晚古生代瓢叶目植物的分类学及古生态学深入研究

瓢叶目植物是晚古生代欧美和华夏植物群中十分常见的一组植物，但在同期植物中研究程度最差。虽然对瓢叶目植物的研究已近两个世纪，但系统亲缘关系至今不明。关键是不了解解剖学特征，因为缺乏矿化实体标本；另一方面由于化石材料和技术设备所限，以往对表皮和原位孢子等生殖器官化石也缺乏深入研究。我国晚古生代地层中早已发掘有丰富的压型-印痕标本，并且近年来又在华南、华北及西北发现了属于瓢叶目的矿化实体标本或局部矿化标本。这为揭开此类植物的真实面貌提供了可能。本项目依此背景开展研究，充分发挥我国古生物化石材料得天独厚的优势，力争在瓢叶目系统分类、起源、演化等问题上取得突破性进展。同时，瓢叶目在中国常见于煤层的顶板页岩，并且也发现与成煤沼泽，而在欧美则被认为是盆地外植物，本项目也将在中国和欧美之间，对瓢叶目反差很大的生态特征开展对比研究，探索其缘由。

在瓢叶目植物的生态学研究上获得了重大进展: 在内蒙古乌达煤田发现了原位保存的早二叠世成煤沼泽植物群——“植物庞贝”。通过对“植物庞贝”的原地定量研究，实现了世界上迄今为止最大面积植被实际复原，首次绘制了远古森林实际复原图。首次发现瓢叶目植物在成煤沼泽植物群落十分常见，并且在局部区域占据主导地位。相关研究论文“内蒙古二叠纪植物庞贝的发现及其对华夏区陆地景观的古生态和古生物地理区系意义”发表在《美国科学院院报》。该“植物庞贝城”位于贺兰山西北角，保存面积大约20平方公里。森林的群落结构保存完美，人们能够鉴定其植物类群组成、树木的密度分布、森林的分层结构等等，从而进行准确的实际复原研究。先后对1000多平方米面积的森林面貌进行了三维重建，揭示了其群落特征。除瓢叶目之外，其他植物类群包括石松类、有节类、蕨类、原始松柏类、苏铁类等。中层植被树蕨植物和瓢叶目植物构成了森林的主体，高层植被由原始松柏类科达，或者石松植物封印木构成；底层植被包括有节类植物楔叶和星叶等。当前复原图，第一次展现了瓢叶目植物及其背景群落的景观。