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| 內容簡介： |
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《辽西侏罗纪木化石多样性及古环境研究》聚焦木化石这一重要的代表类群，在充分吸收现代木材分类学最新研究成果和前人对化石木材的研究基础上，以辽西地区侏罗纪木化石为研究对象，开展了植物分类学及系统古生物学研究；对木化石生长轮（年轮）开展了系统的年轮树木学研究，对生长栖息地的古气候进行了推断；利用木化石生长轮推断了板块旋转情况，提供了古地理信息。
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目录序1序2前言第一章 绪论 1第一节 研究背景与意义 1第二节 主要研究内容及研究工作概述 5第二章 区域地质背景及地层概述 7第一节 区域地质构造背景 7第二节 地层划分 8第三节 化石产出层位及伴生生物群 12第三章 材料与方法 15第一节 研究材料 15第二节 研究方法 16第四章 中生代裸子植物木化石的系统分类 18第一节 中生代木化石系统分类现状 18第二节 本书涉及的木化石系统分类 24第五章 系统古生物学 25第一节 系统描述 25第二节 辽西地区侏罗纪木化石的主要解剖构造特征描述 69第六章 辽西地区侏罗纪木化石的古环境研究 75第一节 概述 75第二节 古气候环境研究 76第三节 利用多门类古生物化石记录对比北方其他地区古气候环境 102参考文献 103
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第一章绪论 第一节研究背景与意义 一、木化石及研究背景 植物是陆地生态系统的重要组成部分。近年来气候的异常变化，包括全球变暖及其带来的一系列后果使得人们对利用陆生生物化石开展陆相古气候研究有了高度的重视（Philippe and Bamford，2008）。木化石正是地史时期陆地森林重建的主力军，它们分布较为普遍，代表陆地生态系统约80%的生物量（Martin-Closas and Gomez，2004;Philippe et al.，2004）。研究某一地区、某一时代的木化石可以反演陆地森林系统的演化，并能为重大环境变化提供指示意义。 木化石的研究自19世纪中叶开始（G6ppert，1845），国内外的研究己取得了很大进展，主要集中在传统的系统分类学等方面（Gothan，1905;Greguss，1967;Krausel，1949;Vogellehner，1965，1967，1968;IAWACommittee，2004;张武等，2006;Zheng et al.，2008;Philippe and Bamford，2008;Philippe and Hayes，2010;RoBler et al.，2014;Oh et al.，2016等），也发表了一些地区性或专题性的系统分类学论著（如Goppert，1850;Krausel，1949;Vogellehner，1965，1967，1968;Philippe and Bamford，2008;Wang et al.，2009;Yang et al.，2013;张武等，2006;Zheng et al.，2008;张武等，2013;Zhang et al.，2015）;近些年，利用木化石恢复古气候、古生态以及开展新生代树木年轮学研究等方面成为热点（如Falcon-Lang，2000a，2000b;Brea et al.，2008，2011，2015;Feng et al.，2015;Falcon-Lang et al.，2016;Shi et al.，2015，2017;Krapiec et al.，2016;Tian et al.，2016a，2016b;Wan et al.，2016;王永栋等，2017等）并不断有新的研究领域出现，如古植物学者利用早二叠世原位木化石的生长轮验证了太阳黑子活动周期（Luthardt and RoBler，2017）。毋庸置疑的是，虽然木化石的研究可以追溯到19世纪中期，研究区域遍及全世界各个角落，但是木化石通常和其他植物器官化石分开保存，加上其本身性状多样性比较有限，导致对其开展系统、深入的研究还不够。因此，在木化石产地开展系统性、专题性的深入研究就显得尤为重要。 