化石及现生真蕨类植物的根系:形态演化及古环境意义*

根是植物的重要营养器官,对维持植物生理活动及生态系统物质循环和能量流动极为重要。真蕨类植物的根系以可预测的方式起源于枝,被称为枝生根,通常也被称为不定根。相比于对种子植物根系的广泛研究,对真蕨类植物根系的认识较为薄弱。通过广泛收集各类文献中有关真蕨类根系的信息,以及观察大量化石、现生植物标本,对若干化石及现生真蕨类植物根系的形态学特征进行了综述。在繁盛于中、晚泥盆世的早期真蕨类植物中,密集的枝生根着生于茎轴、或推测的根状茎、或主干膨大的基部上;根系的分枝罕见,若存在,则仅表现为等二歧式分枝;而在真蕨纲冠群植物中,枝生根密集或稀疏,根系呈单轴式分枝,侧根发育,可达2级甚至更多。真蕨类根系统的形态演化可采用“顶枝学说”进行解释: 真蕨类植物的根系具有一定的演化保守性,均为枝生根;早期真蕨类的原始根系可视为不分枝的或偶见二歧式分枝的顶枝束;经历顶枝束的越顶生长,侧根系统在真蕨纲冠群中演化出现。真蕨类根系的构型、形态、解剖结构、生物量分配等信息可在化石记录中得以揭示,这些信息可为探讨植物根系的演化及研究地史时期的植物—土壤系统提供重要依据。最后,简述了这方面研究的1个案例,即北京西山侏罗纪地层中的真蕨类根系化石及根系—土壤系统。     

云南临沧晚中新世一种水龙骨科植物化石的修订及其生物学意义

云南现代真蕨类植物资源丰富,蕨类植物多样性的地史起源,必须从化石记录入手。在云南临沧上中新统邦卖组植物化石采集中发现了槲蕨属1块不育叶和2块腐殖叶的新材料,这些标本为修订Drynaria propinqua Wen et al.,2013,以及揭示该种不育叶和腐殖叶的特征提供了新的材料。通过与槲蕨属国内外报道的化石种和现生种的详细比较,将其重新定名为Drynaria cf.propinqua。Drynaria cf.propinqua的发现,表明云南临沧晚中新世的气候与现今中国西南地区温暖湿润的气候类似,这些附生植物的生活习性表明,临沧地区复杂分层的森林生态系统至少在晚中新世已经确立。     

化石及现生真蕨类植物的根系:形态演化及古环境意义

根是植物的重要营养器官,对维持植物生理活动及生态系统物质循环和能量流动极为重要。真蕨类植物的根系以可预测的方式起源于枝,被称为枝生根,通常也被称为不定根。相比于对种子植物根系的广泛研究,对真蕨类植物根系的认识较为薄弱。通过广泛收集各类文献中有关真蕨类根系的信息,以及观察大量化石、现生植物标本,对若干化石及现生真蕨类植物根系的形态学特征进行了综述。在繁盛于中、晚泥盆世的早期真蕨类植物中,密集的枝生根着生于茎轴、或推测的根状茎、或主干膨大的基部上;根系的分枝罕见,若存在,则仅表现为等二歧式分枝;而在真蕨纲冠群植物中,枝生根密集或稀疏,根系呈单轴式分枝,侧根发育,可达2级甚至更多。真蕨类根系统的形态演化可采用"顶枝学说"进行解释:真蕨类植物的根系具有一定的演化保守性,均为枝生根;早期真蕨类的原始根系可视为不分枝的或偶见二歧式分枝的顶枝束;经历顶枝束的越顶生长,侧根系统在真蕨纲冠群中演化出现。真蕨类根系的构型、形态、解剖结构、生物量分配等信息可在化石记录中得以揭示,这些信息可为探讨植物根系的演化及研究地史时期的植物—土壤系统提供重要依据。最后,简述了这方面研究的1个案例,即北京西山侏罗纪地层中的真蕨类根系化石及根系—土壤系统。     

