我国科学家发现1.6亿年前温室环境下森林碳汇能力显著高于现代水平

作者：张驰

随着全球气候变暖加剧，森林已成为重要的碳汇资源，在全球碳循环中发挥关键作用。反观地球演化进程，森林也如同现在一样重要吗？为了回答这个问题，科学家将目光瞄准了1.6亿年前的植物化石。

新疆三塘湖盆地“伊吾侏罗纪森林”位置及产出地层（黑色实心箭头）。

“伊吾侏罗纪森林”原位保存的树干化石。

2026年8月6日，云南大学古生物研究院冯卓团队在国际期刊《科学进展》（Science Advances）发表了最新研究成果。通过研究位于新疆维吾尔自治区哈密市的“伊吾侏罗纪森林”，研究发现在侏罗纪温室气候背景下，森林的碳汇能力显著高于现代同纬度地区的森林。中侏罗世广泛分布的裸子植物森林，是当时地球上重要的陆地碳汇资源，在全球碳循环中扮演了关键角色。

“伊吾侏罗纪森林”Agathoxylon型化石木材解剖特征。

“伊吾侏罗纪森林”Protophyllocladoxylon型化石木材解剖特征。

“伊吾侏罗纪森林”形成于距今约1.6亿年前的侏罗纪。云南大学古生物研究院研究员冯卓介绍，过去由于缺乏植物化石证据，地质历史时期森林生产力状况一直是个谜。基于原位保存的裸子植物茎干化石，研究团队在化石木材解剖学研究的基础上，定量分析了该化石森林的组成、空间分布、冠层高度、地上生物量、森林密度、林分结构及净初级生产力等特征。

侏罗纪森林长啥样？

研究发现，该化石森林的植株密度较低，整体呈随机散布格局；森林冠层平均高度28.64m，单棵植株生物量介于2192至3071Kg之间，单位面积森林生物量达276.2—386.9吨/公顷。树干直径呈单峰分布，表明该森林为同期萌发生长的同龄林。

A：“伊吾侏罗纪森林”每棵树的生产力；B：化石茎干直径分布图；C：化石森林的空间分布特征；D：侏罗纪森林和现代森林的结构特征图。

结合同时期全球范围内其他原位森林的数据，发现中侏罗世森林的冠层高度、森林密度及生物量与现代北半球中高纬度地区以针叶树为主的森林高度相似，证实现代森林结构特征在侏罗纪已经形成。

侏罗纪森林的生产力如何？

在现代森林生态学理论中，森林的碳汇能力通常以其净初级生产力来衡量。值得一提的是，研究是首次运用净初级生产力指标，对侏罗纪森林生产力的定量研究。

结果表明，“伊吾侏罗纪森林”年均净初级生产力为21.11—31.9吨/公顷，显著高于现今新疆针叶树森林（8.27吨/公顷·年）以及全球温带森林的平均水平（7.25吨/公顷·年），约为现代温带针叶森林的3倍。

树木生长轮测量进一步表明，当前化石针叶树年均径向生长宽度4.98mm，是同纬度现代针叶树均值的3倍以上，直观印证了侏罗纪树木生长速率远快于当前。

1.6亿年前的森林告诉我们什么？

中侏罗世大气二氧化碳含量约为1320ppm，年均气温约22度，显著高于现代环境。“我们推断，高含量二氧化碳‘施肥效应’与温室气候条件，是显著提升远古植物光合效率、促使森林形成超高固碳能力的关键因素。”冯卓介绍，研究认为中侏罗世广泛分布的裸子植物森林，是当时地球上重要的陆地碳汇，在全球碳循环中扮演了关键角色，温室气候驱动了植被生产力从低纬度向中高纬度迁移。

“当前，绿水青山就是金山银山的理念深入人心。而研究从化石角度证明，保护好森林，才能守护好我们的地球家园。”冯卓说。

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