辽西地区是著名的化石宝库，“热河生物群”和“燕辽生物群”大量精美化石的报道使得该地区成为世界古生物学关注的焦点，其中的植物化石也十分丰富。早些年，在辽西及邻区“株罗纪地层”（后修订为白垩纪地层）中报道了当时世界上*早的被子植物化石（Sun et al.，1998，2002）以及银杏类化石的缺失链环（Zhou and Zheng，2003;Zheng and Zhou，2004），该地区株罗纪地层及其植物群的研究再次得到高度关注。辽西株罗纪植物化石丰富，包括叶部印痕及压型化石、果实和种子化石、矿化蕨类根茎及裸子植物木化石等（张武和郑少林，1987；Wang et al.，2006）。尤为重要的是，辽西是我国北方株罗纪木化石*为重要的产地之一，木化石矿化程度适中，解剖构造特征保存良好，生长轮清晰，具有重要的科研价值（蒋子堃，2012）。相比于其他植物化石类型而言，近年来该地区株罗纪木化石虽然有所发现，但报道的属种并不多（如张武等，2000a，2000b，2000c;郑少林，2004;郑少林等，2005;王永栋等，2005;张武等，2006;Wang et al.，2006，2009;Zhang et al.，2006;Jiang et al.，2008;Jiang et al.，2012，2016，2019a，2022;蒋子堃等，2012;Tian et al.，2015等）。目前己知，北票组、海房沟组、髫髻山组和土城子组共报道木化石15属25种，其中松柏类木化石12属22种、银杏类木化石1属1种、苏铁类木化石1属1种及分类位置不明的裸子植物木化石1属1种。值得注意的是，与己经报道的株罗纪木化石相比，其伴生的植物化石（压型、印痕叶化石、球果化石等）属种多样性更为丰富。据统计，辽西地区北票组、海房沟组、髫髻山组和土城子组伴生的植物化石总数超过40属100余种，主要类型包括松柏类约14属近40种、银杏类约12属30余种、苏铁类约17属50余种（张武和郑少林，1987;王五力等，2004;Wang et al.，2006;Jiang et al.，2008，2016，2019a）。显而易见，相比于植物叶化石而言，对于辽西株罗纪木化石的多样性和系统学的研究和了解程度仍然不够，无法准确反映该时期森林植被组成的面貌，从而对于探究中生代陆地生态系统和植被演化等造成了制约，亟待深入开展细致的系统学研究。从近年来作者所在课题组开展的前期研究和采集的化石材料的切片观察来看，该地区各层位的木化石属种类型数远大于己有的报道，具有巨大的研究潜力。 二、研究意义 辽西地区株罗纪木化石不仅具备保存完好的解剖构造，更重要的是，所有的木化石具有明显的生长轮，这将为古气候环境的研究提供难得的化石记录和参数。古植物学家能从木化石生长轮的研究中解读到重要的气候和环境信息。国外学者对古生代和中生代的生长轮开展了敏感度分析、轮宽统计、晚材比率、缩减率、树木落叶习性、叶龄与生长轮发育之间的关系、异常生长的生长轮等方面的研究，从而获得森林树木生长的舒适度、水分条件、限制因素、森林面貌（常绿或落叶）以及暖湿条件等古气候变化信息，并对新生代木化石进行全年轮的年代树木学研究（如Douglass，1928；Fritts，1976；Jefferson，1982；Francis，1984，1986；Creber and Chaloner，1984a，1984b，1985，1987；Ash and Creber，1992，2000；Philippe and Thevenard，1996；Schweingruber，1996；Keller and Hendrix，1997；Falcon-Lang and Cantrill，2001；Francis and Poole，2002；Falcon-Lang，2003；Harl and et al.，2007；Vozenin-Serra et al.，2011；Barniak et al.，2014；Falcon-Lang et al.，2016；Krapiec et al.，2016等）。在此基础上，结合沉积学、物候学等其他相关研究可以进一步重建化石森林及推断古环境（如Mosbrugger，1990；Mosbrugger et al.，1994;Niklas，1994；Garcia et al.，1998；Morgans，1999；Pole，1999；Falcon-Lang，2000a，2000b；Thorn，2001；Falcon-Lang and Cantrill，2002；Cuneo et al.