华北地台北部晚古炭世古植被演替及其古气候解释

拴马桩煤系植物化石研究结果表明，华北地台北部晚石炭世的古植被在维斯发期和斯蒂芬期之交发生了重要变化；斯蒂芬期以前，种子蕨类占主导地位，随后是以Ｐｅｃｏｐｔｅｒｉｓ为代表的树蕨真蕨类植物和有节类成了植被的主要类群。     

贺兰山北段晚石炭世和早二叠世植物群古生态研究

对贺兰山北段呼鲁斯太和沙巴台地区晚石炭世和早二叠世植物化石进行了研究，共鉴定植物化石２０属４０种，讨论了植物群的性质和时代。在研究植物群特征基础上，分析了植物化石埋藏类型，论证了植物群的古生态特征，划分了５个植物群落：（１）Ｂｏｔｈｒｏｄｅｎｄｒｏｎｃｉｒｃｕｌａｒｅ群落；（２）Ｌｅｐｉｄｏｄｅｎｄｒｏｎｓｕｂｒｈｏｍｂｉｃｕｍ群落；（３）Ｌｅｐｉｄｏｄｅｎｄｒｏｎｓｚｅｉａｎｕｍ群落；（４）Ｔａｅ－ｎｉｏｐｔｅｒｉｓｍｕｃｒｏｎａｔａ群落；（５）Ｐｅｃｏｐｔｅｒｉｓｏｒｉｅｎｔａｌｉｓ群落。这５个植物群落的时代分别相当于晚石炭世早期、晚石炭世中期、晚石炭世晚期、早二叠世早期和早二叠世晚期。石松类植物在晚石炭世沼泽环境最为丰富，以华夏植物区大量的特有种为特征。而蕨类植物和种子蕨类植物在早二叠世的泥炭沼泽和泛滥平原环境占优势。这些植物群落在晚石炭世和早二叠世广泛分布在不同演化阶段的泥炭沼泽和碎屑低地环境，指示温暖潮湿的气候条件。     

松辽盆地西缘兴安盟索伦地区中侏罗统万宝组孢粉组合及其对古气候的指示

近年来侏罗系已成为松辽盆地及外围油气勘探的新层系,为确定中侏罗世时期的古气候环境,对松辽盆地西缘索伦地区中侏罗统万宝组中的孢粉化石进行了详细研究,共识别出孢粉化石32属48种,其中蕨类植物孢子约占孢粉总数的46.01%,裸子植物花粉占孢粉总数的53.99%,蕨类植物的孢子略低于裸子植物花粉。孢粉组合以Cyclogranisporites-Protopinus-Pristinuspollenites为代表,推断索伦地区万宝组形成时代为中侏罗世。孢粉母体植物的生态环境研究表明,中侏罗统万宝组沉积时期,植被主要由针叶林和灌木丛构成,属于湿润的暖温带气候环境,为该地区中侏罗世古气候及古植被的恢复提供了新的证据。     

海南阳江盆地鹿母湾组孢粉化石的发现及其意义

首次在阳江盆地鹿母湾组上部层位采获孢粉化石,建立Pterisisporites-Classopollis-Exe-sipollenites组合,这以高含量的裸子植物花粉、稀少的蕨类植物孢子和未见被子植物共粉为特征。文中详细论述了组合中主要孢粉的地史分 ,主为本组合的地质时代为早白垩世中晚期。     

