解碼史前森林：遼西侏羅紀木化石多樣性及古環境研究

內容簡介

本書聚焦木化石這一重要的代表類群，在充分吸收現代木材分類學最新研究成果和前人對化石木材的研究基礎上，以遼西地區侏羅紀木化石為研究對象，開展了植物分類學及系統古生物學研究；對木化石生長輪（年輪）開展了系統的年輪樹木學研究，對生長棲息地的古氣候進行了推斷；利用木化石生長輪推斷了板塊旋轉情況，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充。

前言

在我們人類居住的星球上，到處都有植物的蹤跡。在陸地的每一個角落，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，它們在改變自然環境以及我們的衣食住行等方面都發揮著難以估量的作用和價值。

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密切的關系：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，在調節氣候、保持水土等方面也發揮著重要作用。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，生態習性和形態結構差異很大。遼西地區是我國著名的化石寶庫，其中的木化石分布廣泛，保存精美，是中國侏羅紀木化石保存最好的地區之一。本書對這一地區的木化石和其產地進行了介紹，報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，展示了遼西地區侏羅紀的化石森林組成特征。更值得指出的是遼西地區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、古環境研究提供了依據。

本書的撰寫和出版得到了國家自然科學基金委面上項目和青年基金項目（項目編號：U2544204、41772023、42172034、41972007、41272010、41572014），國家自然科學基金重大項目“中國陸相白堊紀科學鉆探高分辨率古環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”（項目編號：41790454），國家自然科學基金委地球科學中心延續項目（項目編號：42288201），中國科學院戰略性先導科技專項（B 類）“地球內部運行機制與表層響應”第三課題“華北克拉通破壞與熱河-燕遼生物群演化”子課題（項目編號：XDB18030502），遼寧省“興遼英才計劃”項目（項目編號：XLYC1907037），現代古生物學與地層學國家重點實驗室開放課題（項目編號：133113、173124）和遼寧省教育廳科學研究一般項目（項目編號：L2012391）的支持。在項目研究過程中，得到了中國科學院南京地質古生物研究所周志炎院士、沈陽師范大學孫革教授、中國地質調查局沈陽地質調查中心張武和鄭少林研究員、中國地質大學（北京）劉本培教授、中國石油勘探開發研究院鄧勝徽、盧遠征教授級高級工程師的幫助和指導。此外，法國里昂第一大學馬克·菲利普（Marc Philippe）教授協助提供了部分文獻并參與了部分討論。本書的編輯及出版工作得到了科學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，中國地質科學院正高級工程師，博士生導師，主要研究方向為中生代植物的解剖與演化，曾獲得自然資源部高層次科技創新人才工程—青年科技人才，中國古生物學會第五屆“青年古生物學獎”，中國地質調查局優秀地質人才，中國地質學會青年科技獎—銀錘獎，中國地質調查局十三五科技創新先進個人，中國古生物學 2016 年度十大進展等獎勵，兼任第四屆國家古生物化石專家委員會委員，中國古生物學會古植物學分會理事，中國植物學會古植物學分會理事，全國地層委員會副秘書長，東北亞地學與教學研究中心學術委員會委員等。發表學術論文 40 余篇，先后承擔國家自然科學基金，國土資源大調查，基本科研業務費等項目 10 余項。

王永棟，博士，中國科學院南京地質古生物研究所研究員，博士生導師，中國科學院特聘研究員，中國科學院大學南京學院首席教授，南京大學生物演化與環境科教融合中心責任教授。任亞洲古生物協會副主席，中國古生物學會常務理事、中國古生物化石保護基金會專家委員會副主任。主要從事中生代古植物學和古環境研究，在古植物系統解剖、多樣性演化、時空分布、植被演替與古氣候環境等方面取得重要成果。承擔國家科技部、國家自然科學基金委和中國科學院等科研項目和國際合作項目 30 余項。在國內外學術刊物發表論文 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年度十大進展，獲江蘇省科學技術獎二等獎，江蘇省有突出貢獻的中青年專家，尹贊勛地層古生物學獎、中國科學院優秀教師獎和國際侏羅系金菊石獎。

