古生物学家在内蒙古发现距今约3亿年的“植物庞贝城”
区域古植物复原图
区域古植物复原图
中国科学院南京地质古生物研究所科学家古植物学研究取得重要进展，《美国科学院院报》PNAS近日将刊登中国科学院南京地质古生物研究所王军研究员等人关于中国“植物庞贝城”的论文：“内蒙古二叠纪植物庞贝的发现及其对华夏区陆地景观的古生态和古生物地理区系意义”。
著名的意大利“庞贝城之谜”知者甚多。公元79年8月24日，维苏威火山突然喷发，附近庞贝城中的2000多人葬身于火山灰和熔岩之下。通过考古学家的埋藏学复原研究，生动逼真地再现了城中被埋葬的人、动物、家具、建筑物等生活场景，反映了古罗马时代社会生活的真相，因而成为世界上罕见的一座天然历史博物馆。庞贝城之所以能够保存和展示的如此完整真实，和火山这种灾难性事件的突然发生是密切相关的。
类似地，科学家复原远古森林的工作依赖于化石群落的保存状况。由于保存条件的限制，迄今人们所看到的地球历史上的远古森林的复原图，都存在着巨大的时间和空间误差，即所谓概念性复原。对远古森林的实际复原依赖于原位埋藏化石森林的发现。近年来，中国科学院南京地质古生物研究所“晚古生代创新团队”骨干成员王军博士的课题组，联合宾夕法尼亚大学的合作者Hermann Pfefferkorn教授，在内蒙古乌达煤田发现了一距今约三亿年的成煤沼泽森林，被火山喷发所埋藏。其保存方式与庞贝城颇为相似，可以说是地球生物界的一个“植物庞贝城”。相关研究采用类似于现代考古的埋藏学方法，实现了世界上迄今为止对地史时期陆地景观的，最大面积的植被实际复原研究，成功绘制了远古森林的实际复原图。
该“植物庞贝城”位于贺兰山西北角，保存面积大约20平方公里。森林的群落结构保存完美，人们能够鉴定其植物类群组成、树木的密度分布、森林的分层结构等等，从而进行准确的实际复原研究。十多年来，研究人员先后对1000多平方米面积的森林面貌进行了三维重建，揭示了其生态特征。植被由六大植物类群组成：石松类、有节类、瓢叶类、蕨类、原始松柏类、苏铁类等。中层植被树蕨植物构成了森林的主体，高层植被由原始松柏类科达，或者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。令人称奇的是，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的树冠标本，并且进一步调查还表明这类植物能够在局部区域占据统治地位。
大面积的森林复原首次揭露了群落的生态梯度：除了上述发现的瓢叶类在局部占统治地位外，高层植被科达与封印木从不混生。结论表明，华夏植物群（现今中国及东亚）和欧美植物群（现今北美和欧洲）的植被无论从植物类群上和生态习性上都存在显著差异。同时，由于植物群所处的环境是地球处于冰室-温室过渡的气候背景，这项研究对探测现代植被随气候变换的趋势也具有重要参考价值。
相关研究得到了中国科学院，国家自然科学基金委员会以及科技部的相关经费支持。
中国科学院南京地质古生物研究所