甘肃宝积山盆地中侏罗世植物群特征及古生态、古气候研究

本文对甘肃宝积山盆地窑街组植物大化石进行了系统研究,经鉴定共有19属50种,结合已有的宝积山盆地中侏罗世植物化石资料,发现甘肃宝积山盆地中侏罗世植物群由27属73种组成.其中,银杏类植物10属30种,真蕨类植物5属26种,松柏类植物5属6种,楔叶类植物3属5种,苏铁类植物2属4种,裸子植物球果和种子化石2属2种.基于当前植物群组成特征,对植物化石埋藏学特性进行分析,确定植物化石主要为原地埋藏或亚原地埋藏,少数属种为异地埋藏,并通过对化石类群古生态特征进行分析,结合现生植物的生存环境,初步重建了宝积山盆地中侏罗世植物群落,划分为四个植物群落:岸边湿地楔叶类植物群落、低地蕨类苏铁类植物群落、坡地银杏类植物群落和高地松柏类植物群落.通过对植物群组成特征和植物化石叶相特征的统计分析,并与其他气候带植物群特征进行对比,推断中侏罗世时期甘肃宝积山盆地为温暖潮湿的暖温带气候.     

漠河盆地额木尔河群古植物群研究

首次对研究区额木尔河群的古植物群进行了系统分析与研究。古植物群的组成主要为蕨类植物与裸子植物,其中蕨类植物主要包括真蕨植物门与楔叶植物门,共计8属15种;裸子植物包括银杏植物门、苏铁植物门及松柏植物门,共计15属29种,并阐述了各植物门的主要组成特征。额木尔河群的植物化石组合具有以下特征:(1)Coniopteris的分异度和丰度均较高;(2)产有中侏罗世较为典型分子Coniopteris burejensis与Eboracia lobifolia;(3)Coniopteris、Cladophlebis、Eboracia的共同大量出现为本区古植物群的主要特征。上述特征表明,该古植物群应该划归到Coniopteris-Phoenicopsis植物群的晚期组合,其时代为中侏罗世。通过对研究区额木尔河群古植物群在纵向上的分布以及植物化石组合特征的综合分析,将Coniopteris-Phoenicopsis植物群晚期组合进一步划分为3个亚组合,即绣峰组中的Coniopteris-Nilssonia亚组合、二十二站组中的Coniopteris-Czekanowskia亚组合、漠河组—开库康组中的Coniopteris burejensis-Cladophlebis cf.asiatica亚组合。本研究不仅丰富了研究区生物地层资料,确定额木尔河群的地质时代,更重要的是解决了目前研究区天然气水合物勘探的基础地质问题。     

1∶25万比如县幅、丁青县幅、嘉黎县幅、边坝县幅地质调查成果与进展

在丁青蛇绿岩以西的色扎岩体顶部单元硅质岩中首次发现早侏罗世菊石化石;在丁青县雪拉山口南的雀莫错组、布曲组中新采获双壳、桦树等化石;在巴青县雅安大山雀莫错组、马里组板岩中新采获云雀贝化石;边坝县的多尼组可分为3套岩性组合,在灰岩中发现大量的双壳类化石,可望建立一个新的岩性地层单位;拉孜北凼木曲东岸的拉贡塘组碳酸盐岩应为一套多旋回凝灰岩,发现丰富的苏铁类和真蕨类植物化石,具有晚侏罗世至早白垩世植被面貌;在索县次汝乡北多尼组中新发现白云母花岗岩岩滴;将嘉黎断裂带南侧娘蒲乡至错高乡一带的原蒙拉组解体为4套地层,并在其中发现变质侵入体;新发现几处蛇绿岩。     