，2003；Niklas and Spatz，2006；Brea et al.，2008，2011，2015；Philippe et al.，2009；Hinz et al.，2010；Falcon-Lang et al.，2014等）。 相对而言，我国以往在利用木化石生长轮推断中生代环境方面开展的工作相对较少，但是近年来开始了广泛关注。丁秋红等（2000a，2004）利用木化石年轮敏感度指数对辽西晚株罗世和早白垩世的古气候舒适度进行了推断。Wang等（2006）利用辽西北票髫髻山组木化石的生长轮揭示了季节变化等古气候信息。Feng等（2015）、Tian等（2015）、Wan等（2016）分别分析了云南中株罗世、辽西建昌中-晚株罗世及新疆晚三叠世异木属（Xenoxylon Gothan）木化石的敏感度，即年敏感度（AS）和平均敏感度（MS），推断树木生长的气温、降水等条件。Tian等（2016b）揭示了华南晚三叠世异木属化石记录并分析了异木生存的古气候条件；Ding等（2016）探讨了辽西北票下白垩统义县组木化石及其敏感度指标。Shi等（2015，2017）分别研究了准噶尔盆地中-晚三叠世和吐鲁番盆地早三叠世木化石[细胞直径与直径平均值差值的累计代数和（cumulative algebraic sum of each cell’s deviation from the mean of the radial diameters，CSDM）]*线分析、晚材比率、缩减率、生长轮显著指数（RMI）等。Zhu等（2023）报道了甘肃异木属化石（Xenoxylon Gothan），并推断了古气候。Huang等（2023）报道了在低纬度地区冰川期耐寒物种的扩张。Xie等对四川綦江、四川射洪、青藏高原东北缘中-晚株罗世木化石进行了系统研究，推断了古气候，并揭示了异木的系统发育关系（Xie et al.，2023，2024a，2024b，2024c，2024d，2025a，2025b，2025c）。其中对木化石生长轮向阳性的研究，己经取得了积极进展和良好成果，可为板块旋转的古地理学提供直接证据（刘本培等，2013；Jiang et al.，2014，2017，2019b）。在辽西北票黑沟地区发现的原位、直立且保存有完好生长轮的木化石，为通过对辽西原位、直立保存的木化石树粧进行向阳性测量从而推断板块旋转的研究奠定了坚实的基础，同时急需在后续的科研工作中深入开展相关对比研究。蒋子堃等（2016）对辽西北票髫髻山组木化石的古气候、古环境和古生态意义进行了初步探讨。王永栋等（2017）对于我国近年来中生代木化石多样性与古气候波动变化研究的进展进行了梳理和总结，指出这一领域的相关记录需要逐渐积累，也急需进一步加强研究。但总体而言，国内学者对株罗纪木化石古气候环境研究较为零星，针对化石森林重建、古气候学和古地理学研究也较为零星，全面、系统而深入的研究工作亟待开展。 株罗纪时期的气候是地质历史时期典型的温室气候，气温高于现今，大气CO2浓度较高（Bemer，1994;Sellwood and Valdes，2008），但该时期古气候发生过剧烈波动也得到较多的共识（Price，2009；Price and Rogov，2009；Dera et al.，2011；Korte and Hesselbo，2011;Korte et al.，2015;Tian et al.，2016;王永栋等，2017等），当然也存在争议（Dromart et al.，2003a，2003b）。邓胜徽等（2017）综合中国多门类古生物化石、沉积学和地球化学资料，提出了中国地区株罗纪陆地生态气候波动的5个阶段，利用具有清晰生长轮的株罗纪木化石，推断辽西株罗纪有明显的季节更替。不过，辽西地区木化石生长轮的研究成果并不多，有待开展后续补充验证工作。值得指出的是，中国陆相株罗系极为发育（邓胜徽等，2017），且研究区具备多个层位产大量木化石的得天*厚的优势。通过木化石的研究可以揭示这一地区株罗纪时期古气候环境的演化情况，实现与中国北方地区及全球规律的比对（王永栋等，2017）。 理论上说，几乎所有生物的分布都或多或少受气候影响，因此各门类古生物均包含了古气候信息（邓胜徽等，2017）。株罗纪时期的辽西地区出现了长羽毛的恐龙等其他门类生物，它们与植物形成一个完整的生物群落，与当地的古环境建立了完整的生态系统，之间相互影响、相互关联。木化石的古气候环境研
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