天山网讯（采访人员赵梅报道）国内最古老的森林有多老？它们分布在哪里？长什么样子？近日 ， 中国科学院南京地质古生物研究所联合国内外研究团队对外宣布 ， 他们在新疆塔城地区和布克赛尔蒙古自治县的一片荒漠草原上发现了大量年代古老的植物化石群 ， 研究团队通过现代同位素定年方法研究显示 ， 这片植物化石群的年代距今已有3.71亿年 ， 是国内目前已知最早的森林 ， 它们的形成时间比远古森林大规模出现的时代（石炭纪）要早1000多万年 ， 比恐龙出现的时代还要早2亿年 。
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枝蕨类植物化石 。 图/徐洪河拍摄
这片荒漠草原下埋藏着最古老的森林
据负责这一研究的中国科学院南京地质古生物研究所研究员徐洪河介绍 ， 早在2015年 ， 由他带领的研究团队就在塔城地区发现了直径70厘米的植物茎干化石 ， “我们通过后来的古生物研究发现 ， 这些植物是一种枝蕨类植物 ， 它们是已知的最古老的树木之一 ， 年代距今已有3.7亿年左右 。 ”他说 ， 起初 ， 并没有觉得这些植物化石有什么特别的地方 ， 然而 ， 随着越来越多粗大的植物化石现身 ， 他开始明白 ， 这里或许埋藏着一片远古时期的森林 。
于是 ， 研究团队对这一地区进行了更为详细的地质调查和同位素年代学研究 。 他们先对当地采集到的植物化石所在剖面的高精度同位素定年研究 ， 结果显示 ， 这片远古森林的年代距今已有3.71亿年 ， 属于晚泥盆纪时期 ， 其比远古森林大规模出现的时代还要早1000多万年 。
研究团队又根据地层研究发现 ， 在这片植物化石埋藏点附近方圆80公里范围内都曾是一片茂密的森林 ， 森林里主要生长有石松类、古羊齿类和枝蕨类植物 ， 另外还分布有低矮的灌木和细小草本等 ， “我们判断植物化石是否属于一片森林 ， 最明显的识别标准就是植被的分层情况：顶层是最高的 ， 可达4米以上的冠层植物、中间层有高度为1米左右的灌木 ， 底层有大量低矮的草本植物 。 ”徐洪河说 ， 塔城地区发现的植物化石都满足这些标准 ， 其年代又是国内已知年代最早的 ， 因此可以认定 ， 这片植物化石就是国内已知的最古老的“森林” 。
“塔城地区泥盆纪地层发育连续 ， 出露广泛 ， 化石保存非常好 ， 是研究我国北方区早期陆生植物化石研究的重要区域 。 ”徐洪河说 ， 这里产出的大量精美且独具特色的泥盆纪植物化石 ， 在国内外研究中也具有非常重要的价值 。
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古羊齿类植物化石 。 图/徐洪河拍摄
它们粗壮高大 几亿年后演变成煤
科学研究显示 ， 目前 ， 已证实的泥盆纪的植物化石记录就有700多个属 。 在3.5亿年前的泥盆纪 ， 植物的丰富度和多样性程度相当高 ， 既有厘米级别的低矮草本 ， 也有乔木状的参天大树 ， 既有靠孢子繁殖的多种多样的蕨类植物 ， 还出现了最古老的、依靠种子进行繁殖的裸子植物 。
那么 ， 泥盆纪时期的植物究竟长什么样？它们和今天的植物有多大区别？
徐洪河等研究人员通过对塔城地区植物化石进行切片研究 ， 再现了它们当时的形态特征和生存密码 。
“泥盆纪的植物以蕨类为主 。 今天的蕨类植物通常都非常矮小 ， 一般不超过半米 ， 而泥盆纪的蕨类最高却可以长到20至30米的高度 。 ”徐洪河说 ， 研究团队在对塔城地区发现的枝蕨类植物化石进行切片研究时发现 ， 当时的枝蕨类植物直径有75厘米左右 ， 最高度推测超过4米 ， 其内部结构非常独特 ， 至少30枚独立的茎维管束交错排列 ， 生长模式与现生树木明显不同 ， 现生树木的生长加粗 ， 如年轮 ， 都来自单一木质部的增生 。 而枝蕨类植物生长关键在它的茎维管束 ， 茎维管束不断分裂重组 ， 越变越多 ， 就会使树木不断变高变粗 。
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