计算公式为：lnS=KlnA

     D=2K

式中S为植硅体的面积，A为植硅体的周长，D是分形维数，而K是用面积的对数和周长的对数做线性回归所得直线的斜率。D越大表明形态越复杂，D越小则说明形态越简单。

我们一共测量了21600粒植硅体的周长和面积，将得到的数据分地点、分生境算出植硅体分形维数，并采用了回归分析、聚类分析、方差分析等方法，数据处理及作图在SPSS、Origin、R软件中完成。

本文所观察到的植硅体类型共有6种(图 2)，参考王永吉和吕厚远^[23]对植硅体的分类与命名及IPCN1.0(International Phytolith Code Nomenclature 1.0)的命名建议，对植硅体进行命名，它们分别是：鞍型、扇型、帽型、尖型、棒型和硅化气孔。其中，鞍型和帽型形成于短细胞；棒型形成于长细胞；扇型形成于泡状细胞；尖型形成于毛状细胞。

图 2(Fig. 2)

图 2 东北地区芦苇主要的植硅体类型 1，2，3：鞍型(saddle)；4，7，10：尖型(lanceolate)；5，6：棒型(elongated)；8，9：扇型(bulliform)；11：硅化气孔(silicified stomata)；12：帽型(rondel) Fig. 2 Typical phytolith morphologies of the P. communis in Northeast China

我们将测量到的面积取对数作为因变量、周长取对数作为自变量，得到各个样点芦苇植硅体面积及周长对数的散点图并进行线性拟合。图 3为全部样点的拟合效果图，对于其中的任何一个样点，这种线性关系的相关系数都很高。即植硅体颗粒存在着明显的分形特征。

图 3(Fig. 3)

图 3 植硅体面积和周长对数散点图 Fig. 3 The scatter plots of napierian logarithm of the areaes and perimeters of the phytolith

我们对每种形态植硅体的分形维数进行了测量，结果表明，不同类型植硅体分形维数之间存在着显著差异(P=0.032)，并且从箱形图中我们可以清楚地发现，不同类型植硅体分形维数由小到大排序为：棒型植硅体＜短细胞植硅体＜尖型植硅体＜扇型植硅体(图 4)，因此，分形维数对于植硅体形态的区分比较有效；此外，本文还对鞍型和帽型植硅体分角度测量分形维数，结果如表 2所示。鞍型植硅体的侧视分形维数平均为3.403，显著小于俯视角度的分形维数(3.649)；帽型植硅体的侧视分形维数为3.554，显著小于俯视角度的分形维数(4.009)，因此对于同一类型不同角度的形态差异也可以通过分形维数进行较为有效地刻画。

图 4(Fig. 4)

图 4 不同形态植硅体分形维数箱型图(P=0.032) Fig. 4 Box plot of the fractal dimension of different morphologies of the phytolith(P=0.032)

表 2(Table 2)

表 2 不同形态植硅体在不同环境下的分形维数表 Table 2 The table of the fractal dimension of different morphologies of phytolith under different environment 湿润 半湿润 半干旱 均值 P值 鞍型侧面 3.538 3.329 3.341 3.403 0.441 鞍型俯视 3.600 3.531 3.816 3.649 0.433 帽型侧面 3.472 3.479 3.712 3.554 0.325 帽型俯视 3.929 4.094 4.003 4.009 0.333 棒型 2.785 2.475 2.090 2.450 0.197 扇型 3.709 4.828 4.120 4.219 0.257 尖型 3.484 3.228 3.934 3.549 0.036 硅化气孔 3.590 3.033 3.436 3.353 0.041

表 2 不同形态植硅体在不同环境下的分形维数表 Table 2 The table of the fractal dimension of different morphologies of phytolith under different environment

对各个样点以6月份植硅体组合的分形维数值和9月份植硅体组合的分形维数值作为指标进行聚类分析(图 5)，结果表明，10个样点可分为两大类，一类为大庆和龙湾，大庆在整个研究区的西北角，是较为干冷的代表，并且土壤盐碱化现象十分严重，而龙湾的采样过程中只选择了两个生境的芦苇，样本量比较少；另一类为其余8个样点。而后，又将这8个样点分为两类，其中长春、哈尔滨(半湿润区)这2个样点被分到一类，而盘锦、长岭、通辽、牡丹江、丹东、同江被分到另一类；后者的6个样点又进一步细分为：同江、丹东、牡丹江为东部湿润区；盘锦、长岭为盐分比较大的地区；通辽为半干旱地区，热量充足。分形维数能够比较准确的反映出各样点自然环境的差异。

图 5(Fig. 5)