中国白垩纪植物群与生物地层学

早白垩世时中国可划分出北方、南方和藏南3个植物地理区。北方植物地理区可归入瓦赫拉梅耶夫的西伯利亚加拿大植物地理区,发育有热河、阜新和大砬子3个植物群。热河植物群产于辽西义县组和九佛堂组及其他相当地层,时代为早白垩世早期,以苏铁纲和松柏纲占主导地位。阜新植物群赋存于辽西的沙海组和阜新组及相当地层,以真蕨纲、银杏纲和松柏纲共同繁盛,苏铁纲和木贼目较丰富为特点。由早而晚可以进一步划分为Acanthopteris-Ginkgoco riacea组合、Ruffordia goepperti-Dryopterites组合和Ctenis lyrata-Chilinia组合,分别产于辽西的沙海组、阜新组中下部和阜新组上部。大砬子植物群产于吉林延吉盆地的大砬子组和松辽盆地的泉头组,被子植物占优势且掌鳞杉科丰富。南方植物地理区属于瓦赫拉梅耶夫的欧洲中国植物地理区的范畴,苏铁纲、鳞叶或锥叶型松柏和小羽片小而叶膜厚的真蕨类(主要是Cladophlebis)占主导地位,缺少银杏纲、真蕨纲的蚌壳蕨科及单缝孢类型等,为热带、亚热带植物群,可进一步划分为东部、西藏北部和中部3个亚区。其中,东部亚区滨邻古太平洋,以浙江、福建和山东莱阳盆地等的植物为代表,以鳞叶和锥叶型松柏与本内苏铁Ptilophyllum占优势。该亚区植物群可以进一步划分为3或4个植物组合,自早至晚包括Cupressinocladus-Pagiophyllum组合、Cladophlebis-Ptilophyllum组合、Ruffordia-Zamiophyllum组合和Suturovagina-Frenelopsis组合。西藏北部亚区邻近古特提斯洋东北岸,植物群与东部亚区的基本特点一致,但真蕨类更为繁盛,特别是海金沙科Klukia属和里白科的Gleichenites相当丰富,并有海金沙科的Scleropteris属和马通蕨科存在,裸子植物以苏铁纲为主,松柏纲相对较少,可进一步划分为两个组合。中部亚区介于上述两个亚区之间,由于气候干旱,植物群不发育,以甘肃酒泉盆地、民和盆地所产化石为代表,特点是鳞叶、锥叶型松柏类为主,掌鳞杉科较发育,其他类型罕见。藏南植物地理区属于澳大利亚植物地理区的范畴,只发现于喜玛拉雅地区。晚白垩世植物群只发现于东北、华南、西藏等地的少数地点和少数层位,研究程度较低,还不能进一步划分出植物地理区系和组合。以植物化石为主要依据,结合其他生物和非生物证据,建立了中国不同植物地理区白垩纪含植物化石的地层及相关地层的对比关系。     

中生代主要植物化石的古气候指示意义

中生代植物群以真蕨纲、苏铁纲、银杏纲、松柏纲为主,另有苔藓类、石松纲、楔叶纲及其他种子植物等。从化石的形态和结构、埋藏特点、分布及与现生类型的对比等方面,概要地分析了中生代植物群常见分子的古气候指示意义。其中,反映温暖潮湿气候或生境的主要有苔藓类,石松纲的Lycopodites和Selaginellites属等,楔叶纲,真蕨纲的单缝孢类、早白垩世的蚌壳蕨科、海金砂科的Ruffordia属、紫萁科及可能相关的小羽片大型的Cladophlebis,银杏纲银杏目的主要类型,松柏纲杉科的Athrotaxoites、Cunninghamia、Cephalotaxopsis、Sequoia等,紫杉科的Taxus、Torreya等,苏铁杉科Ferganiella、Podozamites、Swedenborgia等以及形态属Elatocladus;反映温凉气候的主要有松柏纲的松科和银杏纲的茨康目;适应热带、亚热带气候的包括真蕨类的海金沙科、合囊蕨科、马通蕨科、双扇蕨科、桫椤科、里白科以及中国蕨科的Onychiopsis等,苏铁目和本内苏铁目的主要类型;指示偏干旱型气候的主要有石松纲的Pleuromeia和Isoetites, 真蕨纲的Weichiselia, 本内苏铁目的Otozamites、Zamites、Ptilophyllum等,松柏纲掌鳞杉科的Pseudoflenelopsis、Flenelopsis、 Hirmeriella和可能属于掌鳞杉科的Brachyphyllum和Pagiophyllum,柏科的Cupressinocladus以及买麻藤目的Ephedrites等。     

