你好，这是本兔的第
57
篇推送。
本节将介绍我们能够从植硅石中获取的信息。
除了极个别地区有天然的煤可以使用之外，大部分遗址可选的燃料主要包括：木头、粪便、骨骼
/*有时候还有董卓*/
。
如果用动物粪便做燃料，那么产生的植硅石遗存将是野生和驯化植物的混合（来自喂养动物用的草料）
/*忍不住高亮了俩词儿，见谅
*/
并且它们的折射率将指示它们经历过燃烧。
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树木和树皮中没有包含大量植硅石，不过有别的性质可以帮助我们来判断燃烧木头做燃料的行为。
大多数木材的植硅石都不规则，并且形态可变，它们的存在本身就能指示木材或树皮的利用，形态可变与形态固定的植硅石之间的比例可以如此应用。
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此外，木材尤其是树皮部分包含有特征性的生物成因的组份，称作硅质聚合体。
橡树
Quercus ithaburensis
植硅石与硅质聚合体：左，形态可变的植硅石（块状）以及形态恒定的植硅石（圆柱状）；中：木材中常见的平滑球形植硅石（中央）和圆柱形植硅石；右：长角豆属
Ceratonia
sp. 硅质聚合体。硅质聚合体的大小10-50微米不等。
这些硅质聚合体中包含多种当地土壤中的矿物，通过植物维管系统进入木质中，并被植物产生的无定型二氧化硅包裹。它们与植硅石中不同，除了硅元素之外，还包含其它元素如铝、铁、钾。其中铁元素通常使硅质聚合体有红褐色，因此在光学显微镜下很容易与黏土聚合体混淆。然而它们的红外光谱与黏土截然不同
/*见第12章*/
。因此，硅质聚合体，以及大量经过燃烧的形态可变植硅石的共同存在，可以证明曾经燃烧木材作为燃料。
在考古遗址中识别古代农田并不容易/
*据说水稻田还挺容易辨认的，请大家原谅没见过水稻田的以色列人*/
，因此可以考虑根据遗址上其他材料来推断是否有灌溉行为。在一项实验考古研究中，人们将二粒小麦种植在不同灌溉条件和不同地理区域中，事实证明多细胞植硅石（也称作二氧化硅骨架）的比例在经灌溉的小麦中显著地高于旱地的小麦。
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显然这展示了利用植硅石来识别古代灌溉实践的可能性，但是观察到的变化也可能是由降水增加导致的。因此需要其他的标准来区分降水增加和灌溉行为。
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一种可能的标准是植硅石中氧同位素的组成。土壤中水的氧同位素组成，尤其是在需要灌溉的干旱环境中，由于蒸发作用会富集重同位素。已经有工作测量了这种差异。
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主要的问题在于植硅石能否确实记录了水中的同位素信息。在小麦中，只有在非蒸腾作用组织中形成的植硅石才记录水中的同位素组成。
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叶片植硅石中的同位素组成是由水中氧同位素和蒸腾作用强度共同决定的。
因此，利用植硅石氧同位素组成来揭示这个问题时，分析的样品必须只能来自树干植硅石。这样的样品可能由席子、篮子、绳子、
泥砖
等材料中获取。但是，如果想进行系统的研究将是非常困难的。
植硅石中确实包含多种生物分子，它们被包裹在矿物相中，因此受到非常好的保护。这些生物分子包括：糖蛋白，多糖，磷脂。
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非常遗憾，目前还没有在植硅石中检测到DNA的存在。如果确实能够存在一些DNA，那么就可以在植硅石形态不足以鉴定种属的情况下用于遗址上植物种属的鉴定。
利用植硅石形态进行植物种属的鉴定，曾经并且仍然是考古学中植硅石分析的主要应用。
/*这本书也算是Bible了吧……
*/
从这种意义上来讲，植硅石分析能够与炭化种子、孢粉、及其他植物遗存分析很好地互补，每一种分析手段都有其优势和劣势。
将植硅石用于种属鉴定，很大程度上取决于遗址及周边的植物是否产生植硅石。并不是所有的植物，也并不是植物的所有部位都能产生植硅石。此外，许多产生植硅石并不具备能代表一个种属的特征形态，而是许多种属的共性。
尽管利用植硅石对一个考古遗址的植物种属进行全面的分析是不太可能的，但是有些植物种类还是能够产生具有种属鉴定意义的植硅石。
禾本科植物大量地产生植硅石，因此有鉴定方面的应用潜能。包括谷物在内的禾本科，已经展示了利用植硅石研究谷物驯化和后续发展的可能性。事实上，可以说迄今为止植硅石研究的主要成就都体现在关于主要农作物的野生和驯化型所产生的植硅石的差异。
这包括了：
玉米
Zea mays
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香蕉
Musa
sp.
