新疆哈密中侏罗统西山窑组苔类植物及其古环境意义

Fossil liverworts are significant in understanding the origin and evolutionary history of land plants, and are important in shaping the paleo-ecosystem in earth’s history. They have been reported to record the paleo-CO2 levels and climate changes. However, liverworts are small and delicate in texture. There are just a few fossil records and research of them. Fossils from the Middle Jurassic Xishanyao Formation of Hami, Xinjiang will be studied by adopting methods of plant taxonomy, plant anatomy, geochemistry and paleoecology. The fossil liverworts will be classified based on their general morphology and the anatomical characteristics and comparisons with the living liverworts and related fossil records. Their systematic position will be discussed. The stable carbon isotope of the fossil thalli will be measured, and the values would be used to calculate the concentration of the palaeo-CO2. It can be a case of the BRYOCARB model. Otherwise, the paleoecology will be reconstructed. This program is aimed to do more research on fossil liverworts, and use it as a new index to reconstruct the paleoenvironment.

苔类植物与陆生植物的起源有着密切的关系，对地质历史时期古生态系统的形成有重要作用，记录了古大气CO2浓度和古气候的变化，但由于个体较小，植物体质地柔弱，化石记录相对较少，研究程度较低。本项目拟交叉采用植物分类学、植物解剖学、地球化学及古生态学等方法，对新疆哈密中侏罗统西山窑组中苔类植物化石进行研究。基于叶状体的宏观形态和微观构造，与相关化石及现生苔类植物对比，准确进行分类鉴定，讨论化石的自然分类位置；测定植物化石叶状体的稳定碳同位素值，重建中侏罗世古大气CO2浓度，为国际上建立的BRYOCARB模型提供实例；同时，结合同层位的植物化石及前人利用该地区其它指标恢复古环境的结果，分析苔类植物化石的古生态环境。该项目旨在填补我国苔类植物化石研究的空白，并利用苔类植物化石这一新指标，对古环境进行研究。

苔类植物与陆生植物的起源有着密切的关系，对地质历史时期古生态系统的形成有重要作用，记录了古大气CO2浓度和古气候的变化，但由于个体较小，植物体质地柔弱，化石记录相对较少，研究程度较低。本项目采用植物分类学、植物解剖学、地球化学及古生态学等方法，对新疆哈密中侏罗统西山窑组及内蒙古霍林河盆地下白垩统霍林河组中的苔类植物化石进行了研究。基于叶状体的宏观形态和微观构造，建立化石新种4种：Blasiites huolinhensis、Marchantites sandaolingensis、Pellites hamiensis、Ricciopsis sandaolingensis，其中，Blasiites huolinhensis是目前第一个保存有原位长颈瓶形芽胞器的化石，也是中生代第一例壶苞苔科（Blasiaceae）的化石记录；Pellites hamiensis把溪苔目（Pelliales）的化石记录向前推了约50万年，证明溪苔科（Pelliaceae）在中侏罗世已出现。测定植物化石叶状体的稳定碳同位素值，利用BRYOCARB模型重建中侏罗世和早白垩世的古大气CO2浓度分别为641 ppm或608 ppm和567 ppm；同时，根据苔类植物化石相关现生种的生态环境，推测内蒙古霍林河盆地在早白垩世处于湿润的环境中，与利用其他植物化石及其他指标恢复古环境的结果一致。本项目填补了我国苔类植物化石研究的空白，为研究苔类植物起源演化提供了化石材料，同时也证明了苔类植物化石对古环境有指示意义。