我国重要成煤植物的解剖学研究

本研究工作在研究华夏植物区重要成煤植物的解剖学特征的基础上，重点讨论了华夏植物区科达植物的地质地理分布特征以及科达植物的起源和演化问题，并根据煤巾植物残体研究成果，讨论了我国不同地质时代几种特殊煤的成因问题，把古植物学研究与国民经济的发展联系起来。 本研究工作的主要成果概括如下： 1 华夏植物区的科达植物主要分布于华北植物地理区，其起源时间可能与欧美植物区的科达植物一样早，但其繁盛期却比欧美植物区的要晚、而且其生存的历程要长. 2 华夏植物区的科达植物除了Mesoxylon和Pennsylvanioxylon(=Cordaixylon)二个自然属外，还有第三个自然属存在，即Shanxioxylon属。其茎和生殖器官的解剖构造与前二个属明显不同。 在茎的解剖构造上，Shanxioxylon介于Mesoxylon和Pennsylvanioxylon之间，但在生殖器官的构造上Shanxioxylon显然要比后二者进化。 3 山西太原西山煤田早二叠世早期太原组上部7号煤层煤核中的一种观音座莲目生殖器官一山西虫囊蕨（新种）Scolecopteris shanxiensis sp．nov.是华夏植物区目前发现的第二种具解剖构造的晚古生代观音座莲目生殖器官化石，与虫囊蕨属已有的29个具解剖构造的种相比，本新种具有较进化特征。 4 产于华南晚二叠世的举世闻名的“乐平煤”巾的“树皮体”组分不是来源于鳞木类周皮或辉木类小根皮层，而可能是来源于一种裸子植物的根的木栓组织，这种根很有可能是大羽羊齿类的根一刺根茎。 5 我国北方侏罗纪煤中，主要由银杏类植物形成的煤具有形成石油的很大潜力，而主要由松杉类或苏铁类植物形成的煤形成石油的希望不大。 6 我国云南晚第三纪特殊煤种一浅色褐煤（白泡煤）的主要成煤植物不是泥炭藓植物，而是草本被子植物。

中国早期观音座莲目的生殖器官及其系统学意义

本文对采自中国二叠纪、三叠纪地层的观音座莲目四个属的植物即：Cyathocarpus、星囊蕨属、朱氏蕨属和线囊蕨属的生殖器官进行了详细研究。探讨了这些植物在地质历史时期的演化方向，阐明了它们在整个观音座莲目系统演化中的意义。文章最后对整个观音座莲目植物（包括化石及现代类群）的系统演化运用分支分析进行了探讨。并结合新的证据对两侧对称性聚合囊的起源提出了新的假说。 在星囊蕨属的研究中共涉及五个种。研究的重点集中在聚合囊的对称性、着生方式、结构以及聚合囊的愈合程度等性状上。通过研究，文章对星囊蕨属的属征进行了修订。探讨了星囊蕨属自晚石炭世至晚侏罗世的演化趋势。但星囊蕨属不是一个自然属。对于矿化化石与压型／印痕化石关系的处理作者建议保持两套命名系统。研究还表明在压型／印痕化石中，聚合囊的着生方式是一个很难观察的特征。聚合囊的形状以及聚合囊中孢子囊的愈合程序等由于保存原因或植物不同发育时期的影响很容易发生改变。 朱氏蕨属的主要特征为生殖小羽片束羊齿型，聚合囊星囊蕨型，聚合囊在中脉的每一侧有2－3排。星囊蕨型聚合囊自晚石炭世出现至晚侏罗世灭绝存在两条演化路线。一条为星囊蕨型聚合囊自晚石炭世出现至晚侏罗世灭绝，聚合囊在中脉的每一侧始终保持一排。另一条为：星囊蕨型聚合囊在中脉每一侧的排数自二叠纪中期开始从一排增加到2－3排并伴随着生死叶形态的改变，即从栉羊齿型叶向束羊齿型叶的变化。这一演化路线最终灭绝于二叠经末期。 坚直线囊蕨的聚合囊呈两侧对称，无柄，聚合囊的基部陷入叶片组织，孢子囊在开裂前相互愈合，开裂后相互分离。研究表明本种的开裂方式是通过位于孢子囊腹面的的纵缝进行而不是通过顶端开孔。本属在演化上可能与现代合囊蕨属的起源有关，但线囊蕨属不是一个自然属。

Paleoenvironmental records from the Quelccaya ice cap, Peru and preliminary results from the Dunde ice cap, China [abstract]

EXTRACT (SEE PDF FOR FULL ABSTRACT): The 1000 year records of particulate deposition (soluble and insoluble), oxygen isotopic ratios, and net accumulation from the Quelccaya ice cap are presented. The net accumulation record from Quelccaya is shown to serve as a reasonable proxy for the water levels in Lake Titicaca. ... The ice core record from the Dunde ice cap offers the potential to reconstruct a very detailed history of environmental conditions on the Tibetan Plateau for the last 3000 years.