图 5 不同样点植硅体分形维数聚类谱系图 Fig. 5 Cluster analysis of the phytolith fractal dimension in different sites

我们对不同类型植硅体在不同环境下的分形维数做方差分析。结果表明(表 2)，鞍型、帽型、棒型和扇型植硅体的分形维数在半湿润区、半干旱区和干旱区无显著差异，因此上述类型的植硅体形态比较稳定，基本不受到水分条件的影响。硅化气孔(P=0.041)和尖型(P=0.036)在半湿润区、湿润区和半干旱区存在显著差异，湿润区和半干旱区硅化气孔植硅体的分形维数显著大于半湿润区，而半干旱区尖型植硅体分形维数显著大于湿润、半湿润区。因此，水分条件对这两种类型植硅体的分形维数有较为显著的影响。

6月份植硅体分形维数变化范围为2.976~4.252；半干旱地区标准差要大于湿润和半湿润地区，分形维数的变化幅度也比较大(表 3)。从方差分析中我们可以看到总体上3个区域是具有显著差异的，半湿润地区植硅体的分形维数显著小于半干旱地区和湿润地区(P＜0.05)。9月份各区域间分形维数的分异规律与6月份不同(表 3)。9月植硅体分形维数变化范围为2.842~3.740，方差分析表明湿润地区植硅体的分形维数显著大于半湿润、半干旱地区(P＜0.05)。由此可见，无论6月还是9月，不同的降水条件下，植硅体组合的分形维数都存在显著差异。

表 3(Table 3)

表 3 不同区域植硅体分形维数统计表 Table 3 The statistical table of the phytolith fractal dimension in different areas 月份 区域 样本量 均值* 标准差 最小值 最大值 6月 湿润区 14 3.661a 0.270 3.024 4.040 半湿润区 11 3.300b 0.283 2.994 3.850 半干旱区 11 3.717a 0.362 2.976 4.252 全部区域 36 3.567 0.347 2.976 4.252 9月 湿润区 14 3.548a 0.123 3.312 3.704 半湿润区 11 3.373b 0.240 2.842 3.718 半干旱区 12 3.289b 0.245 2.888 3.740 全部区域 37 3.416 0.228 2.842 3.740  *a、b分别代表方差分析的不同组别(P＜0.05)

表 3 不同区域植硅体分形维数统计表 Table 3 The statistical table of the phytolith fractal dimension in different areas

如表 4所示，6月份湿润区的3个样点分形维数的差异很小，基本呈现平稳的变化趋势，而半湿润地区的分形维数从北向南依次增加，而半干旱地区的分形维数从北向南呈现出了降低的趋势。方差分析结果显示北、中、南3个区域的植硅体分形维数不存在显著差异，因此温度对于植硅体分形维数影响较小。在9月份，在湿润区和半湿润区，植硅体从北到南呈现先减小后增加的趋势，而在半干旱区，植硅体分形维数从北到南呈现增加趋势。方差分析结果显示9月份北部、中部和南部植硅体分形维数也没有显著差异(P> 0.05)。因此，温度对于植硅体分形维数的影响较降水弱。在不同的温度条件下，植硅体分形维数的差异并不显著。

表 4(Table 4)

表 4 不同样点植硅体组合分形维数表 Table 4 Fractal dimension of the phytolith assemblage in different sampling sites 北部 中部 南部 P 6月 湿润区 牡丹江3.568 龙湾3.953 丹东3.645 北与中0.132 半湿润区 哈尔滨3.104 长春3.343 盘锦3.464 南与中0.126 半干旱区 大庆4.065 长岭3.458 通辽3.613 北与南0.290 平均3.575 平均3.585 平均3.574 北、中、南0.307 9月 湿润区 牡丹江3.600 龙湾3.508 丹东3.570 北与中0.853 半湿润区 哈尔滨3.377 长春3.178 盘锦3.517 南与中0.126 半干旱区 大庆3.106 长岭3.381 通辽3.402 北与南0.144 平均3.361 平均3.356 平均3.500 北、中、南0.220

表 4 不同样点植硅体组合分形维数表 Table 4 Fractal dimension of the phytolith assemblage in different sampling sites

如图 6a所示，在湿润区、半湿润区和半干旱区，植硅体分形维数随生境变化情况存在差异，其中，6月半干旱地区植硅体分形维数先上升后下降最后又升高，总体呈现出升高趋势，而湿润区分形维数呈现出先降后升的趋势，整体趋势下降，而半湿润地区分形维数随生境变化先升后降。总体来看(图 6b)分形维数随生境的变化有变小的趋势。9月湿润地区植硅体分形随水位加深呈现波动变化趋势，而半湿润区和半干旱区植硅体分形则呈现增加趋势。整体看来9月份植硅体分形维数随着水位加深也呈现出减小的趋势(图 6c)。

