解碼史前森林：遼西侏羅紀(jì)木化石多樣性及古環(huán)境研究

內(nèi)容簡介

本書聚焦木化石這一重要的代表類群，在充分吸收現(xiàn)代木材分類學(xué)最新研究成果和前人對化石木材的研究基礎(chǔ)上，以遼西地區(qū)侏羅紀(jì)木化石為研究對象，開展了植物分類學(xué)及系統(tǒng)古生物學(xué)研究；對木化石生長輪（年輪）開展了系統(tǒng)的年輪樹木學(xué)研究，對生長棲息地的古氣候進(jìn)行了推斷；利用木化石生長輪推斷了板塊旋轉(zhuǎn)情況，提供了古地理信息。

本書圖文并茂，對研究院所從事古植物學(xué)研究，尤其是從事木化石研究的人員來說是有益的參考圖書，對喜歡植物莖干的化石愛好者來說也是有益補(bǔ)充。

前言

在我們?nèi)祟惥幼〉男乔蛏希教幎加兄参锏嫩欅E。在陸地的每一個(gè)角落，不管是千里冰封的極地還是白雪皚皚的珠穆朗瑪峰，以及茫茫無際的沙漠中都有不同類型的植物生長著。植物是地球生物圈中不可或缺的組成部分，它們在改變自然環(huán)境以及我們的衣食住行等方面都發(fā)揮著難以估量的作用和價(jià)值。

木化石通常是指裸子植物和被子植物的莖干化石。裸子植物與人類生活有相當(dāng)密切的關(guān)系：常見的松柏類植物不僅為人們提供了所需的木材，以及造紙、油脂和藥用等原料，而且還是地球上南北溫帶森林的主要成員，在調(diào)節(jié)氣候、保持水土等方面也發(fā)揮著重要作用。被子植物，亦稱顯花植物或開花植物，是人們非常熟悉和喜愛的植物，是現(xiàn)今地球植物界最大的類群，如牡丹、杜鵑、蓮藕等，它們的分異度（多樣性）很高，地理分布很廣，生態(tài)習(xí)性和形態(tài)結(jié)構(gòu)差異很大。遼西地區(qū)是我國著名的化石寶庫，其中的木化石分布廣泛，保存精美，是中國侏羅紀(jì)木化石保存最好的地區(qū)之一。本書對這一地區(qū)的木化石和其產(chǎn)地進(jìn)行了介紹，報(bào)道了多種裸子植物木化石，其中以銀杏類、松柏類，以及分類位置不明的裸子植物為主，展示了遼西地區(qū)侏羅紀(jì)的化石森林組成特征。更值得指出的是遼西地區(qū)的木化石都保存有完好的生長輪，也就是年輪，這為定量開展古氣候、古環(huán)境研究提供了依據(jù)。

本書的撰寫和出版得到了國家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目和青年基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：U2544204、41772023、42172034、41972007、41272010、41572014），國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“中國陸相白堊紀(jì)科學(xué)鉆探高分辨率古環(huán)境記錄與古氣候演化”第四課題“早白堊世中國東北陸地植被演化與古氣候重建”（項(xiàng)目編號：41790454），國家自然科學(xué)基金委地球科學(xué)中心延續(xù)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：42288201），中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B 類）“地球內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制與表層響應(yīng)”第三課題“華北克拉通破壞與熱河-燕遼生物群演化”子課題（項(xiàng)目編號：XDB18030502），遼寧省“興遼英才計(jì)劃”項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：XLYC1907037），現(xiàn)代古生物學(xué)與地層學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（項(xiàng)目編號：133113、173124）和遼寧省教育廳科學(xué)研究一般項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：L2012391）的支持。在項(xiàng)目研究過程中，得到了中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所周志炎院士、沈陽師范大學(xué)孫革教授、中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心張武和鄭少林研究員、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）劉本培教授、中國石油勘探開發(fā)研究院鄧勝徽、盧遠(yuǎn)征教授級高級工程師的幫助和指導(dǎo)。此外，法國里昂第一大學(xué)馬克·菲利普（Marc Philippe）教授協(xié)助提供了部分文獻(xiàn)并參與了部分討論。本書的編輯及出版工作得到了科學(xué)出版社多位編輯的鼎力支持，在此一并致以謝意！