云南元谋和山西太谷上新世化石木群研究

首次报道了云南元谋盆地（虎跳滩土林、湾堡土林和新华土林）晚上新世的硅化木材植物群和山西太谷盆地晚上新世的炭屑木材植物群，分析了这两个盆地当时的植被、环境和气候，为认识我国西南地区和北方中部地区晚上新世气候变化提供了生物学证据。 1。云南元谋盆地晚上新世沙沟组（相当于钱方等1991元谋组下部一、二段）化石木植物群包括：裸子植物1种，归属于三尖杉科(Cephalotaxaceae)三尖杉属(Cephalotaxus)或红豆杉科(Taxaceae)穗花杉属(Amentotaxus);被子植物11种，分别归属于楝科(Meliaceae)香椿属(Toona)、大戟科(Euphorbiaceae)秋枫属(Bischofia)、榆科(Ulmaceae)榉属(Zelkova)、豆科(Fabaceae)黄檀属(Dalbergia)、壳斗科(Fagaceae)锥属(Castanopsis)、青冈属(Cyclobalanopsis)、 千屈菜科(Lythraceae)紫薇属(Lagerstroemia)、桑科(Moraceae)桑属(Morus)、胡桃科(Juglandaceae)、豆科和壳斗科。其中三尖杉属或穗花杉属、楝科香椿属、豆科黄檀属、壳斗科锥属、青冈属、千屈菜科紫薇属、桑科桑属、胡桃科和壳斗科的化石木在我国为首次报道。依据植物群的组成，当时该盆地周围山地上的森林是以锥属、青冈属和三尖杉属或穗花杉属为主要分子的常绿针阔混交林，盆地内的树木包括楝科香椿属、大戟科秋枫属、豆科和千屈菜科紫薇属等植物;当时的气候为亚热带气候，温暖湿润。与印度同时代植物群相比，元谋植物群不具有典型的热带雨林分子如龙脑香科植物，而在印度晚第三纪则常见热带雨林分子。这种差异可能是因为中印植物区系起源不同，以及地质历史时期青藏高原的隆升造成区域气候分异，从而导致中印古植物区系不同。 2．山西太谷盆地晚上新世小白组化石木植物群包括榆科(Ulmaceae)榆属(Ulmus)、蔷薇科(Rosaceae)李属(Prunus)和桑科柘属(Cudrania)，它们的标本保存为炭屑木材。该化石木群的发现，以及综合通过孢粉学研究得出的古气候研究结果，表明当时当地属于典型的温带气候。化石木清晰的生长轮表明当时气候具明显的季节性。现代生态木材解剖学研究发现温带干旱地区植物群中导管分子壁的螺纹加厚比例较高、且明显。化石木标本导管分子壁具明显的螺纹加厚也表明盆地内为温带的气候类型。孢粉学研究和地层中丰富的石膏层也表明当时气候具有明显的干湿波动，地层中多层炭屑的存在证明了当时气候条件下森林火频繁发生。这些炭屑木材的发现丰富了太谷盆地晚上新世植物群，为古植被重建和古环境恢复提供了新的证据

