植物化石角质层分析一直是古生物学研究的重要课题，近年来自然科学之间相互交叉和渗透的结果使角质层分析成为国际学术界新的研究热点。植物化石角质层分析至少已经形成了3个重要的研究方向：（1） 从植物分类学角度，分析角质层的超微结构，使化石植物的分类和演化研究有了长足的进步；（2） 从植物生理学方面，分析化石植物表皮气孔密度和气孔指数，推测古大气CO2的浓度，揭示地质历史时期植物生理与环境的关系，进而了解环境的变化；（3） 利用有机地球化学和生物地球化学方法，研究角质层的化学特征，进行化石植物角质层和现代植物角质层的对比分析，在解决干酪根和化石燃料之间的关系方面取得了令人瞩目的进展（M.Nip等，1986b;E.W.Tegelaar等，1989，1993）。根据陆生植物叶表皮气孔在生物圈和大气圈交互的基本作用，角质层研究跨上了新台阶，正在向揭示地史时期植物与环境的关系挑战。 　　载有气孔口的叶角质层，包含着植物与其生活环境之间关系的重要数据（J.C.McElwain等，1996）。F.I.Woodward(1987)首次证实了植物的气孔密度和气孔指数与大气CO2浓度呈负相关。J.Van der Durgh等（1993）通过角质层定量分析确定了近1　000万年来大气CO2浓度的变化。植物有敏感的指示作用，气孔密度与大气中CO2浓度存在线性函数关系（S.Malone等，1993）。较长期的植物化石记录可提供气候变化和环境地质变化的证据（C.Whltlock等，1997）。J.C.McElwain和Chaloner(1998)提出了最近现存亲缘种和最近现存对应种的概念。M.J.Lockheart等（1998）对现代植物Fagus sylvatica进行了气孔参数和碳同位素的综合性研究。近年来室内控制实验、蜡叶标本和化石植物角质层的研究证明，植物表皮气孔参数可以作为古大气CO2浓度的指标剂。角质层分析的新进展可使许多植物叶化石组成颇有价值的古大气环境数据库（H.Visscher,1993）。 　　我们对兰州地区间隔10　a的Ginkgo biloba(银杏活化石)的气孔密度和大气CO2浓度的相关性作了研究，结果发现，随着大气CO2浓度的升高，Ginkgo biloba的气孔密度降低。我们又从兰州近郊的下侏罗统和中侏罗统泥岩中，采集到了压型化石Ginkgo huttoni(Sternberg)Heer的系列标本，源岩沉积在4个连续的间隔：早侏罗世晚期，中侏罗世早期、中期和晚期。气孔密度和气孔指数的平均值显示从早到晚呈现出逐渐下降的趋势。为检验这种差别的可靠性，我们又分析了一个苏铁类的绝灭种（Anomozamites inconstans）的角质层，随着地层层位的升高，它的气孔密度也显示出有意义的降低。这两个种的气孔指数都低于它们的最近现存亲缘种或最近现存对应种。应用最近的标准化原则（McElwain,1998），它们的气孔比率所反映的CO2浓度与R.A.Berner(1994)的长期碳平衡模式中的CO2浓度非常接近。 　　J.C.McElwain和Chaloner(1996)提出现代银杏Ginkgo biloba和化石银杏Ginkgo huttonii的气孔密度分布不均匀，其气孔指数不容易被精确测量。然而，作者根据大量的实验发现，这两个种的气孔密度虽然有变化，但仍有一定的规律可循。根据对兰州等地Ginkgo biloba的分析，发现它的气孔密度和气孔指数在叶片中上部分布稳定。因此，精确度问题可以通过选择叶测量部位和分析大量样品的方法来解决，这也许是某些植物对上升CO2浓度反应不同 原因之一。随着科学技术的发展和实验技术的进步，化石角质层分析必将在环境地质学中发挥出越来越重要的作用。