“落紅不是無(wú)情物，化作春泥更護(hù)花”，當(dāng)花瓣和樹(shù)葉走到生命的盡頭，它們便隨風(fēng)飄落地面，年復(fù)一年。然而，隨著千百年時(shí)光流逝，層層疊疊、堆積如山的落葉并沒(méi)有如人們料想的那樣出現(xiàn)，層層落葉就這么悄無(wú)聲息地消失了。
這可能是我們最熟悉的落葉的作用，零落成泥，化作肥料，被植物的根莖吸收，無(wú)聲滋潤(rùn)其生長(zhǎng)，即我們常說(shuō)的落葉歸根。這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是枯枝落葉的分解過(guò)程。首先土壤中的動(dòng)物（如蚯蚓、螞蟻等）會(huì)使枯枝落葉成為碎片，而后土壤微生物則進(jìn)一步將這些碎片分解呈簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)分子或者轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)。
但是，就如同人類(lèi)一樣，分解者也并非“來(lái)者不拒”，總會(huì)有不喜歡吃或者吃不下的東西，對(duì)于部分的根、莖和葉等，它們也會(huì)說(shuō)不。那么，這些殘留的部分就逐漸被覆蓋并埋藏在泥土中，當(dāng)我們撥開(kāi)土壤，看著那些存在于幾千年前甚至更為久遠(yuǎn)的沉積物中的植物殘?bào)w，它們仿佛穿越時(shí)空前來(lái)告訴我們：落“葉”，不只是歸根。
什么是植物殘?bào)w？
植物殘?bào)w是死亡植物未被微生物分解的殘留部分，一般以植物的根、莖和葉最為常見(jiàn)。
在自然植被下，植物殘?bào)w主要是木本植物凋落物的葉片、枝條、花果和死亡的根以及草本植物死亡的根；
在耕地土壤中，主要是作物的落花、落葉以及收獲后殘留的根茬和部分秸稈；
在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，秋冬季水生植物大量衰亡，大部分的植物殘?bào)w將沉積到表層沉積物中，包括未完全腐爛的水生植物莖、葉的纖維質(zhì)碎片、種子等，在湖底缺氧的環(huán)境條件下以殘?bào)w的形式年復(fù)一年沉積下來(lái)，是湖底生物沉積的重要組成部分。
植物殘?bào)w在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前對(duì)于植物殘?bào)w的研究主要集中在農(nóng)耕地中秸稈的腐爛方面的研究，但湖泊沉積研究中植物殘?bào)w的研究也逐漸受到重視，相關(guān)的研究可用于探討湖泊的古環(huán)境演化，揭示湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化歷程，并在一定程度上對(duì)城市湖泊進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià)，為我國(guó)的城市湖泊的管理及防治污染政策提供一定的借鑒和科學(xué)依據(jù)。
1、對(duì)環(huán)境的響應(yīng)（富營(yíng)養(yǎng)化、古氣候）
通過(guò)對(duì)比沉積物和植物殘?bào)w在不同沉積深度的元素分布模式，研究人員發(fā)現(xiàn)植物殘?bào)w中的元素濃度隨深度有明顯的規(guī)律性變化，而沉積物中元素濃度隨沉積物深度波動(dòng)不大，說(shuō)明相比之下，植物殘?bào)w的元素組合特征對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)更靈敏。水生植物殘?bào)w也可作為一種研究湖泊沉積學(xué)的證據(jù)材料，分析其 TP（總磷）含量及其垂直分布，可以追溯湖泊環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)鹽的變化過(guò)程。
2、植物殘?bào)w中的同位素
隨著古氣候研究的深入，學(xué)者們希望更精確地了解一些重要?dú)夂蚴录木唧w過(guò)程以及變化機(jī)制，此時(shí)，除了高分辨率的樣品外，高精度的年齡結(jié)果也格外重要。14C 測(cè)年是湖泊沉積物高精度定年的主要方法之一，根據(jù) 14C 的衰變程度可計(jì)算出樣品年代，而不同的測(cè)年物質(zhì)的 14C 定年結(jié)果會(huì)有不同的誤差，進(jìn)而影響到氣候指標(biāo)的解譯。
相比全樣有機(jī)質(zhì)，使用植物殘?bào)w定年可以在一定程度上避免碳庫(kù)效應(yīng)的影響。一般認(rèn)為，葉片和種子多為一年生的有機(jī)組分，因此原生沉積的葉片和種子的 14C 年代結(jié)果最能代表沉積物的形成年代。而樹(shù)皮、樹(shù)枝和樹(shù)干等存在“穿時(shí)”效應(yīng)，尤其是樹(shù)根或草根的“穿時(shí)”更為嚴(yán)重，在進(jìn)行 14C 定年時(shí)需要謹(jǐn)慎選擇。
此外，植物殘?bào)w的碳氧等同位素也在古氣候研究中發(fā)揮重要作用。有學(xué)者利用喀納斯湖巖芯的陸生 C3 植物殘?bào)w δ13C 探討過(guò)去近 600 年區(qū)域溫度對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)。該 δ13C 序列記錄的氣候變暖與冰芯、湖泊沉積物和樹(shù)輪重建的溫度記錄表現(xiàn)出比較一致的趨勢(shì)，說(shuō)明植物殘?bào)w δ13C 序列也可以很好地反映氣候信息。此外，泥炭沉積植物殘?bào)w的纖維素氧同位素 δ18Ocellulose 也被認(rèn)為是研究古氣候變化的重要手段之一，可作為大范圍水汽循環(huán)轉(zhuǎn)變的代用指標(biāo)。例如，阿拉斯加泥炭 δ18O 成功重建了全新世以來(lái)阿留申低壓的強(qiáng)弱變化。
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