木本植物生長-植物切片細胞生物力學(xué)特征分析
生物力學(xué)分析
植物的大小、形狀以及總體樣式是識別化石植物生長形式的重要特征
，同時由此可以推斷其生態(tài)系統(tǒng)的組成復(fù)雜性。大量研究工作運用了生物
力學(xué)方法去揭示化石植物的莖干構(gòu)造、分枝形態(tài)以及樹冠構(gòu)成，同時定量
評估植物生長的最大高度
目前關(guān)注的問題是臨界彎曲高度：由于自身重量整體會向下彎曲，在
這之前，植物主干達到最大高度。
本章簡要介紹了一種研究化石植物生長形式的經(jīng)驗性方法。該方法是
根據(jù)對化石植物莖干不同個體發(fā)育階段的生物力學(xué)屬性的核算和對比得出
的。為了說明這一方法的原理，首先必須簡要介紹一下現(xiàn)代植物生長形式
的不同發(fā)育階段力學(xué)數(shù)據(jù)模式的特征。
現(xiàn)代植物生長形式特征
在個體發(fā)育過程中植物莖干的力學(xué)屬性可能會發(fā)生變化，正是根據(jù)這
些變化中的趨勢，我們將其歸結(jié)為不同生長形式
木本植物生長形式在曲線圖上明顯地不同。該曲線圖由測得的彈性剛
度(f／)數(shù)值和結(jié)構(gòu)Young氏系數(shù)(E。n真1)對應(yīng)于軸中次生區(qū)域的面積(／)
繪制而成。在現(xiàn)生的新鮮材料上；，彎曲實驗是在彎曲設(shè)備或Instron測試
儀器上進行。彈性剛度用物體支撐能力數(shù)值表示，也就是一個植物莖干抵
抗彎曲的力。通過植物莖干軸中次生區(qū)域面積和結(jié)構(gòu)Young氏系數(shù)計算出彈
性剛度。軸向次生區(qū)域面積是一個幾何參數(shù)，相對彎曲中間面和彎曲方向
上，它代表了莖干和組織橫切面的大小和形狀。彈性剛度也反映了植物莖
干的整體大小。在具次生生長的植物中，彈性剛度可用莖干的直徑和大小
來代替。結(jié)構(gòu)Young氏系數(shù)是說明莖干在彎曲過程中材料屬性的參數(shù)。前二
字“結(jié)構(gòu)”強調(diào)了其所代表的不同質(zhì)地材料的平均值。用彈性剛度除以軸
向次生區(qū)域平均面積就得出結(jié)構(gòu)Young氏系數(shù)。在彈性剛度相對于軸向次生
區(qū)域面積的曲線圖中，通過植物個體發(fā)育最早期階段的結(jié)構(gòu)Young氏系數(shù)(E
osl)值外推到具較大的軸向次生區(qū)域面積，即個體發(fā)育晚期階段(折中線=E
osl X／)計算出“中間線”。這種中間線是用來觀察個體發(fā)育過程中彈性
剛度是怎樣變化的。
