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福建漳州中新世植物化石微细结构及古气候重建

[导读]:福建漳州中新世植物化石微细结构及古气候重建 王姿晰 【摘要】: 新生代以来全球气候格局变化剧烈,植物群面貌焕然一新。中新世是新生代重要的过渡时期,探讨该时期地球环境演变、生物演化与气候变迁的关系显得尤其重要。陆生植物化石为地史时期生物演化留下了最直接的证据,同时为研究古气候、古环境的变化提供了宝贵的材料。福建省漳州市是我国低纬度中保存新生代化石最好的地区之一,我们在中新统发现了众...

福建漳州中新世植物化石微细结构及古气候重建


王姿晰
【摘要】:新生代以来全球气候格局变化剧烈,植物群面貌焕然一新。中新世是新生代重要的过渡时期,探讨该时期地球环境演变、生物演化与气候变迁的关系显得尤其重要。陆生植物化石为地史时期生物演化留下了最直接的证据,同时为研究古气候、古环境的变化提供了宝贵的材料。福建省漳州市是我国低纬度中保存新生代化石最好的地区之一,我们在中新统发现了众多保存较好的植物化石,对认识中国新近纪低纬度植物演化和古气候特征具有非常重要的意义。本文对福建漳州中新世佛昙植物群中植物大化石(果实、种子和叶片)的宏观形态和微细结构进行了系统研究,通过与现生种的对比、聚类等方法,确定了其合理的分类位置。共鉴定化石8科16属37种,包含已公开发表的新种9个(其中在线发表新种6个),待发表的新种9个:包括被子植物化石5科13属33种,蕨类植物化石2科2属2种,附生真菌1科1属2种。结合全球化石记录,对福建佛昙植物群中部分重要类群的起源与地理变迁进行了分利用热带代表性植被对漳浦佛昙植物群古气候特征进行了探讨,同时结合植物大化石叶相分析法(LMA和CLAMP)对气候因子进行了定量重建与分析。本文报道了全球首例具三个叶尖的血桐属叶片化石Macaranga zhangpuensis;当前化石为全球血桐属化石中纬度最高的记录。对樟科(Lauraceae)叶片和果实化石进行了详细研究,包括油丹属,樟型叶属,樟属和厚壳桂属共4属10种;另外,樟科植物果实化石为东亚地区的首次报道和描述,其形态特征与现生对比显示,中新世以来樟科植物果实并没有发生明显变化。樟科叶片化石上发现保存较好的小煤炱科菌落,Meliolinites fotanensis和M.zhangpuensis;叶片化石角质层特征显示被感染区域细胞加厚且变模糊,推测为小煤炱菌寄生于樟科叶片并导致叶片发生应激反应。鉴定和描述了藤黄科2个属,包括藤黄属果实Garcinia sp.和叶片G.zhangpuensis,其中藤黄属叶化石的微细结构为全球首次获得;鉴定红厚壳属(Calophyllum)化石3个种C.zhangpuensis、C.striatum和C.suraikholaensis,表明中新世时期福建地区红厚壳属植物曾经呈现出一定的多样性。研究区保存有丰富的豆科荚果化石,共鉴定和描述了3属4种;其中,Ormosia zhangpuensis sp.nov.(漳浦红豆)是目前该属中国最早、纬度最低的可靠记录,Cercis zhangpuensis sp.nov.是目前亚洲地区紫荆属化石纬度最低的记录;另外首次获得和描述了红豆属、紫荆属和金合欢属荚果化石的微细结构特征,弥补了其化石微细结构研究的空白。鉴定和描述壳斗科果实和叶化石3属13种,包括锥属、栎属和石栎属,其中建立了2个新种:Castanopsis fotanensis sp.nov.和C.paracarlesii sp.nov.;当前化石显示该研究区在中新世时期壳斗科植物已呈现出一定的多样性。另外,对植物群的蕨类植物进行了详细的研究,共鉴定2个新种:漳浦紫琪Osmunda zhangpuensis sp.nov.和似小叶海金沙Lygodium paramicrophyllum sp.nov.;其中,L.paramicrophyllum sp.nov.是在中国首次描述海金沙属植物大化石的原位孢子囊微细结构特征,补充了中国地区甚至亚洲地区海金沙属生殖叶化石的微细结构特征。另外,研究区植物的古地理分析对于中国福建周边区域中新世时期的构造演化、全球气候变化以及印度植物群与中国东南地区植物群组成因子之间的交流具有重要意义。本文结合大量的化石记录,对福建佛昙植物群中的血桐属、红豆属、金合欢属、紫荆属、藤黄属、红厚壳属、海金沙属、紫萁属等8种植物类群的起源与地理变迁等进行了分析。以上植物类群的化石分布范围有向低纬度地区收缩的趋势,与古近纪到新近纪气候总体变冷的趋势一致。特别是印度板块与欧亚板块的碰撞建立了两者之间的陆地连接,为印度与中国东南部植物群之间交流提供了便利。最后,根据佛昙植物群中的木本双子叶植物中86个形态型,利用叶缘分析法和气候叶片分析多变量程序,对福建漳浦地区中新世时期的古气候进行了定量重建。结果显示,中中新世时福建漳州佛昙地区年均温(MAT)高于现代约1.5–3°C,生长季节降水高于现代约161.2–1063.6 mm,这表明中中新世时期的福建佛昙地区比现今更为温暖湿润。另外,依据定量重建结果得到的季风指标显示,中中新世福建地区季节性变化与现代相当。同时,研究区还发现了具三个叶尖的血桐属(现生仅分布于赤道附近的热带地区)、油丹属、藤黄属、宽叶红厚壳属等热带因子,以及紫荆属、枫香属和杨柳科等落叶植被。综合古气候定量重建结果与植物群化石组分,推测中中新世时期的福建漳州属于热带季雨林气候。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:Q914;P532

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