如何區分杉科各屬--杉科植物的表皮結構

杉科植物由於有長期發展的歷史、少數的現存種和豐富的化石記錄，成爲指示環境變化的理想植物。利用杉科植物重建古環境，首先要對化石植物進行正確的分類鑑定。杉科各屬植物枝葉排列和形態特徵近似，且變異幅度較大，各屬之間存在許多重疊特徵。杉科化石標本通常僅保存枝葉形式，可以獲取的特徵比較少，因而分類鑑定非常困難。杉科化石植物經常相伴而生，有時2個屬或3個屬甚至4個屬的植物同時存在於同一地層，同一地層內有形態相近的不同屬植物的存在，更增加了分類鑑別的難度。植物的葉表皮特徵是現代植物分類鑑定的輔助特徵，但對於化石植物而言，表皮特徵是細胞信息的重要來源，甚至是唯一來源。因而，表皮特徵分析是古植物學分類研究的標準方法之一。利用表皮特徵鑑定植物化石，通常與現在仍然生活的對應種的植物表皮特徵進行對比。杉科現生植物的表皮特徵可以爲化石植物的分類鑑定提供參照標準。

杉科現生植物包括9個屬，植物的葉多爲條形、鑽形、鱗形或披針形，同種植物有1種、2種甚至3種葉型。其中水杉屬的葉交互對生，其它屬的葉螺旋狀互生。

水杉屬的多數表皮細胞垂周壁明顯彎曲，落羽杉屬和杉木屬有時微呈波狀，其他屬的表皮細胞垂周壁直。多數植物的葉片近軸面和遠軸面的氣孔數量和分佈不同。一般來說，條形葉和披針形葉的遠軸面氣孔分佈狀況和氣孔數量穩定，遠軸面的中部最穩定。條形葉遠軸面的氣孔分佈於中脈兩側，形成縱向的氣孔帶。條形葉近軸面氣孔分佈狀況和氣孔數量變化大，近軸面的氣孔數量有時與遠軸面近似，但多數情況下比遠軸面少，有時整個葉片的近軸面僅少數幾個氣孔或沒有氣孔分佈。鑽形葉的近軸面和遠軸面的氣孔數量近似，或葉片近軸面的氣孔數量比遠軸面的氣孔數量多，氣孔分佈範圍也比遠軸面氣孔分佈範圍廣。氣孔橢圓形，落羽杉屬植物的氣孔長軸方向與葉片長軸垂直或斜向排列，柳杉屬植物的氣孔多斜向排列。水鬆鱗形葉的氣孔長軸方向與葉片長軸垂直或斜向排列，而水鬆的條形葉和條狀鑽形葉的氣孔多平行向排列。

杉科其他屬植物的氣孔長軸多數與葉片長軸平行。在掃描電子顯微鏡下的密葉杉屬植物葉片角質層的內表面，副衛細胞和表皮細胞的垂周壁與葉表面的角度一致，且副衛細胞的形態與表皮細胞類似，這種特殊氣孔器被稱爲A-型氣孔器。杉科植物中水杉屬、落羽杉屬和杉木屬的氣孔器近似密葉杉的這種A-型氣孔器。臺灣杉屬、柳杉屬、水鬆屬、紅杉屬和巨杉屬植物的氣孔器與這種A-型氣孔器不同，這幾屬植物的副衛細胞垂周壁表皮細胞的垂周壁方向不同，且副衛細胞的形態與表皮細胞的形態明顯不同。因而這幾屬植物的氣孔所有副衛細胞的組合呈明顯的圓盤狀，保衛細胞位於盤子的中央。研究結果表明：綜合分析植物的枝葉形態和表皮特徵可以區分杉科各屬。