太原盆地东缘孟家沟剖面中-晚二叠世两个植物埋藏群落研究

During the Permian age, the Cathaysian Flora distributed in most area of the North China Block and Yangtze Block, and it was extensively investigated by geologist and palaeobotanist in the past 100 years. However, the traditional investigations were mainly concerned establishing the plant fossil assemblages. The method of taphonomy was not involved; causing less attention on plant fossil assemblage derives single excavation. Actually, the tradition ‘plant fossil assemblages’ consist of summed discrete floras separated in time and/or space. It apparently cannot be used for exactly describing a flora derived single excavation and uniform depositional structure. As a result, the explorations of the flora ecology and forest succession with the climate changes were unavailable. On the basis of a large amount of well-preserved plant fossils, the current program will specially research the two taphofloras excavated from Upper Shihhotse Formation of the Mengjiagou section. The sedimentology, taphonomy, plant taxonomy, forest ecology and research of plant-insect interaction are carried out to demonstrate and reconstruct the landscape. According to this research, we can precisely describe the forest ecology and provide evidences for the biodiversity and interpreted the complex terrestrial ecosystem.

华夏植物群已有100余年的研究历史，是我国二叠纪分布范围最广，研究程度最深的植物群。但是，以往研究大多注重于建立植物组合，而这些“植物组合”是一系列在时间和空间上相互离散的植物群落的总和。这导致人们对二叠纪华夏植物群具体植物群落的面貌认识很笼统，因此难以深入探讨具体植物群落的生态特征以及不同气候环境下具体植物群落面貌的差异。本项目将以采自太原盆地东缘孟家沟剖面上石盒子组两个连续的植物埋藏群落的大量植物化石标本为基础，对这两个植物埋藏群落进行植物分类学和动植物相互作用研究，并尝试对这两个植物埋藏群落进行古生态学研究，重建其生态面貌，比较精确的描述它们所代表的植物群落的生态面貌，为提高华夏植物群生态地层学和埋藏学研究积累经验，探索以埋藏学为基础的古生态学研究的工作方法。同时为探讨陆地生态系统复杂性及生物多样性提供直接证据。

石炭纪-二叠纪时期，全球植被首次出现植物地理分区现象。当时全球可划分为四个植物地理区系，即位于赤道附近的欧美植物区和华夏植物区，位于北半球的安加拉植物区和位于南半球的冈瓦纳植物区。这四大植物区在我国二叠纪均有分布，但是从研究程度上来看，生活于华夏植物区的华夏植物群是研究程度最深的。但是，以往对华夏植物群的研究大多针对地层中的植物组合，对具体植物埋藏群落的研究较少，且华夏植物群中一部分蕨类植物的系统分类学研究尚有可改进的空间。项目组承担的青年科学基金项目（编号：41702024），通过在山西二叠纪沁水盆地北缘（太原盆地东缘）孟家沟剖面上石盒子组两个连续保存的植物埋藏群落中采集到大量植物化石，经过形态学研究工作取得了以下认识：一方面对其中的晋囊蕨和束羊齿的系统分类提出了自己的看法。通过对晋囊蕨繁殖羽片的研究，结合采自内蒙二叠纪的保存有叶轴解剖结构的标本，进一步确认了其里白科植物的属性；通过对束羊齿营养羽片形态特征进行聚类分析认为束羊齿属还可再划分为三个类型。另一方面，对植物埋藏群落中保存有昆虫产卵痕迹的标本的研究发现，这些可归入Paleoovoidus属的产卵痕迹具有独特的排列方式，且它们仅分布于线带羊齿和细齿带羊齿两种的营养叶上。最后，根据对这两个植物埋藏群落的统计，认为这两个群落经历了从以大羽羊齿类植物为优势类群，具有较低物种多样性的植物群落演化至以树蕨类为主要类群，具有较高高物种多样性植物群落的演化过程，并据此对华北地区上石盒子组上段沉积时期的古气候提出了自己的看法。