新疆北部中泥盆世植物演化及其环境背景研究

The Devonian is the key period to the development of land plant diversity. Abundant, well-preserved Middle Devonian plant fossils were reported from North Xinjiang. The project of this application is focused on ''Evolution and environmental background of the Middle Devonian plants from North Xinjiang'' and based on Chinese Devonian plant fossils. The applicant and his group will study the diversity, evolutional pattern of some key characters and palaeophytogeography of early land plants, especially Chinese Middle Devonian plants, and their environmental background. Carbon dioxide had a dramatic drop during the Devonian, which was closely related to the great development of land plants of the period. The project will obtain data through study on plant megafossils, microfossils, C/O isotope geochemistry of fossil plants and sedimentology, to throw new light on early land plant evolution pattern and their environmental background, and furthermore, to push our early land plant study a higher level.

泥盆纪是植物登陆的早期阶段，也是陆生植物多样性发展变化的关键时期。我国新疆等地拥有保存丰富而精美的中泥盆世植物化石。本申请项目拟以“新疆北部中泥盆世植物演化及环境背景研究”为中心，基于中国产出的泥盆纪植物化石为主要研究材料，研究陆生植物关键类群的属种多样性及性状演化规律及其环境背景，开展我国早期陆生植物古生态学、古植物地理学、古植物地球化学等综合研究。泥盆纪时期，大气二氧化碳浓度显著下降，这与陆生植物的大发展具有非常密切的关系。本申请项目综合分析植物大化石、微体化石及陆生植物的C、O等同位素地球化学和沉积学方面的特征，探讨早期陆生植物的演化机制和环境背景，从整体上推进我国早期陆生植物研究，使其达到国际同期水平。

本项目旨在探讨新疆北部中泥盆世植物演化以及相关的环境背景，在项目执行过程中，主要研究了植物化石系统学、植物多样性、植物地球化学特征、沉积学、同位素地层学等内容。所取得的较为重要的研究成果，简列如下：1）对新疆北部中泥盆世植物群的多样性取得了全新的认识，识别出了乔木型石松植物的演化生物学特征以及当时的森林，识别出了最早的具有球茎状根的石松类植物；2）分析了新疆北部中泥盆世地层中的微体植物化石组合，通过与国内外微体化石组合的对比，对其地质时代进行了厘定，对泥盆纪时期的古地理演化进行了相关的探讨；3）运用地球化学分析的手段，对新疆北部泥盆纪植物化石中的碳同位素进行了分析，间接识别出了该植物群的生理学特征，分析了新疆北部泥盆纪时期植物的埋藏学特征，并对植物的生活环境进行了探讨；4）对新疆北部泥盆纪地层中的火山碎屑岩进行了地球化学同位素定年分析，对沉积岩中的碎屑锆石进行了挑选和分析，首次对新疆泥盆纪植物群的地质时代进行了精确确定；5）对华南志留纪、早泥盆世和晚泥盆世地层中的一些具有重要古生物学意义的植物进行了系统学研究和厘定。本项目在执行期间共发表了SCI论文9篇，核心期刊论文3篇，科普文章8篇，翻译科普书籍2部。项目成员进行了40余次面对公众的科普讲座。