由于作者水平有限，書中難免存在部分疏漏，敬請各位讀者批評指正，并提出寶貴意見！

主要作者簡介

蔣子堃，博士，中國地質(zhì)科學(xué)院正高級工程師，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)橹猩参锏慕馄逝c演化，曾獲得自然資源部高層次科技創(chuàng)新人才工程—青年科技人才，中國古生物學(xué)會(huì)第五屆“青年古生物學(xué)獎(jiǎng)”，中國地質(zhì)調(diào)查局優(yōu)秀地質(zhì)人才，中國地質(zhì)學(xué)會(huì)青年科技獎(jiǎng)—銀錘獎(jiǎng)，中國地質(zhì)調(diào)查局十三五科技創(chuàng)新先進(jìn)個(gè)人，中國古生物學(xué) 2016 年度十大進(jìn)展等獎(jiǎng)勵(lì)，兼任第四屆國家古生物化石專家委員會(huì)委員，中國古生物學(xué)會(huì)古植物學(xué)分會(huì)理事，中國植物學(xué)會(huì)古植物學(xué)分會(huì)理事，全國地層委員會(huì)副秘書長，東北亞地學(xué)與教學(xué)研究中心學(xué)術(shù)委員會(huì)委員等。發(fā)表學(xué)術(shù)論文 40 余篇，先后承擔(dān)國家自然科學(xué)基金，國土資源大調(diào)查，基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目 10 余項(xiàng)。

王永棟，博士，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員，博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院特聘研究員，中國科學(xué)院大學(xué)南京學(xué)院首席教授，南京大學(xué)生物演化與環(huán)境科教融合中心責(zé)任教授。任亞洲古生物協(xié)會(huì)副主席，中國古生物學(xué)會(huì)常務(wù)理事、中國古生物化石保護(hù)基金會(huì)專家委員會(huì)副主任。主要從事中生代古植物學(xué)和古環(huán)境研究，在古植物系統(tǒng)解剖、多樣性演化、時(shí)空分布、植被演替與古氣候環(huán)境等方面取得重要成果。承擔(dān)國家科技部、國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院等科研項(xiàng)目和國際合作項(xiàng)目 30 余項(xiàng)。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文 260 余篇，合作出版專著/主編論文專輯等 21 部。成果先后四次獲得中國古生物學(xué)年度十大進(jìn)展，獲江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，江蘇省有突出貢獻(xiàn)的中青年專家，尹贊勛地層古生物學(xué)獎(jiǎng)、中國科學(xué)院優(yōu)秀教師獎(jiǎng)和國際侏羅系金菊石獎(jiǎng)。

田寧，博士，教授，現(xiàn)任沈陽師范大學(xué)古生物學(xué)院院長、遼寧古生物博物館副館長（分管日常工作），自然資源部東北亞古生物演化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、遼寧省古生物演化與古環(huán)境變遷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)

室主任，兼任國家古生物化石專家委員會(huì)委員，中國古生物學(xué)會(huì)理事、古植物學(xué)分會(huì)副理事長、中國植物學(xué)會(huì)古植物分會(huì)副會(huì)長。先后入選“遼寧省百千萬人才工程”、“興遼英才計(jì)劃”、自然資源部“高層次創(chuàng)新型科技人才培養(yǎng)工程”等省部級人才項(xiàng)目，并獲評“遼寧省優(yōu)秀教師”、“遼寧省優(yōu)秀研究生導(dǎo)師”及中國古生物學(xué)會(huì)第六屆“青年古生物學(xué)獎(jiǎng)”等榮譽(yù)稱號。主要從事古生物學(xué)與地層學(xué)教學(xué)、科研及科普工作，研究方向?yàn)楣胖参飳W(xué)（中生代植物）。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊共計(jì)發(fā)表學(xué)術(shù)論文 50 余篇，出版專著 1 部。先后主持包括國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目、面上項(xiàng)目等在內(nèi)的科研項(xiàng)目 10 余項(xiàng)。

序1

植物的出現(xiàn)在地球漫長的歷史中畫上了濃墨重彩的一筆，它們不僅是生態(tài)系統(tǒng)的基石、是生產(chǎn)者，維持著大氣中的氧氣供應(yīng)，還作為生物鏈的第一環(huán)節(jié)維持著生態(tài)的平衡，它們通過碳循環(huán)和水土保持調(diào)節(jié)著氣候變化，它們凈化空氣，降溫增濕，改善著環(huán)境。在遠(yuǎn)古時(shí)代，它們作為動(dòng)物的食物和各種動(dòng)物、真菌等的棲息地，維持著生物多樣性的平衡。

我們研究古植物，關(guān)注它的系統(tǒng)分類。除了葉化石、繁殖器官化石之外，木化石是植物化石的重要組成部分，它是植物的莖干化石，代表了一個(gè)植物 80%的生物量。在地層中保存的木化石有很多類型，根據(jù)其成因和形成環(huán)境不同，主要包括三大類：滲礦化木化石、煤化木化石及絲炭化木化石。其中，滲礦化主要包括硅化、鈣化、白云化、蛋白石化、黃鐵礦化、菱鐵礦化等。硅化木為木化石的一種，因其數(shù)量在木化石中最多，人們也用硅化木名稱代替木化石。

