陕西中侏罗世Baiera hallei Sze的古环境意义：基于气孔参数的古CO2 浓度重建

本研究针对中侏罗世古气候重建的空白，以陕西榆林地区Ordos盆地Yan’an组Baiera hallei Sze叶片为材料，通过气孔指数（SI）和比率法（SR）重建了Aalenian期大气古CO2 浓度（pCO2 ）为1121±73 ppm，结合GEOCARB II模型验证了数据可靠性，并推断该时期温暖湿润的气候特征，为中生代温室气候演变提供了高分辨率证据。

　　

【研究背景】
地球历史上的温室气候一直是预测未来气候变化的重要参照系。中侏罗世（特别是Aalenian期）作为典型的温室时期，其大气CO₂
浓度（pCO₂
）的精确重建却面临数据稀缺的挑战。虽然银杏类植物（如Ginkgo biloba）已被广泛用于pCO₂
重建，但其近亲属Baiera——这个从晚二叠世延续至白垩纪的古老银杏目成员，却鲜少被应用于此类研究。更关键的是，中国北方中侏罗世煤系地层中丰富的Baiera化石资源尚未被系统开发，这为古气候研究留下了重要缺口。

【研究设计与方法】
中国科学院南京地质古生物研究所的研究团队选取陕西榆林Ordos盆地Yan’an组的10枚保存完好的Baiera hallei Sze叶片化石，通过光学显微镜观察角质层结构，计算气孔密度（SD）和气孔指数（SI），采用气孔比率法（SR）和McElwain经验公式分别重建pCO₂
和古温度。研究同步对比GEOCARB II碳循环模型数据，并结合区域地质记录分析古环境特征。

【研究结果】

1. 材料与地质背景
   标本采自Ordos盆地中央的Yan’an组（Aalenian期），该盆地是中国最大的中生代沉积盆地之一，富含油气和煤炭资源。研究区地层发育完整，为典型的河湖相沉积体系。

2. 系统古生物学
   通过形态学与角质层特征鉴定为Baiera hallei Sze：叶片深裂成4-6个线形裂片，角质层具明显表皮细胞轮廓和气孔器，保卫细胞呈椭圆形且副卫细胞4-6个。该种与Ginkgo biloba具有密切亲缘关系，增强了其作为气候指标的可信度。

3. 大气CO₂
   浓度重建
   10个样本的平均SI为6.19±0.38，SR法推算的pCO₂
   达1121±73 ppm，与GEOCARB II模型预测值高度吻合。McElwain公式反演的古温度为13-15.8°C，支持Aalenian期温暖湿润的气候特征。

【结论与意义】
这项研究首次系统论证了Baiera hallei在中侏罗世pCO₂
重建中的适用性，其高分辨率数据（±73 ppm）填补了该时期东亚陆相记录的空白。发现Aalenian期pCO₂
约为现代值的3倍，为理解中生代温室气候机制提供了关键参数。更重要的是，研究证实银杏目植物气孔参数法的跨属适用性，拓展了古气候研究的化石材料选择范围。成果发表于《Palaeoworld》，对预测当前全球变暖背景下气候临界点具有启示意义。