
内容提要:
黑龙江嘉荫地区晚白垩世中—晚期以恐龙为代表的生物群十分繁盛,含有丰富的植物化石。近十余年来,以我国古植物学家孙革为首的国际科研队在嘉荫晚白垩世中—晚期植物化石研究中取得了令人瞩目的重要成果,包括首次发现被子植物达勒比叶、水生被子植物嘉荫莲及首次发现葛赫叶的表皮构造等,新建立两个植物化石组合并确定了时代,确认了此间被子植物在植物群中的主导地位,并深入研究了被子植物与恐龙等协同演化关系等。
本 书详细介绍了这些重大研究成果的发现过程,并在此基础上提出了许多极富价值的推论,特别是首次提出对我国东北晚白垩世植物群演替序列的新认识。上述成果对推动我国乃至东北亚地区晚白垩世植物群、相关地层及古地理环境等研究具有重要科学价值,也为相关地质古生物知识的科普做了有益的尝试。
前言:
嘉荫位于黑龙江省伊春地区东北部,毗邻中俄界河——美丽的黑龙江。这里依山傍水,景色迷人:墨绿色的群山绵延起伏,沿江伫立;淡蓝色的黑龙江波光潋滟,鱼钓舟摇;隔江向俄罗斯方向望去,沃野千里,一片金黄。这里辽阔、秀美、宁静,令人心旷神怡(图1)。
从恐龙等古生物化石的发现得知,约8000万~7000万年前,嘉荫是一处喧闹的“生物乐园”,当时河湖密布、气候温暖,恐龙、龟、鱼等众多生物在此繁衍生息,湖中荷花等水生被子植物争艳,周边的山地被梧桐、水杉、银杏等高大树木组成的森林所覆盖。嘉荫神奇的古生物化石带我们走进距今约8000万~7000万年前、白垩纪中—晚期的远古世界。
嘉荫一直被誉为“中国龙乡”,1902年,在嘉荫龙骨山发现了我国最早命名的恐龙化石——黑龙江满洲龙(Mandschurosaurus amurensis),这里的恐龙在我国又最晚灭绝,因此,嘉荫恐龙具有“一早、一晚”的特色。近年来,随着区域地质调查和古生物研究的深入,科学家在嘉荫及其邻区又发现了一大批新的恐龙化石,包括卡龙、乌拉嘎龙、黑龙、阿穆尔龙、大天鹅龙、昆都尔龙、克伯龙及暴龙类等10多个分类群,为研究我国及东北亚地区晚白垩世恐龙演化提供了一个理想的化石产地。此外,与恐龙伴生的大量植物化石等也相继被发现,特别如水生被子植物——嘉荫莲(荷花)等,为嘉荫这一化石宝地又增添了新的色彩。与此同时,随着古生态以及黑龙江省东、西部地层对比研究的开展,有关嘉荫晚白垩世地理、古气候及古生态等的研究被提上日程。特别是,近年来有关恐龙的深入研究表明,在嘉荫的恐龙化石中,约有95% 属于植食的鸭嘴龙类,晚白垩世在嘉荫地区生长的繁茂的植物曾是恐龙生存与发展的物质来源。晚白垩世(距今约1.05亿~0.66亿年)是中生代最后一个时期,也是地球演化史中最动荡的时期之一。在这一漫长时间里,恐龙最终走向灭绝,全球植被也随之发生巨大的改变。那么,嘉荫晚白垩世植被究竟由哪些植物组成?哪些植物曾上过恐龙的“餐桌”?这些植物的兴衰是否曾影响了恐龙的发展与消亡?恐龙与植物之间又是如何协同演化的?这一系列科学问题已摆在科学家特别是古植物学家面前。
2002年起,由中国古植物学家孙革率领的国际科研队联合中、俄、德、美、英、比、日等国的科学家,共同在嘉荫地区开展了长达十余年的研究工作(图2)。除在恐龙及K-Pg地层界线研究中取得重要成果外,在嘉荫晚白垩世植物群研究方面也取得诸多新的进展,如晚白垩世重要被子植物达勒比叶(Dalembia)的发现、银杏类古气候定量研究,以及嘉荫莲、葛赫叶、卡波叶等一大批水生被子植物化石在嘉荫的新发现等。这些新成果不仅进一步揭示了嘉荫地区晚白垩世植物群的组成面貌,也为综合研究晚白垩世时期嘉荫及其邻区古地理、古气候、地层划分与对比,以及我国晚白垩世植物群演化发展等作出了贡献。及时总结上述成果、并将新成果介绍给业内同仁们,是作者撰写本书的主要初衷。此外,自2015年以来,本书作者承担了科技部“中国白垩系—古近系界线研究”及中国地质调查局“白垩系—古近系界线”这两项重要课题,课题工作也取得诸多新进展。应课题结题要求,须对嘉荫晚白垩世植物群的最新研究进行全面总结和汇报,这也是撰写本书的另一个原因。
