11月21日，記者從山西省陽泉市自然資源部門獲悉，日前，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所在山西陽泉發(fā)現(xiàn)了距今3.1億年前的礦化植物群，同時也是我國華北最古老的森林。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《古植物學(xué)與孢粉學(xué)論評》和《遠(yuǎn)古世界》上。

2022年10月，陽泉市地質(zhì)災(zāi)害防治中心在郊區(qū)的鋁土礦層之上的第一套灰?guī)r夾層中發(fā)現(xiàn)一些礦化較好、木質(zhì)結(jié)構(gòu)清晰的木化石，是目前陽泉市巖石地層中保存層位最低、最古老的木化石，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所專家對此展開研究。

剖面圖及礦化木材野外分布圖

華北克拉通是中國大陸的主要構(gòu)造單元之一，其在中元古代至古生代進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段；中奧陶世至晚石炭世早期時，華北克拉通經(jīng)歷了整體抬升的構(gòu)造運(yùn)動，因此造成了上奧陶統(tǒng)至上石炭統(tǒng)下部的缺失，其間普遍形成平行不整合。由于在晚石炭世莫斯科期開始才接受沉積，因此該時期本溪組中產(chǎn)出的植物化石代表了華北克拉通上最古老的陸生維管植物。

自20世紀(jì)30年代開始，國內(nèi)、外專家學(xué)者對我國華北的晚石炭世植物群開展了一系列的研究。受限于化石保存狀況不佳和研究程度不夠深入，對我國晚石炭世植物的系統(tǒng)分類學(xué)研究在本世紀(jì)初陷入停滯。

科研人員對在山西陽泉采集的60余株礦化木材進(jìn)行解剖學(xué)研究，首次報道了我國晚石炭世時期喬木型科達(dá)類植物梅氏達(dá)姆德木、李氏貝殼杉型木、烏達(dá)貝殼杉型木以及早期松柏類（廣義）植物王氏帕拉伊巴木。中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所團(tuán)隊成員王柯寓介紹，根據(jù)植物異速生長經(jīng)驗公式計算得知，晚石炭世時期的華夏植物區(qū)科達(dá)類植物生長高度可達(dá)30米，糾正了歐美古植物學(xué)者關(guān)于我國晚石炭世本溪組沉積時期沒有高層植被的錯誤觀點(diǎn)。

森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，具有重要的生態(tài)服務(wù)功能。王柯寓表示，此項科研還發(fā)現(xiàn)了迄今為止最古老的“哺育木”現(xiàn)象?！安赣尽笔侵钢参锏那o干或樹樁在死亡和腐爛之后，為其他植物的種子萌發(fā)以及幼苗生長提供營養(yǎng)和水分，是現(xiàn)代森林群落生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分，可保障群落的穩(wěn)定性和持續(xù)發(fā)展。但由于缺乏化石證據(jù)，學(xué)界對“哺育木”起源與演化的了解并不多。此項科研的化石木材中發(fā)現(xiàn)了科達(dá)類植物的莖干中穿插了大量裸子植物的“小根”，表明3.1億年前的華夏植物群中已經(jīng)出現(xiàn)當(dāng)代森林生態(tài)系統(tǒng)中植物與植物相互作用的生態(tài)現(xiàn)象。

值得一提的是，研究人員還在化石木材中發(fā)現(xiàn)了保存數(shù)量可觀、結(jié)構(gòu)精美的化石真菌，以及大量的糞便化石。根據(jù)糞便化石的大小、形態(tài)、表面結(jié)構(gòu)等特征的分析，推測這些糞便是由甲螨取食木材遺體過程中留下的。

圖為研究人員采集的木化石解剖圖及其中的真菌菌絲和甲螨糞便

“結(jié)合前人研究成果與本研究的最新發(fā)現(xiàn)，在華夏植物群演化的早期階段，植物多樣性特別是裸子植物的多樣性遠(yuǎn)高于過去的認(rèn)知，礦化植物的研究能夠在很大程度上彌補(bǔ)印痕化石保存受沉積環(huán)境影響的不足?！蓖蹩略⒈硎?，此次研究表明了植物—節(jié)肢動物、植物—真菌，以及植物—植物等相互作用的生態(tài)現(xiàn)象在晚石炭世時期的華夏植物地理區(qū)已經(jīng)十分普遍，表明當(dāng)時的陸地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)十分復(fù)雜。

（中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所供圖）