二叠纪末生物大灭绝事件（~252 Ma）后，海相生态系统在百万年内快速复苏，而陆地生态环境却在迟滞千万年后（238 Ma）才完成复苏。研究显示，二叠纪末至早三叠世，地球古气候环境处于极端干热状态，但晚三叠世卡尼期却发生了持续2 Ma的极端雨期（卡尼期湿润幕事件，~234-232 Ma），并由此促成了恐龙等大型脊椎动物的起源。但是，目前对早-晚三叠世古环境和古生态演变过程的认识还存在争议。尚待解决的关键问题如：二叠纪末大灭绝后陆地生态系统究竟何时、如何完成复苏？二叠纪末-早三叠世极热气候环境是一蹴而就，还是渐进演化到晚三叠世卡尼期湿润幕事件？
针对以上关键科学问题，中国地质科学院地质研究所旷红伟教授团队对华北鄂尔多斯盆地中三叠统延长组8段（~242 Ma）新发现的原位埋藏的植物化石群进行了古生态学和埋藏环境的系统研究，取得了以下主要成果：
1、分析了新发现的木贼目新芦木属的生活习性、生长和埋藏环境，重建新芦木森林系统。
新发现的植物化石是具有区域/全球规模的木贼目新芦木属（Neocalamites，图1）。新芦木属于高度喜湿的植物，多生长于三角洲平原分流河道间沼泽等多水环境，植株密度约为2.34株/m2，株高集中在15-35 m。据此重建了由单一新芦木树种构成的湿地森林（图2）。
图1. 华北鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组新芦木化石
2、揭示了以新芦木森林为代表的陆地植物生态系统在二叠纪末生物大灭绝后的全球复苏。
华北新芦木是三叠纪“成煤间断期”之后最早的湿地森林植被之一，凭借其生长快速、繁殖力强、群体协同与喜水偏湿的生态习性等优势而大规模出现和成林，构成了陆地生态系统的重要能量流链。进一步的洲际对比证实，新芦木在中三叠世拉丁期-晚三叠世卡尼期大规模成林并扩张至全球，标志着二叠纪末大灭绝后泛大陆（Pangea）的绿化和陆地生态系统的恢复。
图2. 三叠纪新芦木的生长环境和埋藏模式
3、进一步证实了三叠纪全球陆地“湿化”的渐进历程，为其后的陆地生态系统完善做好了铺垫。
团队已报道的研究显示，地球从早三叠世开始步入了逐渐脱离干旱并转向湿润古气候的演替进程：以早三叠世干热气候下的辫状河系统为起点，逐步过渡到中三叠世曲流河与湖泊-三角洲环境，最后到晚三叠世卡尼期演变为陆相湖泊系统。以新芦木森林为代表的湿地（生态系统）在中三叠世拉丁期（~242 Ma）就已遍布全球，早于卡尼期湿润幕事件约~8 Ma，进一步表明从早-中三叠世的干热型气候到晚三叠世卡尼期湿润幕的转变演化是一个逐步累积和渐进的过程。
本研究以华北地区三叠纪新发现的植物化石为媒介，通过对古生态和埋藏环境的系统研究，揭示了陆地植物生态系统在中三叠世的全球复苏，并促进了全球陆地“湿化”的渐进历程，为认识早-中三叠世极端干旱和晚三叠世卡尼期极其潮湿的古气候、古环境、古生态连续演化过程，以及解读和重建大灭绝之后陆地生态系统复苏提供了科学依据。
本研究由国家自然科学基金（42288201，41688103和41672111）、国家重点研发计划项目（2023YFC2906701和2018YFC0604201）和中国地质调查项目（DD20190005）共同资助，研究成果发表于国际地学期刊《Geological Society of America Bulletin》：Yuchong Wang, Hongwei Kuang*, Yongqing Liu*, Fenghua Zhao*, Nan Peng, Xiaoshuai Chen, Kening Qi, Jiyuan Li, Guilin Dong, Suping Li, Ya Li. 2024. Enhanced global terrestrial moisture from the Early Triassic to the Late Triassic: Evidence from extensive Neocalamites forests in North China. Geological Society of America Bulletin. DOI: 10.1130/B37522.1。
原文链接：
https://doi.org/10.1130/B37522.1
原标题：《王玉冲、柳永清、旷红伟等—GSA Bulletin：华北新芦木化石森林揭示三叠纪泛大陆绿化与湿化进程》
编辑：诸鹏飞
审核：盛捷