通过化石森林的研究聚焦植物生态系统

整个生态系统中的最重要环节之一就是植物生态，目前我们对于整个植物生态系统的演化发展的了解，主要来自于化石森林的研究，所谓化石森林是指在火山作用下形成的古森林遗址。近期来自纽约州立大学宾汉姆顿大学，以及中科院的研究人员分别在森林生态系统复原研究方面获得了重要成果，公布在Nature，以及PNAS杂志上。

美国纽约州的化石森林

在第一篇文章中，来自宾汉姆顿大学的古生物学家Winifred Goldring对现场名为“Eospermatopteris”的树桩作了科学描述和说明，并对其重要性作了猜测。她的原始出版物仍在继续影响关于森林生态系统，其中包括关于这些生态系统在全球动态及生物灭绝中曾经可能扮演的角色的现代观点。这个采石场之后被回填，有90年时间人们都无法进入。

“最老化石森林”是作为上个世纪20年代纽约州博物馆一次创新展出的主题而知名，这一化石森林是在为纽约州Schoharie县的Gilboa堤坝和水库采石过程中发现的。

2010年，Stein等人确定了原始古森林土壤表面的位置，并绘制出了该地点其中一部分的图件。他们在这里不是只发现一个树种，而是发现了三种，同时还发现了相差很大的植物形式之间空间间隔及生物互动的证据。这些发现对于解读关于这些早期森林的更为零碎的化石证据将会产生重大影响。

中国内蒙古的化石森林

另外一篇文章中，研究人员报告了保存在火山灰中的一片古代森林提供了此前未知的关于将近3亿年前的植物生态系统的细节。

大约3亿年前，内蒙古乌达大地上生长着一片生机盎然的原始森林，那里长满了各种植物。原本大家都“安静”地生活着，但是几十公里外的火山突然喷发了。这是一座“暴脾气”的火山，持续喷发了两天，厚厚的火山灰飘到了这片森林里，所有的树木瞬间被“封”住了。这一切，和1713年考古学家发现的意大利“庞贝城”极其相似。中科院南京地质古生物所王军博士在乌达煤田发现的这座“植物庞贝城”里，不仅发现了新的植物品种，对探测现代植被随气候变换的趋势也有重要参考价值。

十多年来，研究人员先后对森林面貌进行了三维重建，“植物庞贝城”的“模样”渐渐展现在大家的面前：位于贺兰山西北角，保存面积大约20平方公里。大约3亿年前，当时地球正处于冰室向温室过渡时期，气候越来越暖，石松类、有节类、瓢叶类、蕨类、原始松柏类、苏铁类等六大植物群生活在这里。蕨类植物构成了森林的主体，高层植被由原始松柏类科达或石松植物封印木构成；底层植被包括有节类植物楔叶和星叶等。

按照达尔文的进化论，更高等的生物总会比低等生物更能适应环境的变化。但是在“植物庞贝城”中，却有了一个“颠覆性”的发现，那就是在有些地区，高等的裸子植物居然被低等的孢子植物“赶尽杀绝”了。更令人惊奇的是，科研人员甚至发现了一种已经灭绝的孢子植物瓢叶类拟齿叶的完整标本。

王军和他的研究团队根据三维复原图，制作了一张远古森林的实际复原图，这也是世界上迄今为止唯一一张。当然，光制作出实际复原图还远远不够，王军和他的研究团队还有一项重要任务：探测现代植被随气候变换的趋势。现在地球正步入温室效应中，在这样的气候背景下，植物们该如何适应？会不会有植物出现灭绝？

“植物庞贝城”所属的气候环境和现在很类似。植物化石的变化，往往是这一时期环境及气候变化的最好证据，因此，对这些化石证据进行“解密”将有助于揭开全球变暖之谜，对探究现代植被随气候变换的趋势也具有重要的参考价值。

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