田寧，博士，教授，現任沈陽師范大學古生物學院院長、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實驗室主任、遼寧省古生物演化與古環境變遷重點實驗

室主任，兼任國家古生物化石專家委員會委員，中國古生物學會理事、古植物學分會副理事長、中國植物學會古植物分會副會長。先后入選“遼寧省百千萬人才工程”、“興遼英才計劃”、自然資源部“高層次創新型科技人才培養工程”等省部級人才項目，并獲評“遼寧省優秀教師”、“遼寧省優秀研究生導師”及中國古生物學會第六屆“青年古生物學獎”等榮譽稱號。主要從事古生物學與地層學教學、科研及科普工作，研究方向為古植物學（中生代植物）。在國內外學術期刊共計發表學術論文 50 余篇，出版專著 1 部。先后主持包括國家自然科學基金青年基金項目、面上項目等在內的科研項目 10 余項。

序1

植物的出現在地球漫長的歷史中畫上了濃墨重彩的一筆，它們不僅是生態系統的基石、是生產者，維持著大氣中的氧氣供應，還作為生物鏈的第一環節維持著生態的平衡，它們通過碳循環和水土保持調節著氣候變化，它們凈化空氣，降溫增濕，改善著環境。在遠古時代，它們作為動物的食物和各種動物、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，關注它的系統分類。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，代表了一個植物 80%的生物量。在地層中保存的木化石有很多類型，根據其成因和形成環境不同，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造，對開展系統古生物學研究、揭示古植物的演化、了解地史時期古植被的多樣性以及重建古氣候和古環境等多方面的研究具有重要作用。

由于火山活動活躍，遼西地區保存了大量精美的遠古時期特別是中生代動物化石，比如最早的帶羽毛的恐龍、早期鳥類、各種昆蟲、兩棲動物、早期哺乳動物等。植物化石也是相當豐富，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成為北方木化石最為豐富的產地。該書作者根據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侏羅紀木化石的分類標準、系統古生物學研究最新進展，以及古氣候環境重建等內容。這對我們了解植物的演化，正確認識和了解植物界、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中生代地球歷史演變和陸地生態系統的演化，提供確鑿的植物化石證據，從而為研究深時地球植被環境與溫室氣候變化等重大科學問題，做出積極的貢獻。

中國科學院南京地質古生物研究所研究員

中國科學院院士

2025 年 11 月 2 日

序2

在地球極為漫長而波瀾壯闊的演化進程中，植物的出現無疑是革命性的轉折點。它們遠非靜默的背景，而是生態系統的初級生產者和調控者——通過光合作用釋放氧氣，奠定了現代大氣環境的基礎；通過龐大的根系固定土壤，涵養水源，參與全球的碳循環與水循環，調節著全球氣候。同時，植物也為無數動物、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，古植物學的研究至關重要。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構，具有不可替代的研究價值。這些經歷了漫長礦化作用的植物莖干，成為我們探索古植物演化、揭示地史時期植被面貌，以及重建古氣候與古環境的關鍵載體。

中國遼西地區，堪稱窺探中生代世界的一扇瑰麗之窗。劇烈的火山活動為當時的動物群按下了一個個“暫停鍵”，使得包括帶羽毛的恐龍、早期鳥類、哺乳動物在內的眾多珍稀古生物得以保存。與之相伴的，是一個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的史前生態圖景。特別是這里產出的侏羅紀木化石，其數量與品質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梳理與展示。作者通過翔實的圖文資料，深入探討了該地區侏羅紀木化石的系統古生物學，并進一步闡釋了如何從這些古老的木質脈絡中解讀出億萬年前的氣候與環境信息。該專著，不僅是對植物演化歷史的深情回望，更為我們明智地認識、利用與保護當今的植物世界，提供了深遠的歷史借鑒。

中國地質科學院研究員

中國工程院院士

2025 年 11 月 2 日

目錄一覽

本文摘自科學出版社2025年11月出版的《遼西侏羅紀木化石多樣性及古環境研究》一書，內容有刪節，標題為編者所加。

（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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