Cuticles and Spores in Situ of Coniopteris hymenophylloides from the Middle Jurassic in Gansu,Northwestern China

Coniopteris was a ubiquitous plant of the Jurassic and Cretaceous periods and played an important role in the flora of the time. However, its anatomical structure is relatively poorly known. The specimens of Coniopteris hymenophylloides(Brongniart) Seward described here were collected from the Yaojie Formation in Gansu Province, northwestern China. The sterile fronds are characterized as being at least bipinnate with alternate arranged linear pinnae covered by thin cuticles. Fertile fronds are linear-lanceolate, with single sorus at the margin of each fertile pinnule. In situ spores are typically trilete, triangle to subcircular in polar view, cap-shaped in equatorial view, and 37 μm in average diameter. The trilete marking is straight and narrow, generally extends to 4/5 of the spore radius. The spore surface is smooth, and parts of the exine are granulated. The epidermal cells of cuticles are irregular in shape, approximately 40-60μm long and 10-20 μm wide. The elliptical stomatal complexes are paracytic,approximately 30 μm long and 19 μm wide,and irregularly distributed. On the basis of its epidermal structures and comparisons with extant ferns, we consider that Coniopteris displays combined features of the related extant genera.     

云南西部羊邑和龙陵地区晚上新世植被和古气候

云南西部羊邑和龙陵地区晚上新世孢粉组合均以被子植物占优势，蕨类和裸子植物次之，藻类类群少。龙陵孢粉组合比羊邑孢粉组合含有更丰富的亚热带被子植物成分；裸子植物类群相对较少；蕨类类群较多，但孢子含量低。与研究地区现生植被对比研究的结果显示羊邑孢粉组合的大部分类群来自常绿针阔叶混交林，现在分布于羊邑地区海拔2800-3100m的地带，其余部分来自海拔3200m以上的云冷杉林；而龙陵孢粉组合的大部分类群来自山地湿润常绿阔叶林，分布于今日龙陵地区海拔1600-2500m的地带，其余部分来自海拔2300-2900m的常绿针阔叶混交林。这些云南西部晚上新世植被反映了湿润的亚热带山地立体气候。     

内蒙古赤峰市敖汉旗宾夕法尼亚亚纪酒局子组植物化石

内蒙古赤峰市敖汉旗水泉南山附近采集到酒局子组植物化石,通过系统鉴定,共计12属18种,包括楔叶类、木贼类、瓢叶类、真蕨和种子蕨类及科达类等,其中以Pecopteris (Asterotheca) hemitelioides和Cordaites principalis为代表,均为晚古生代华夏植物群常见分子或代表分子,表明赤峰地区在宾夕法尼亚亚纪时应属华夏植物地理大区.酒局子组的时代应当归于宾夕法尼亚亚纪.植物群中发现高大的科达类,并有大量反映热带、亚热带气候的真蕨和种子蕨类,显示该区当时应处于亚热带-暖温带雨量充沛的湿热环境.     

Block coals from Indiana: inferences on changing depositional environment

Significant differences in coal petrography, palynology and coal quality were found between the Lower Block and Upper Block Coal Members (Brazil Formation, Pennsylvanian) in Daviess County, Indiana. The Lower Block Coal Member ranges in thickness from 51 to 74 cm and the Upper Block Coal Member ranges from 20 to 65 cm. Average sulfur content and ash yield of the Lower Block coal (0.98%, 7.65%) are lower than in the Upper Block coal. Megascopically, the coals show distinct differences. The Lower Block is a banded coal with numerous thin fusain horizons and a thin clay parting in the lower third of the seam. The Upper Block coal has a dulling-upward trend, with a bright clarain found at the base that grades into a clarain and then into a durain in the upper portion of the seam. Vitrinite content of the Lower Block coal ranges from 63% to 78%, with the highest vitrinite content found in the middle portion of the seam. In the Upper Block coal, vitrinite content ranges from 40% to 83%, with the highest values found in the lower part of the seam. Ash yield is higher in the upper part of the Upper Block coal, reaching up to 40%. The Lower Block coal is dominated by lycopod trees and tree ferns. The Upper Block coal shows marked differences in spore assemblages between lower and upper parts of the seam. The lower half is dominated by large lycopod trees and tree ferns, similar to the Lower Block coal. The upper half is dominated by small lycopods, mainly Densosporites and Radiizonates. These differences between the Lower Block and Upper Block Coal Members are significant correlation tools applicable to mining exploration and chronostratigraphy.     