木化石大多保存了植物莖干的解剖構(gòu)造，對開展系統(tǒng)古生物學(xué)研究、揭示古植物的演化、了解地史時(shí)期古植被的多樣性以及重建古氣候和古環(huán)境等多方面的研究具有重要作用。

由于火山活動(dòng)活躍，遼西地區(qū)保存了大量精美的遠(yuǎn)古時(shí)期特別是中生代動(dòng)物化石，比如最早的帶羽毛的恐龍、早期鳥類、各種昆蟲、兩棲動(dòng)物、早期哺乳動(dòng)物等。植物化石也是相當(dāng)豐富，有植物大化石，特別是葉化石、繁殖器官化石和木化石，還有豐富的孢粉化石。大量木化石使得遼西地區(qū)成為北方木化石最為豐富的產(chǎn)地。該書作者根據(jù)大量的化石材料和長期的研究積累，圖文并茂地介紹了遼西地區(qū)侏羅紀(jì)木化石的分類標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)古生物學(xué)研究最新進(jìn)展，以及古氣候環(huán)境重建等內(nèi)容。這對我們了解植物的演化，正確認(rèn)識和了解植物界、改造植物界有重要意義。

希望本書的出版，為深入揭示我國及東北亞地區(qū)中生代地球歷史演變和陸地生態(tài)系統(tǒng)的演化，提供確鑿的植物化石證據(jù)，從而為研究深時(shí)地球植被環(huán)境與溫室氣候變化等重大科學(xué)問題，做出積極的貢獻(xiàn)。

中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員

中國科學(xué)院院士

2025 年 11 月 2 日

序2

在地球極為漫長而波瀾壯闊的演化進(jìn)程中，植物的出現(xiàn)無疑是革命性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。它們遠(yuǎn)非靜默的背景，而是生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者和調(diào)控者——通過光合作用釋放氧氣，奠定了現(xiàn)代大氣環(huán)境的基礎(chǔ)；通過龐大的根系固定土壤，涵養(yǎng)水源，參與全球的碳循環(huán)與水循環(huán)，調(diào)節(jié)著全球氣候。同時(shí)，植物也為無數(shù)動(dòng)物、真菌和微生物提供了食物與棲息地，是維持全球生物多樣性的基石。

為了解讀這部厚重的生命演化史之書，古植物學(xué)的研究至關(guān)重要。在各類植物化石中，木化石（即植物的莖干化石）因其通常保存了完好的植物解剖結(jié)構(gòu)，具有不可替代的研究價(jià)值。這些經(jīng)歷了漫長礦化作用的植物莖干，成為我們探索古植物演化、揭示地史時(shí)期植被面貌，以及重建古氣候與古環(huán)境的關(guān)鍵載體。

中國遼西地區(qū)，堪稱窺探中生代世界的一扇瑰麗之窗。劇烈的火山活動(dòng)為當(dāng)時(shí)的動(dòng)物群按下了一個(gè)個(gè)“暫停鍵”，使得包括帶羽毛的恐龍、早期鳥類、哺乳動(dòng)物在內(nèi)的眾多珍稀古生物得以保存。與之相伴的，是一個(gè)同樣豐富而多樣的植物王國：從葉片、繁殖器官到大量的木化石與孢粉，共同描繪出一幅生動(dòng)的史前生態(tài)圖景。特別是這里產(chǎn)出的侏羅紀(jì)木化石，其數(shù)量與品質(zhì)使之成為中國北方首屈一指的研究寶庫。

該書正是對遼西這片木化石寶庫的一次系統(tǒng)梳理與展示。作者通過翔實(shí)的圖文資料，深入探討了該地區(qū)侏羅紀(jì)木化石的系統(tǒng)古生物學(xué)，并進(jìn)一步闡釋了如何從這些古老的木質(zhì)脈絡(luò)中解讀出億萬年前的氣候與環(huán)境信息。該專著，不僅是對植物演化歷史的深情回望，更為我們明智地認(rèn)識、利用與保護(hù)當(dāng)今的植物世界，提供了深遠(yuǎn)的歷史借鑒。

中國地質(zhì)科學(xué)院研究員

中國工程院院士

2025 年 11 月 2 日

目錄一覽

本文摘自科學(xué)出版社2025年11月出版的《遼西侏羅紀(jì)木化石多樣性及古環(huán)境研究》一書，內(nèi)容有刪節(jié)，標(biāo)題為編者所加。

（本文編輯：孟美岑 mengmeicen@cspm.com.cn)

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ISBN：978 - 7 - 03 - 084025 - 7

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