华南地区古近纪壳斗科植物系统演化及植物地理史

Fagaceae has abundant genera and species, widely distributed in the temperate, subtropical and tropical areas of the northern hemisphere, with the diversity distribution center in southeastern Asia. Previous paleobotanical study on Fagaceae mainly focused on the materials from western and southeastern North America, Far East Russia and northern and southwestern China, while the relevant study in the low latitude tropical and subtropical areas of South China which is a part of the diversity distribution center is rarely investigated. The project will comprehensively study the systematics, diversity, floristic compositions and evolution of Fagaceae from the Paleogene of South China (including the Eocene Changchang Basin of Hainan Island, the Eocene-Oligocene Maoming Basin of Guangdong and Oligocene Nanning Basin of Guangxi), and make comprehensive and systematical discussion on phytogeographic history of Fagaceae by comparing the fossils from western and southeastern North America, Far East Russia and other areas. Global climate change occurs in the Paleogene, including the Paleocene-Eocene Thermal Maximum and Eocene-Oligocene Climate Transition, which made significant effect on the diversity of Fagaceae. Therefore, this project not only has significance in understanding the diversity, evolution and formation of distribution pattern of the Cenozoic Fagaceae, but also provides important fossil evidence for the further study on paleoclimate and paleoenvironment in the Cenozoic of South China.

壳斗科植物属种丰富，广泛分布于北半球温带、亚热带和热带地区，以亚洲东南部为多样性分布中心。壳斗科化石以往的研究主要集中在北美西部和东南部、俄罗斯远东及我国北方和西南等地区，而华南低纬度热带-亚热带地区，作为现代壳斗科植物多样性分布中心的一部分，却几乎没有相关化石报道。本项目将全面研究华南地区古近纪（包括海南岛长昌盆地始新世、广东茂名盆地始新世至渐新世及广西南宁盆地渐新世）壳斗科的系统分类、多样性组成、区系成分及系统演化，同时结合北美西部和东南部及俄罗斯远东等其它地区的化石材料，全面系统地探讨壳斗科的植物地理史。由于古近纪全球气候经历了古新世-始新世最热事件和始新世-渐新世气候变冷事件，对壳斗科植物多样性的形成影响深远。因此，本项目不仅对全面认识新生代壳斗科的多样性分化、系统演化以及分布格局的形成具有重要意义，同时也可为进一步研究华南地区新生代古气候和古环境等提供重要的化石依据。

壳斗科属种丰富，是热带-亚热带常绿阔叶林的重要标志类群之一。壳斗科化石记录也十分丰富，但以往的研究主要集中在北美西部和东南部、俄罗斯远东及我国北方和西南等地区，而作为现代壳斗科植物多样性分布中心的华南低纬度热带-亚热带地区，却几乎没有相关化石报道。本项目系统地研究了华南地区古近纪（海南岛长昌盆地中始新世、广东茂名盆地始新世至早渐新世、广西南宁盆地晚渐新世）壳斗科叶化石、压型和木乃伊化果化石及孢粉化石，共鉴定7属27种（22新种），并重点研究了其中一些关键类群，包括海南岛长昌盆地叶化石5属12种（8新种），包括古壳斗叶属Berryophyllum、古栗叶属Castaneophyllum、栲属Castanopsis、柯属Lithocarpus和栎属Quercus、孢粉化石水青冈属Fagus、广东茂名盆地果化石1新种Quercus shangcunensis sp. nov.、广西南宁盆地木化石3新种Castanopsis nanningensis sp. nov.、C. guangxiensis sp. nov.、Lithocarpoxylon nanningensis sp. nov.、广西南宁盆地果化石栎属青冈组Quercus section Cyclobalanopsis 4新种和柯属Lithocarpus 6新种，结合相关现生类群和以往化石记录的对比分析，详细讨论了上述类群的植物地理史和古环境意义。同时，本项目还研究了现生栎属青冈组阴叶、阳叶的识别标准，为相关叶化石的准确鉴定提供重要的理论依据。. 上述研究显示了华南地区始新世至晚渐新世壳斗科植物属种多样性丰富，除青冈属花粉外，主要为栎属青冈组、柯属和栲属，属典型的热带-亚热带成分，其中，海南岛始新世地层发现的壳斗科化石是该科在北半球分布纬度最低且出现时代较早的化石记录。因此，我们推断壳斗科植物早在始新世即已具有多样性，分化出热带-亚热带成分，并分布到该科的现代多样性分布中心，受始新世-渐新世气候变冷事件影响，这些热带-亚热带成分至少自渐新世开始形成其现代分布格局。这一研究不仅为进一步研究壳斗科的起源和演化提供重要的化石依据，同时也为现代热带-亚热带植物多样性的起源和演化的研究提供了重要依据。