Vegetational history of the Springfield coal (Middle Pennsylvanian of Illinois) and distribution patterns of a tree-fern miospore,Thymospora pseudothiessenii,based on miospore profiles

The vegetational history of the Springfield (No. 5) Coal Member in the southwestern and southeasternmost portion of the Illinois Basin is reconstructed from palynological profiles of the coal seam. In most parts of the swamp dominance was shared by arborescent lycopods that produced Lycospora granulata, and two tree ferns that produced Thymospora pseudothiessenii and Laevigatosporites globosus. The profiles suggest that populations of the Thymospora producing tree fern occupied sites for long periods. In the Southwestern portion of the basin vegetation changes can be correlated to the splitting of a coal in the proximity to a paleochannel. A greater understanding of the ecological requirements of some of the spore taxa of the Springfield Coal is seen by the patterns of the same taxa in surrounding Spoon and Carbondale Coals. Some taxa appear to be more generalists and other more specialists that are more restricted to a certain type of coal.     

云南沾益泥盆系龙华山组、西冲组孢子生物地层研究

云南沾益龙华山剖面泥盆系龙华山组和西冲组上段含丰富的孢子化石,按某些重要孢子类群的数量变化关系和重要分子的发生、发展和消失情况,分为下部龙华山组的RP孢子组合带和西冲组上段的VM孢子组合带。RP组合带含有早泥盆世典型分子,VM组合带含有吉维期(Givetian)晚期才在国内外出现的典型分子。结合其他门类化石研究,认为龙华山组的地质时代为泥盆纪布拉格期(Pragian)中期至埃姆斯期(Emsian)早期,西冲组上段为吉维期(Givetian)晚期,可能包括弗拉斯期(Frasnian)早期。当前研究还揭示,滇东在吉维期(Givetian)晚期Cyr-tospora cristifer已经丰富,较国内外其他地区该类孢子出现的时代(最早为弗拉斯期晚期)明显要早,据此提出了滇东可能是Cyrtospora cristifer的发源地。     

宁夏石炭纪、早二叠世孢子带和石炭─二叠系界线

宁夏中宁、中卫地区石炭系和二叠系地层发育，化石丰富，是我国石炭—二叠系地层重要研究地区。首次系统的孢粉地层学研究，共发现６０余属、１８Ｏ余种孢子和花粉。根据孢子花粉在地层中演化规律，可划分出１０个孢粉组合带，其中石炭系８个带，下二叠统２个带。中宁、中卫地区石炭系和下二叠统孢粉组合带可与甘肃靖远和华北地区同时代孢子带比较，亦可与西欧，北美和前苏联有关孢子带对比。中宁、中卫地区石炭系和下二叠统孢粉带的研究不仅有重要地层学和古生物学意义，而且对该地区石炭系和石炭—二叠系界线划分与对比有重要意义，对研究华北地台和祁连褶皱带之间关系以及沉积环境和古地理的研究也十分重要。     

福建省第四系沉积概况

福建第四系分布零星,露头不好,由于以往缺乏有计划地进行第四纪研究,故对该区第四系地层未能进行系统划分。近年大力开展沿海工作,集累了不少第四纪资料,在层次划分上较以前有进展,但因对化石、测试技术应用不够,故其划分仍待深人。