我国最早对嘉荫晚白垩世植物群开展研究的是古植物学家张志诚(中国地调局沈阳地调中心,原沈阳地矿所),他曾为嘉荫晚白垩世植物研究做了开创性工作。同时期研究者还有古植物学家郭双兴、陶君容等。近20年来由孙革(吉林大学/沈阳师范大学)领导的国际科研队专家对嘉荫晚白垩世植物群开展了深入研究,其中,以阿克米梯耶夫(M. Akhmetiev)院士、玛尔凯维奇(V. Markevich)及高洛夫涅娃(L. Golovneva)教授为首的俄罗斯专家,迪尔切(D. L. Dilcher)院士、约翰森(K. Johnson)及尼科斯(D. Nichols)教授等美国专家,德国孢粉学家阿什拉夫(A. R. Ashraf),日本专家西田治文(Nishida H.)与铃木茂之(Suzuki S.)教授,以及我国专家孙春林、孙跃武、全成教授等,均为新一轮研究嘉荫晚白垩世植物群作出了重要贡献。因此,本书的研究成果是国内外专家集体智慧和汗水的结晶。
本书是我国首部系统、全面地报道黑龙江嘉荫地区晚白垩世植物群的科学专著,也是一部与嘉荫恐龙等研究有着密切联系的科普读物。全书共6章18节,首次全面报道了黑龙江嘉荫晚白垩世中—晚期植物群的组成、性质、时代及其古地理与古环境,除详细记述已发现的34属43种植物化石及进一步介绍相关的5个孢粉组合外,还讨论了嘉荫晚白垩世植物群与恐龙的协同演化及相关的嘉荫“K-Pg”界线,并介绍了作者对中国东北晚白垩世植物群发展序列研究的最新认识。此外,本书首次以科普形式介绍了嘉荫晚白垩世“恐龙的餐桌”以及“嘉荫古生物学家雕塑园”等,书中还附有百余张彩色图片及英文全文。本书的问世不仅将丰富我国乃至国际白垩纪植物群研究的宝库,对研究我国及东北亚地区中生代地质/生物演化等也具有重要意义。
由于本书作者的水平和写作时间等局限,本书一定存在许多不尽理想的地方,特别是对以往有关嘉荫晚白垩世植物研究的资料尚未能全部收录或作进一步讨论等。作者期待未来有更新的有关嘉荫晚白垩世植物群的著作问世。
前言 …001
第一章 黑龙江嘉荫地区地质概况 …007
1.1 地质概况 …007
1.2 晚白垩世地层 …009
第二章 嘉荫晚白垩世植物群 …017
2.1 植物群的组成 …017
2.2 植物群的性质 …047
2.3 植物群的时代 …049
2.4 植物群最新研究进展…053
第三章 嘉荫晚白垩世气候与古地理 …059
3.1 嘉荫晚白垩世气候 …061
3.2 嘉荫晚白垩世地理环境 …064
第四章 嘉荫晚白垩世植物与恐龙 …069
4.1 植食恐龙的“餐桌” …071
4.2 植物化石在研究嘉荫K-Pg界线中的作用 …073
第五章 中国东北晚白垩世植物群演化序列 …081
5.1 晚白垩世早期植物群——牡丹江植物群 …082
5.2 晚白垩世“中期”植物群 …083
5.3 晚白垩世中—晚期植物群——嘉荫植物群 …084
5.4 晚白垩世最晚期植物群——“渔—富”植物群 …086
5.5 中国东北晚白垩世植物群演化序列框架…086
第六章 嘉荫古植物研究相关科普活动 …089
6.1 古植物学家及古生物学家雕塑园 …089
6.2 嘉荫恐龙博物馆中的古植物化石 …091
6.3 嘉荫地质古生物庆典活动…092
致谢 …096
参考文献 …098
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