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水稻
Oryza
spp.
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大麦
Hordeum vulgare
，一粒小麦
Triticum monococcum
、二粒小麦
Triticum dioccum
、面包小麦
Triticum aestivum
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南瓜
Cucurbita
spp，葫芦
Lagenaria
spp.
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尽管这些作物植硅石的形态型能够通过观察区分，但是明确的分类还是需要多重标准。
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此外，结合植硅石的形状与植物组织中解剖部位的关系（例如，某些形态的植硅石只产生于玉米叶脉中），为利用植硅石研究作物驯化打下了基础。
如果可以从炊器残留物中提取足够的植硅石，就可以获取关于古人烹制植物种类的信息。
近期有研究揭示，在约2270年前纽约中部的一个遗址中发现了食用玉米的证据。
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也有研究表明牙结石中会有植硅石残留。
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牙结石是牙齿周围由细菌形成的矿物沉积（见第5章）。牙结石在化石中通常能得到保存。
这一方法在重建古食谱上的应用仍比较有限，因为能够提取的植硅石数量通常相对较小。
一个遗址周边的植被情况能够帮助我们了解遗址居民的生计模式，同时复原古气候。植硅石可以用于这一目的的研究，有一项针对坦桑尼亚奥杜威峡谷现代植物和不同地层中的植硅石的综合研究很好地诠释了这一点。
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在这个案例中，植硅石研究与宏观的硅化植物遗存相结合，并很仔细地区分了植硅石保存良好和不好的地层——这是非常必要的，在研究古老的沉积物时尤其重要。
植硅石二氧化硅中包裹的有机物中的碳元素可以利用碳十四同位素进行年代测定。这一方法首先由Wilding发表
/*从45kg土壤中提取了75g植硅石……那个年代真是辛苦
*/
随后的是Kelly等：
/*这一“随后”就是24年，致敬
*/
Piperno的书中也记载了利用植硅石碳十四测定年代的成功案例。
但是，植硅石测年直至今日仍然没有成为常规的方法，尽管很多碳十四实验室都在进行这方面的努力。
/*在这本书出版之后（2010年）这些实验室们仍然在努力，再次致敬;-)*/
因为植硅石通常发现在很好的context中，如果能够直接测定年代将是非常重要的。
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禾本科植物（单子叶）的茎、叶、花序植硅石，双子叶植物的叶植硅石，以及树干和树皮植硅石都是可以区分的。
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此外，结合与背景对照的定量分析，可以通过单位质量的脱水植物/植物部位产生植硅石量来计算带入遗址的有机物的相对重量。由于这些植硅石并不仅限于某一类植物，因此需要采集背景来帮助我们估计其中由某一种植物产生的比例。比如禾本科植物产生植硅石的平均数量是树干和树皮的40倍。
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利用植硅石来估计植物使用的另外一个困难在于，禾本科植硅石通常会混入树皮中。因此，灰烬中的禾本科植硅石并不一定是燃烧禾本科植物，而是作为污染混入被燃烧的树皮中。所以以禾本科为主导的植硅石组合并不一定表示它们就是遗址上使用的最主要的植物。
