11月21日，记者从山西省阳泉市自然资源部门获悉，日前，中国科学院南京地质古生物研究所在山西阳泉发现了距今3.1亿年前的矿化植物群，同时也是我国华北最古老的森林。相关研究成果已发表于国际学术期刊《古植物学与孢粉学论评》和《远古世界》上。
2022年10月，阳泉市地质灾害防治中心在郊区的铝土矿层之上的第一套灰岩夹层中发现一些矿化较好、木质结构清晰的木化石，是目前阳泉市岩石地层中保存层位最低、最古老的木化石，中国科学院南京地质古生物研究所专家对此展开研究。
剖面图及矿化木材野外分布图
华北克拉通是中国大陆的主要构造单元之一，其在中元古代至古生代进入稳定发展阶段；中奥陶世至晚石炭世早期时，华北克拉通经历了整体抬升的构造运动，因此造成了上奥陶统至上石炭统下部的缺失，其间普遍形成平行不整合。由于在晚石炭世莫斯科期开始才接受沉积，因此该时期本溪组中产出的植物化石代表了华北克拉通上最古老的陆生维管植物。
自20世纪30年代开始，国内、外专家学者对我国华北的晚石炭世植物群开展了一系列的研究。受限于化石保存状况不佳和研究程度不够深入，对我国晚石炭世植物的系统分类学研究在本世纪初陷入停滞。
科研人员对在山西阳泉采集的60余株矿化木材进行解剖学研究，首次报道了我国晚石炭世时期乔木型科达类植物梅氏达姆德木、李氏贝壳杉型木、乌达贝壳杉型木以及早期松柏类（广义）植物王氏帕拉伊巴木。中国科学院南京地质古生物研究所团队成员王柯寓介绍，根据植物异速生长经验公式计算得知，晚石炭世时期的华夏植物区科达类植物生长高度可达30米，纠正了欧美古植物学者关于我国晚石炭世本溪组沉积时期没有高层植被的错误观点。
森林生态系统是陆地生态系统的主体，具有重要的生态服务功能。王柯寓表示，此项科研还发现了迄今为止最古老的“哺育木”现象。“哺育木”是指植物的茎干或树桩在死亡和腐烂之后，为其他植物的种子萌发以及幼苗生长提供营养和水分，是现代森林群落生态系统中重要的组成部分，可保障群落的稳定性和持续发展。但由于缺乏化石证据，学界对“哺育木”起源与演化的了解并不多。此项科研的化石木材中发现了科达类植物的茎干中穿插了大量裸子植物的“小根”，表明3.1亿年前的华夏植物群中已经出现当代森林生态系统中植物与植物相互作用的生态现象。
值得一提的是，研究人员还在化石木材中发现了保存数量可观、结构精美的化石真菌，以及大量的粪便化石。根据粪便化石的大小、形态、表面结构等特征的分析，推测这些粪便是由甲螨取食木材遗体过程中留下的。
图为研究人员采集的木化石解剖图及其中的真菌菌丝和甲螨粪便
“结合前人研究成果与本研究的最新发现，在华夏植物群演化的早期阶段，植物多样性特别是裸子植物的多样性远高于过去的认知，矿化植物的研究能够在很大程度上弥补印痕化石保存受沉积环境影响的不足。”王柯寓表示，此次研究表明了植物—节肢动物、植物—真菌，以及植物—植物等相互作用的生态现象在晚石炭世时期的华夏植物地理区已经十分普遍，表明当时的陆地生态系统结构已经十分复杂。
（中国科学院南京地质古生物研究所供图）
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