历史地质学/叶片形状与温度
在本文中，我们将讨论如何利用叶片形状的分析来重建过去的气候。
在上一篇文章中，我们看到，如果我们知道一个物种喜欢的环境，我们可以用它作为气候指标。我们还注意到，当物种灭绝时，这很困难，因为我们无法通过直接观察找到什么气候对它有利。
但是，如果一个物种的形态是其偏好气候的指标呢？在这种情况下，我们只需观察其在化石记录中的遗骸，就可以知道它居住在什么气候中。常用的形态特征之一是植物的叶片形状。
温带气候中的植物往往有带锯齿边缘的叶子，即它们有锯齿状边缘；温暖潮湿气候中的植物往往有植物学术语中被称为全缘的边缘，即光滑无锯齿。右侧照片说明了这种差异。
温带和热带叶片风格之间没有明显的界限，气候与其中发现的叶片类型混合物之间存在着连续的关系：也就是说，随着气候变得稍微炎热潮湿，全缘的比例也略有增加。这意味着，看一片叶子并不能告诉我们我们看到的是温带气候还是热带气候；但观察大量物种将使我们能够做一些比简单地将气候划分为热带或温带好得多的工作：我们实际上可以估计平均年温度。
因此，一旦我们建立了气候与植物群中叶片形状比例之间的关系，我们就可以利用这种关系来了解过去叶片保存在化石记录中的气候。虽然叶片不是最容易保存的材料，但有些环境，例如湖泊沉积物，叶片可以在其中保存下来，可以作为古气候指标。
将叶片形状作为气候指标始于统计锯齿状边缘与全缘边缘的比例，但并没有止步于此。其他特征，如叶长、叶宽、叶面积、尖头的存在与否，也与气候有关。
CLAMP（气候叶片分析多元程序）小组测量了更多叶片特征，并使用复杂的方法得出了一个将这些特征与气候相关的公式；他们的网站可以在此处找到。
我们可以通过观察发现，温带与热带叶片风格的比例是平均年温度的惊人指标，正如右侧图表所示，该图表显示了东亚森林中植物群与温度之间的关系（图来自 J. A. Wolfe, 1979, 东亚湿润至中湿森林的温度参数及其与北半球其他地区和澳大利亚的森林的关系，USGS 专业论文，1106）。
这意味着，如果我们观察化石记录中叶片类型的比例，我们可以用它来估计植物生长时的温度。
现在，你可能会想知道，叶片类型与温度之间的这种关系是否在过去一直存在。好吧，动物群和植物群对其环境的适应似乎是自然界中的一大常数，因此原则上我们预计这种关系在过去一直存在，就像它在现在一样。毕竟，表面上看，锯齿状边缘适合温带气候，而在过去更适合热带气候，这是极不可能的。
然而，应该注意的是，叶片类型与气候之间的确切关系因大陆而异：尽管更多锯齿状叶子总是对应于每个大陆的较冷气候，但确切的数值关系并不相同。因此，一个类似于上面的图表，但基于澳大利亚数据而不是亚洲数据，仍然是向下倾斜到右边的直线的良好近似，但确切的斜率角度将不同。现在，从一个地方到另一个地方可能变化的东西原则上也可能随着时间的推移而变化。这意味着，虽然叶片形状是过去气候的有用指标，但将它视为气候与叶片形状之间的关系像温度与温度计之间的关系那样精确，那就太天真了。