全球变暖的生态效应是当今科学界的热点议题。早侏罗世Toarcian大洋缺氧事件导致的气候变暖(Jenkyns,1988;Vakhrameev,1991;Mc Elwain et al.,2005;Them et al.,2017,2018;Reolid et al.,2020)是研究这一科学问题的重要对比模型,关于该事件研究目前主要还限于海洋生态系统,对陆地生态系统的研究相对薄弱,植物对该事件的响应仍不清楚。鄂尔多斯盆地早侏罗世富县组地层发育,出露良好,地层时代明确,植物化石保存良好,生物多样性丰富,是研究植物对早侏罗世Toarcian大洋缺氧事件响应的天然档案馆。 本研究以鄂尔多斯盆地榆林安崖剖面富县组植物化石为研究对象,通过系统古生物学、古地理学及气孔参数分析等方法,探讨早侏罗世植物对T-OAE的响应机制。研究首次在富县组识别出短叶杉属(Brachyphyllum)等7属8种植物化石,结合前人报道,鄂尔多斯盆地下侏罗统富县组植物群共计22属34种,发现该植物群以银杏类占优势(9种),并首次记录到指示炎热干旱气候的本内苏铁目分子(Otozamites、Zamites)及掌鳞杉科旱生植物组合。通过短叶杉属化石的全球古地理分布研究,该属多分布于热带以及干旱带气候区。早侏罗世Toarcian期以及早白垩世Aptian早期、Albian期,短叶杉属繁盛,全球分布范围最广,与大洋缺氧事件(T-OAE,OAE1a,OAE1b)时期火山活动释放的温室气体导致的升温有关。中侏罗世和晚白垩世短叶杉属在全球的分布范围收缩,可能与中侏罗世Aalenian-Bajocian期和Callovian-Oxfordian期以及晚白垩世Campanian-Maastrichtian期的降温事件有关,揭示了短叶杉属在气候升温期辐射扩张,在气候降温期收缩,可以作为炎热气候的指示因子。基于榆林安崖剖面富县组发现的松柏类植物化石-短叶杉属Brachyphyllum运用气孔参数法重建的早侏罗世Toarcian期古大气CO₂浓度为1280 ppmv(石炭纪标准,CS),印证了T-OAE期间温室气体激增的气候效应。 研究发现,鄂尔多斯盆地植物对T-OAE的响应表现为以下四个方面: 1.喜热化石(如Brachyphyllum、Otozamites、Zamites)及克拉梭粉(Classopollis)比例显著增加,反映耐旱植物类群在高温干旱环境下的辐射扩张。 2.植物角质层呈现角质层厚、气孔下陷及副卫细胞乳突发育等旱生结构特征,揭示气候干旱化趋势。 3.CO₂浓度升高与碳同位素负偏事件(NCIE)耦合,证实火山活动释放的温室气体对陆地植物的直接影响。 4.短叶杉属在Toarcian期的快速扩张,并在鄂尔多斯盆地富县组植物群中占有优势地位,可能与Toarcian大洋缺氧事件期间发生的陆地升温事件有关。 综上四个方面,是鄂尔多斯盆地早侏罗世植物对Toarcian大洋缺氧事件的积极响应。