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本论文由两部分组成,第一部分研究了辽宁省抚顺古新世栗子沟组中发现的Cercidiphyllum spenceri Brett的木材结构,并讨论了该植物的发现在植物地理学上的意义;第二部分研究了浙江省沿海河道中阴沉木的木材结构,并推测造成这些阴沉木的母体植物的死亡原因,以及通过这些阴沉木的结构和种类来认识和恢复当时的植被与气候。
第一部分,辽宁省抚顺古新世连香树属木材的发现及其植物地理意义。
据认为,北半球现有植物的分布格局,是由历史上连续分布的植物区系片断化后形成的。连香树属现在仅分布于东亚局部地区,但在历史上该属曾广泛分布于北半球;对这个类群的历史植物地理学的研究,阐明其在历史时期分布格局的变化以及迁移扩散过程,能为理解北半球植物区系的演变提供资料。
发现于辽宁抚顺古新世栗子沟组的连香树属的木化石丰富了该类群的化石记录。在对其木材结构的研究基础上,对该属的化石记录进行了全面调查,为系统认识连香树属在地质历史时期发生发展的过程,揭示其在北半球各个大陆间可能的迁移/扩散的时间与路径提供了资料。
从晚白垩世到上新世,东亚和北美西部通过白令海峡地区的陆地连在一起,成为这两个地区生物交流的重要途径。在古新世和始新世时期,连香树属在东亚和北美地区都有分布,并且最北端分有到阿拉斯加和/或俄罗斯的楚克奇地区,反映了这种通道的存在,以及这种通道保证了这两个地区的连香树属植物的交流。在渐新世时期,连香树属植物在阿拉斯加和俄罗斯的楚克奇地区均没有报道,有可能是这类植物在这两个地区交流的第一次中断,究其原因可能与渐新世时期的气候变冷有关。中中新世时期,连香树属植物在这两个地区重新出现,表明这类植物在这两个地区交流的恢复。但是到了中新世晚期,这种交流再次中断。连香树属植物生活在北美的西部地区直到上新世时期结束,之后就永久消失。上新世时期,连香树属植物在东亚地区没有报道,但是,今天却分布在日本和中国的中西部。连接东亚和北美西部的白令海峡地区的陆地直到310万年前才消失,而连香树属植物在阿拉斯加和俄罗斯的东北亚地区的消失却发生在大约1500万年前后。究其原因,气候变冷有可能是直接因素。
连香树属植物在北美与欧洲大陆间的交流仅存于古新世。传统上认为在北半球间生物交流中起的重要作用的北大西洋的陆桥(存在于北美和欧洲之间的陆地连接)在这个属的扩散与迁移过程中并没有明显的作用。历史上存在于欧洲大陆的连香树属植物可能是在始新世晚期/渐新世早期随着土尔盖海峡的消退而从中亚地区经东欧向欧洲中西部辐射。
在地质历史时期,这个属的分布北界波动式的的纬度变化与第三纪以后北半球的温度变化趋势相符,这表明其分布北界的变化主要是受气候因素控制。
第二部分,浙江省沿海地区阴沉木的解剖学研究
阴沉木是研究全新以来气候变化的重要材料,现在的研究主要集在树木树轮年表的研究上。本研究对发现于浙江省沿海地区河道中的阴沉木进行解剖学研究,结合这个地区历史上发生的自然灾害的记载,讨论了这些阴沉木母体植物的可能死因,以及当时当地的植被与气候。
测年数据表明,这次研究的阴沉木母体植物生活的时代距今约2000年。解剖学研究表明它们都为被子植被,分属5科7属:樟科樟属、金缕梅科枫香属、胡桃科黄杞属、壳斗科的锥属和青岗属,以及大戟科的重阳木属和油柑属。
综合阴沉木埋藏地的沉积资料、测年数据、死亡当年的生长情况及浙江地区历史上有关自然灾害的记载,推测这些阴沉木当时可能生长于上游河岸的两侧,由于河水冲刷而导致根部土壤的剥离而倒入水中,特别是在公元85年大洪水发生时,高大的树木被洪水冲倒并带到宽阔处而滞留下来,随着洪水的消退和泥砂的沉积而埋在河道中。
这次鉴定出的阴沉木的各个属在浙江省均有现生分布,表明阴沉木生活时代的植被类型与现在非常接近。但通过推算这些阴沉木的母体植物生活时都为高大乔木(20-50 m):当时的植被应为未经破坏的原始森林,以现在以次生林和人工木的格局有所不同。在本次研究的材料中部分具有热带雨林树木的特有的板状根,反映当时的气候可能比现在更为湿热。