木本植物生长-植物切片细胞生物力学特征分析

生物力学分析
植物的大小、形状以及总体样式是识别化石植物生长形式的重要特征
，同时由此可以推断其生态系统的组成复杂性。大量研究工作运用了生物
力学方法去揭示化石植物的茎干构造、分枝形态以及树冠构成，同时定量
评估植物生长的大高度
目前关注的问题是临界弯曲高度：由于自身重量整体会向下弯曲，在
这之前，植物主干达到大高度。
本章简要介绍了一种研究化石植物生长形式的经验性方法。该方法是
根据对化石植物茎干不同个体发育阶段的生物力学属性的核算和对比得出
的。为了说明这一方法的原理，首先必须简要介绍一下现代植物生长形式
的不同发育阶段力学数据模式的特征。

现代植物生长形式特征
在个体发育过程中植物茎干的力学属性可能会发生变化，正是根据这
些变化中的趋势，我们将其归结为不同生长形式

木本植物生长形式在曲线图上明显地不同。该曲线图由测得的弹性刚
度（f／）数值和结构Young氏系数（E。n真1）对应于轴中次生区域的面积（／）
绘制而成。在现生的新鲜材料上；，弯曲实验是在弯曲设备或Instron测试
仪器上进行。弹性刚度用物体支撑能力数值表示，也就是一个植物茎干抵
抗弯曲的力。通过植物茎干轴中次生区域面积和结构Young氏系数计算出弹
性刚度。轴向次生区域面积是一个几何参数，相对弯曲中间面和弯曲方向
上，它代表了茎干和组织横切面的大小和形状。弹性刚度也反映了植物茎
干的整体大小。在具次生生长的植物中，弹性刚度可用茎干的直径和大小
来代替。结构Young氏系数是说明茎干在弯曲过程中材料属性的参数。前二
字“结构”强调了其所代表的不同质地材料的平均值。用弹性刚度除以轴
向次生区域平均面积就得出结构Young氏系数。在弹性刚度相对于轴向次生
区域面积的曲线图中，通过植物个体发育早期阶段的结构Young氏系数（E
osl）值外推到具较大的轴向次生区域面积，即个体发育晚期阶段（折中线=E
osl X／）计算出“中间线”。这种中间线是用来观察个体发育过程中弹性
刚度是怎样变化的。

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