古植物学

　　古植物学（汉语拼音：Guzhiwuxue；英语：Palaeobotany），研究地质时期植物化石的科学。是追溯植物界过去悠久历史的唯一方法。它主要研究植物化石的形态解剖、系统分类、生态环境和各门类植物的起源、发展、演化以及它们在地质时代的时空分布和生态环境等。

简史

　　1822～1837年A.-T.布龙尼亚尔在他的巨著《植物化石史》中，将地质时期的植物化石首次进行描述分类，并和现代植物加以广泛的比较，初步奠定了古植物学的基础。此后，从事植物化石采集与研究的人数渐多，不时有绝灭门类的发现，如科达树类、本内苏铁目等，开创了19世纪40～90年代古植物学的昌盛时期。

　　20世纪初叶，角质层研究方法出现，对裸子植物的进一步了解起了很大的促进作用，种子蕨目(Pteridospermales)得以建立，找到了真蕨植物与裸子植物的中间环节。对保存于苏格兰泥盆纪瑞尼燧石(Rhynie chert)中大量植物化石的研究，发现了一类最原始的陆生维管植物，即裸蕨植物。此外，A.秀厄德和他的学生们在20世纪初、中叶，继续做了大量深入的研究工作，又有不少新发现，如开通目(Caytoniales)的确认。50年代以后，新的研究成果更多，最引人注目的是前裸子植物(Progymnosperm)的发现，填补了真蕨植物与种子蕨类植物间的缺失环节，对植物系统学的完善起了重大作用。在此前不久，原以为绝灭于世的水杉属(Metasequoia)的活化石在中国鄂西水杉坝的发现，被誉为20世纪前50年中生物学界的重大发现之一。

　　在中国，植物化石见于正式研究文献始于1865年J.纽贝利的“中国含煤地层植物化石的描述”。但是，20世纪30年代以前，有关中国植物化石的研究报道几乎全由外国学者越俎代庖。稍后，才有少数中国学者从事这方面的工作。1949年以后，中国古植物学研究人员队伍逐渐成长与壮大，才完全改变了19世纪那种局面。进入20世纪60年代，中国从事古植物学工作的专业人员不仅有百余人之多，而且它的分支学科几近门类齐全，特别是新建立的古孢粉学的迅速发展，藻类化石和寒武纪微体古植物学等多方取得的研究成果，使中国古植物学得以全面发展。

化石类型

　　植物化石主要保存于沉积岩中，通常分为三种类型：印痕(impression)、压型(compression)和石化(petrifaction)。

　　印痕化石　陆相沉积岩特别是含煤地层中最常见的一种植物化石。它原有的植物有机质已全部消失，只在岩石层面上留下植物体外部的印痕，好像只是它的影像。有时，植物体的茎干或它的内腔易消失的髓部，在包埋它的泥沙还没有固结、压扁的时候，植物体有机组织就先期消失并且很快又为后来泥沙填满或为某种矿物质所代换，于是就形成印痕化石中的特别类型，在植物体的内、外面（腔）分别保存为印痕内模(cast)和外模铸型(mould)的化石，如芦木石核、硅化木和科达树髓部化石等。

　　压型化石　植物体在沉积岩中形成印痕化石过程中，还在印痕表面保存着部分或全部未分解的膜状有机质，如角质层等。这种有机质部分，经过一定的技术处理、制片后，在显微镜下可以看到它原有的某些解剖结构，可帮助了解它的分类地位；有时，还可以借此来辨别分散保存的不同部位的植物化石，是否属于同一植物体。

　　石化化石　硅质、铁质或含钙、镁等矿物质溶液，在包埋的植物体形成化石的过程中，渗透到植物体并逐步取代它的部分或全部有机质组织，最后形成坚硬的实体化石，如通常见到的树干状木化石、含煤地层中的煤核(coal ball)，经机械切片、磨光处理后，可在显微镜下观察植物体中原有细胞等的组织结构。

　　此外，保存在沉积岩中的孢子、花粉也是一种特殊的植物微体化石。它们含有一种不易氧化和不怕酸碱溶液侵蚀的孢粉素，样品经特别处理后，在高倍显微镜下，可以看见它的保存得很好和各种不同的外表饰纹。对它们的分类识别，在煤田地层划分和油气资源地质勘探中实用价值很大。

研究方法

　　植物化石的保存状况与其所在地层经历的构造、沉积、火山及其他地质作用密切相关。同时，由于植物化石的属性、形态、特征以及研究所依据的原则和术语都和现代植物学基本一致，因此植物化石的研究首先需要具备一定的地质学和植物学基础知识，其次还取决于它们的保存类型。对印痕化石的鉴定研究，用一般的放大镜和立体反光显微镜即可；有时还要先用酒精或二甲苯浸湿样品的表面，才能更好地看清化石的形态特征。当发现有植物体薄膜保存于印痕化石上时，就应当把它当作压型化石对待，通常先用Schultze氧化浸解法以取得在显微镜下可观察的透视薄片，有时还辅以移离法以获取更完整的薄膜，来研究它的表皮细胞与气孔等的细微结构，对于如硅化木、煤核等石化标本的研究，通常用岩石切片法制成厚度小于3毫米的打光薄片供显微镜下观察，或者在化石磨平表面上浸注丙酮之类的化学制品以形成膠膜，根据需要来一层一层地揭取透视薄膜，可在镜下更深入地看到化石多个层面中的细微结构。

　　不同类型的植物化石有时可以保存在同一标本上，有关的研究方法也必须综合考虑和采取多种方法联合运用，尽量避免损伤化石保存着的形态特征。如果化石实体的部分或全部还包埋于岩石中时，最好先用软X射线透视仪探视包埋状况，然后采取最合适的方法逐步获取化石载体保存的最多的信息。以上的各种方法应用以后，如果还要探索化石更细微的形态结构或某些更深入的问题时，就需经过必要的技术处理后，在借助于透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM)等更先进的仪器设备继续进行更精细的研究工作。

　　古植物学研究的主要目的就是要重现地质时期各门类植物的起源和它们的盛衰、演替及生态环境状况。但是，地质时期的植物不可能全部保存为化石，保存为化石的标本也只有其中很少数被发现，而且多半是破枝残叶的印痕化石，很难了解它们的全貌。

　　20世纪中叶以来，除透视电子显微镜、扫描电镜和支序系统分析(cladistic analysis)等逐渐普遍运用于古植物学研究外，遗传物质DNA双螺纹结构的发现以及计算机和信息技术的发明，也为古植物学研究注入新的活力，使它的研究领域更为广泛与深入，它的鉴定分类与现代植物学更为接近。