冀北辽西中-晚侏罗世髫髻山组植物系统学、多样性和古环境意义

Following the scientific ideal of "Fossil plant biology" and "Life history and background", this project will carry out a comprehensive investigation on exceptionally well preserved fossil plants in the Middle to Late Jurassic Tiaojishan Formations in northern Hebei and western Liaoning, NE China. The anatomically preserved fossil plant material includes compression-impression foliage assemblages, permineralized rhizomes, fossil wood, as well as charcoal, covering the diverse plant groups, such as ferns, ginkgoales, cycadales and conifers. Three aspects of careful studies will be arranged in this project, including: 1) taxonomical and systematic descriptions on plant fossils; 2) diversification variation of plant taxa and groups; and 3) palaeonenvironmental background and their constrains on floras. The aim of this project is to improve the systematic studying accuracy of this spectacular flora, to reveal the terrestrial biodiversity aspect and their environmental constrain mechanisms in relation to volcanic activity, climate change, palaeo-CO2 increasing and greenhouse effect. Significant palaeobotanical evidences will be provided for further exploring their relationships to Yanliao and Jehol Biotas and the diversity radiation and development of the Mesozoic life in northern China.

以"化石植物生物学"和"地史生命与环境背景"为学术指导思想，在前期工作基础上，对辽西-冀北地区中-晚侏罗世之交髫髻山组为代表的植物化石开展全面、细致和综合的系统研究，涉及压型、印痕叶部化石、矿化蕨类根茎、木化石和丝炭化石等类型，在厘定地层系统和查明化石精准层位基础上，重点开展三个方面的深入研究，主要内容包括：1) 植物化石的系统分类学；2) 古植物多样性特征及其变化；3)植物群的古环境背景及控制因素。通过本项目的开展，旨在进一步提高冀北辽西地区髫髻山植物群的系统学研究水平，揭示多样性变化和环境背景机制，阐明与燕辽生物群和热河生物群的演化关系，为揭示中国北方中生代生物多样性辐射演化及气候环境控制等科学问题提供重要的古植物证据。

重点对辽西地区侏罗纪髫髻山组植物群进行系统学、多样性及古环境等方面的深入研究，从多角度查明系统分类属性、组成特征以及保存类型等多样性，揭示植物群形成的古环境背景，为研究燕辽生物群的多样性特征以及热河生物群辐射演化之前的生命与环境过程提供陆生植物学证据。通过四年的工作，围绕项目研究内容，在野外考察、室内研究、国际合作交流和学术成果等方面取得积极进展，并获得了若干重要成果。主要包括：1）在辽西髫髻山组及相当层位发现10个植物化石新种，包括3种蕨类根茎化石和7种木化石；2）在亚洲发现中生代双扇蕨科植物格子蕨属的生殖器官构造，重点探究紫萁科、双扇蕨科等类群的多样性变化和演化意义；3）在辽西发现地史时期最早的银杏植物木材化石，代表了现生银杏木材演化的原始类型和早期阶段，对揭示银杏木材化石的演化具有重要意义；4）全面研究并分析辽西髫髻山组木化石多样性面貌，包括苏铁类、银杏类和松柏类三个类群，由21属32种化石组成；5）发现冀北辽西等地区三叠纪、侏罗纪和白垩纪松柏类木化石新类型，揭示燕辽和热河植物群木化石多样性、古气候降温波动变化以及木化石向光性及古环境意义；6）探究中生代植物演化的环境背景-古大气CO2与古气候，提出侏罗纪和白垩纪植物所反映的古大气CO2变化趋势与温室气候之间的关系。在国内外核心刊物上发表论文30篇，其中SCI刊物论文18篇，中文核心期刊论文10篇，代表性成果发表在英国《Nature》子刊《Scientific Reports》,国际地学领域权威刊物《Earth-Science Reviews》、《Paleogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》、《Cretaceous Research》等，合作出版中英文学术专著1部，计划出版专著1部。参加10余次国内外学术会议，做口头报告26人次，主持和召集国际会议学术分会场4次，开展国际合作研究4人次，培养硕士和博士研究生3人，招收博士后1人，国外博士生1人。通过本项目研究，在冀北辽西中生代矿化植物研究领域形成特色并在国内外发挥引领作用。研究成果进一步提高了冀北辽西地区髫髻山植物群系统学研究水平，揭示了植物多样性变化和环境背景意义，为深入探究燕辽生物群和热河生物群的演化关系，揭示中国北方中生代生物多样性辐射演化及气候环境控制等科学问题提供重要的古植物证据。