买麻藤目的化石记录及其与 被子植物起源关系的探讨

二十世纪初，前人在中国的东北地区发现了大量保存完好的动物化石，其中以狼鳍鱼最具代表性，科学家将在该地区发现的化石生物群命名为“热河生物群”。“热河”这一名称得名于该化石群的经典产地，即当时的热河省东部地区。建国后，热河省被撤消，其西部划归河北省，东部划归辽宁省。原热河生物群的经典产地因此落在了今天辽宁省的西部，即辽西地区。但是，“热河生物群”这一在地质古生物学界具有深刻影响的名称仍然保留着，而且近几年来在该地区又有大量的鸟类以及恐龙的化石被发现。该地区现在已经成为世界级的古生物宝库。通过不同的方法对该地区进行时代测定的结果认为该地区的时代为白垩纪早期。 与发现众多、研究深入的动物群相比，在该地区开展的植物学研究起步较晚，但在最近几年取得了很大的进展。目前为止，已经发现的植物类群就有苔藓、蕨类、银杏、苏铁、松柏类和被子植物。其中，银杏、苏铁、松柏类尤为丰富。理论上，被子植物也正是从该生物群所代表的白垩纪早期开始出现并逐步走向繁荣的。近年来在热河生物群中就有不少关于被子植物早期类群的报道，如古果属A rchaefructus和里海果属Hyrcantha等。传统上认为，买麻藤目植物与被子植物起源的关系非常密切，但是最近的分子系统学研究却将该类群推离了被子植物，而作为裸子植物高等类群松柏类的姐妹群对待。但是，在热河生物群中的一些新买麻藤目植物的化石标本与被子植物早期类型化石标本的发现却提供了新的思路或证据。如近年来，我国学者已经在该生物群中报道的麻黄科下的2属4种。这些发现的类群都与买麻藤植物的基部类群麻黄属密切相关。这种新发现带来的证据或许可以为被子植物起源这一世界难题的解决提供新的思路。 在对前人关于买麻藤目植物化石标本的研究进行整理的时候，我们发现我们的部分化石与前人发表的一个种Ephedrites chenii在标本的形态学特征方面完全相同。但是在对该类群及其所在的属与麻黄的现代类群作对比研究后发现，该种植物的繁殖器官的特征完全符合麻黄属的特征，因此将该类群转移到麻黄属中作为新组合对待。另外，根据前人对该种在种加词的命名上的修改，我们将该新组合命名为Ephedra cheniae。 在调查该生物群中的买麻藤植物时，我们发现在部分化石类群中出现了前人没有记载过的新性状，比如在麻黄科类植物中发现了互生的分枝方式，并据此命名一个新的单种属Alloephedra xingxuei。为了探讨互生分枝这一性状对于麻黄科的分类意义，我们调查了国内外不少标本馆中的标本，并在野外做了取样统计。结果发现，在不少现代麻黄的枝条上都出现了不同程度的分枝发育不均衡，表现为在同一节上对生的两个分枝中一侧分枝能够正常发育而另一侧发育迟缓甚至不发育，这种不均衡的发育造成了在现代麻黄中出现了类似互生的分枝状况。在整理前人对麻黄分枝方式研究的基础上，结合我们对野外类群形态学性状的调查，我们认为由于在同一节上对生的两个分枝中一侧延迟或不发育而引起的类似互生的性状是较为广泛存在的，它不应该成为属一级的分类依据，而只能作为种一级的分类依据对待。因此我们将AHoephedra xingxuei转移到麻黄属中作为新组合Ephedra xingxuei处理。 除此之外，我们也发现了不少其他的买麻藤目化石标本，在对买麻藤目以往的化石记录了解以及对这些标本形态学性状把握的基础上，我们将这些新发现的化石标本放置在麻黄科麻黄属中作为新种对待，并根据其叶片以及苞片的特征分别将他们命名为披针叶麻黄（Ephedra lanceoleta）、裂叶麻黄（Ephedra divisa），卵叶麻黄（Ephedra ovata）以及双苞麻黄（Ephedra bibracta）。 与此同时，我们也发现了保存完好的被子植物的化石标本。该标本中具有5个离生的心皮、分枝方式兼具侧生和二叉分枝两种、并具有多裂的叶片。在辽西地区同时代发现的被子植物早期类型共有两个，分别是Archaefructus和Hyrcantha。其中前者具有许多个离生的螺旋状排列在可育枝的顶端1cm内的子房／心皮，而后者只有2-4个子房／心皮。在对我们新发现的化石标本与这两个被子植物的早期类型在叶片形态、分枝式样、果实大小、果实构成、果实排布、心 皮数目等形态学特征对比的基础上，我们认为新的化石标本描述了一个被子植物早期类群的新形态，并根据其具有五个心皮以及多裂的叶片的特征，命名为裂叶文采果Wentsaia divisa gen.＆sp. nov。 由于我们有幸能在辽西同时发现了买麻藤植物的化石标本和被子植物早期类型的标本，这就给了我们一个讨论二者在起源关系方面的机会。在对二者的营养器官特征、繁殖器官结构组成、繁殖器官性别构成以及对二者生活环境理解进行对比的基础上，我们认为，买麻藤目植物的早期类型与被子植物的早期类型之间存在相关性。但是就目前的证据而言，尚无法推测二者之间是否存在性状上的演化关系，而该问题的解决需要更多的化石证据的积累。