图 6(Fig. 6)

图 6 植硅体分形维数随生境变化折线图(a)和条形图(b，c) Fig. 6 Line plot (a) and bar plot(b, c)of the phytolith fractal dimension variation in different habitats

前人对于植硅体的研究主要包含数量特征和形态特征两个方面。其中，一方面探讨植硅体的含量、浓度等数量特征随环境因子的变化，由于某些类型植硅体具有环境指示意义，因此，对不同植硅体数量特征的研究可以较为准确反应古环境特征^{[43, 44]}；另一方面，研究者通过一些形态参数对不同植硅体进行区分，使其具有鉴别植物种类的作用^{[32, 33, 45]}。本文将植硅体的面积和周长进行了测量，并取对数拟合，而面积和周长是刻画形态的重要指标，因此分形维数对于刻画植硅体的形态特征比较有效；并且本文在计算分形维数时既考虑了单一植硅体的形态特征，又考虑了植硅体组合的分形维数特征，其中植硅体组合分形维数的大小间接地反映出了各类植硅体的含量差异，因此本研究将数量特征和形态特征进行了有机的结合。从结果上看，分形维数具有一定的可用性：利用分形维数可以将所选样点进行有效地聚类分析，还可以将不同类型植硅体进行定量区分，并从中可以看出分形维数可以揭示植硅体几何形态的两方面特征，即近圆性和复杂性。无论是平滑棒型还是刺棒型，其形态都接近于矩形，短细胞较棒型相比有了一定的弧度，尖型基本就是由曲线构成，而扇型在植硅体形态当中是最接近圆形的。所以当植硅体形态越接近于圆形时，分形维数越大。不同角度的鞍型和帽型分形维数存在显著差异也说明了这一点。而另外一方面，分形维数可以反映几何体的复杂程度，表现为更多的纹饰或更大的弯曲程度，复杂程度越大，则分形维数也越大。前人对于禾本科植硅体的分类和命名尚无统一标准^[46]，原因在于对植硅体形态的区分，以定性描述为主，本研究以分形维数为指标，定量区分芦苇植硅体形态，说明这种方法具有一定的潜力，日后可以将其用到禾本科不同亚类植硅体的划分当中。近年来，植硅体研究的最新趋势在于与作物考古领域相结合，通过对考古遗址植硅体的研究为农作物的起源、发展和传播途径的确定提供理论基础^{[47, 48]}，对于植硅体形态的鉴别和区分成为植硅体-作物考古领域重要的基础，因此本文所采用的分形维数的指标日后可应用于对遗址当中植硅体进行定量化鉴定。

为了研究植硅体与气候因子之间的关系，前人提出了温暖指数、干旱指数等^[49~53]，并建立植硅体-气候转换函数应用于剖面的古环境重建^[54]。介冬梅等^[55]探讨了水分对植硅体的影响；Liu等^[56]正交实验结果表明，水分对于植硅体形态影响较大。本文研究结果表明(表 3和4)，不同水分条件下植硅体分形维数存在显著差异(P＜0.05)，而不同温度条件下植硅体分形维数的差异不显著(P > 0.05)，因此降水对植硅体的形态有更重要的影响。前人研究结果表明，正是由于水分环境差异，3种不同生态型芦苇的诸多解剖学特征存在显著差异^[57]，芦苇维管束的直径也会随着降水量的增大而增大^[58]。因此，芦苇植硅体分形维数受到降水的影响较温度更大^{[59, 60]}。

对于单一植硅体分形维数在不同环境下的变化结果表明(见表 2)，短细胞植硅体(鞍型、帽型)分形维数在不同水分条件下没有显著差异，尖型植硅体和硅化气孔的分形维数在不同水分条件下存在显著性的差异。介冬梅等^[55]研究结果表明芦苇中鞍型植硅体的鞍长、鞍宽随着湿度的不同发生显著的变化，而Liu等^[56]在正交试验中却显示降水对鞍型的长宽比没有显著影响。鞍长、鞍宽是反应植硅体大小的指标；而长宽比反应的是植硅体的圆扁程度，分形维数反映了植硅体的近圆性，因此本研究结果与Liu等^[56]一致。对于植硅体组合分形维数与环境的关系，我们的结果表明6月份湿润和半干旱地区的分形维数显著大于半湿润区的分形维数，这个结果与本文硅化气孔分形维数在不同水分条件下的特征(表 2)是一致的，因此我们推断可能6月份植硅体组合分形维数的空间差异主要表现为硅化气孔形态的差异。芦苇的生长发育需要硅素的支持，东部地区由于水热十分充沛，植物吸收硅素的能力较强，植硅体发育较好，气孔更加圆滑且面积较大，因此6月份东部地区的分形维数较中部地区更大，而半干旱地区植硅体较大的分形维数可能是由于气孔在处于水胁迫的状态下会有更多的毛状体出现，这会使得气孔的形态更加不规则而加大了分维值^[61]。此外前人研究表明，机动细胞(扇型)在蒸腾作用加剧或干旱的条件下优先硅化，植物生长蒸腾作用越强、环境越干旱，机动细胞(扇型)所占比重也就越大^[62]。因此半干旱地区的扇型植硅体含量呈现出增加的趋势，而扇型植硅体的分形维数显著大于其他类型的植硅体，它的百分含量的增多会加大植硅体组合的分形维数值；最后在对尖型进行分形维数方差分析时我们也发现，其植硅体分形维数表现出半干旱地区显著大于其他两个区域的特征(表 2)，从而也会增大半干旱区植硅体整体的分维值。而到了9月份，芦苇的生长处于成熟期，半湿润区和半干旱区，由于水分的减少，芦苇植株受到胁迫作用，植硅体(尤其是气孔)会更加干扁和狭长，因此东部地区植硅体分形维数显著大于中西部地区。

不同的水位梯度下，植物的净光合作用和地下部分的氧气供应会受到影响，并且沉积物的特征(营养元素、氧化还原电位等)也会随着水深而变化^[63]，芦苇的许多性状都会随着水深变化而发生变化。比如当芦苇所处的生境由岸边向水中心变化时，芦苇的茎会伸长，不定根的长度与深度呈现负相关，根状茎的长度随着深度而减小^{[64, 65]}。除了水深之外，盐度大小也会对芦苇产生很重要的影响，芦苇的发芽率随着盐分的增加而显著减小^[66]。因此，生境因素对于芦苇的形态特征、生长过程有明显的影响。介冬梅等^[55]研究结果表明，随着水位深度增加，鞍型植硅体百分含量升高并且有增大的趋势。可见，生境因素对于植硅体的形态有明显的影响。

在我们的研究中，无论是6月份还是9月份，芦苇植硅体分形维数随着所处位置由岸边向水中均呈现减小的趋势，这是由于芦苇的许多解剖学特征都随水位深度有减弱的趋势，植物的植物生长发育程度降低，因此植硅体的发育不完全，分形维数有减小的趋势。

(1) 东北地区芦苇植硅体具有明显的分形特征，不同类型植硅体分形维数具有显著差异(P=0.032)，其中棒型植硅体＜短细胞植硅体＜尖型植硅体＜扇型植硅体，说明分形维数可以体现几何形态的近圆性和复杂性。利用分形维数还可以将本研究所选择的10个样点进行有效的聚类分析，这种定量化的形态刻画和鉴别将会在未来的古环境研究中起到一定的作用。当我们利用地层进行植硅体研究时，可以将提取到的植硅体进行分形计算，从而更加精确判断其所属类型，更好的重建古环境。

(2) 本文研究了不同植硅体类型和植硅体组合的分形维数在不同环境下的变化。其中对于植硅体类型而言，短细胞植硅体、棒型植硅体和扇型植硅体在湿润区、半湿润区和半干旱地区的分形维数不存在显著差异，显示出了上述植硅体形态在不同环境下的稳定性；而尖型、硅化气孔的分形维数在3个区域存在显著差异，其中半干旱地区尖型植硅体分形维数显著大于湿润区和半湿润区(P=0.036)，湿润地区和半干旱地区的硅化气孔的分形维数显著大于半湿润地区(P=0.041)，显示出水分对于尖型植硅体、硅化气孔植硅体形态的重要影响。

(3) 对于植硅体组合分形维数而言，无论是在6月还是9月，植硅体分形维数在湿润区、半湿润区和半干旱区都存在显著差异，其中6月份湿润地区和半干旱地区植硅体分形维数显著大于半湿润地区(P＜0.05)，9月份湿润地区植硅体分形维数显著大于半湿润和半干旱地区(P＜0.05)，然而无论是在6月还是9月，北、中、南3个区域植硅体分形维数均不存在显著差异(P> 0.05)，因此芦苇植硅体组合的分形维数主要受到水分条件的影响，而受温度条件影响较弱。

(4) 生境对于植硅体分形维数有影响，无论6月份还是9月份，植硅体分形维数随着所处生境由岸边向水中心均有减小的趋势，反映了芦苇随深度的增加生长受到限制的特点。

致谢 感谢编辑老师和审稿老师对于本文提出的宝贵意见。