煤炭森林
煤炭森林（英文：Coal forests）为石炭纪晚期（宾夕法尼亚世）至二叠纪广泛分布于地球大部分热带地区的大片森林及树沼[1][2]，其中大量的植物的死亡后，因为在当时能够消化降解木质素的食木/食碎屑动物和分解者尚未演化出现，大量固碳被埋在地底形成了泥炭，最后转化为煤。
煤炭森林泥炭层中的碳元素多半由植物行产氧光合作用分离二氧化碳而来，而氧气则是放回空气之中，也因此让大气的氧浓度大幅增加（可能高达35％）。这让呼吸系统效率较差的动物仍然能够轻易地摄取到氧气，进而促使节肢动物的巨大化，例如体型如鹰的巨脉蜻蜓[3]和长达2.5米（8英尺2英寸）的节胸蜈蚣。
煤炭森林覆盖了热带欧美大陆（欧洲、北美洲东部、非洲西北角）与热带华夏古陆（主要为中国）。石炭纪末晚期时的气候变迁造就了石炭纪雨林崩溃事件，较寒冷干燥的气候使得森林变为破碎的栖地，最后使得整个雨林生态系崩毁[2]。在这之后，遗留的煤炭森林只能在北美洲少部分地区（例如阿巴拉契亚与伊利诺伊州）与欧洲中部发现。
在石炭纪末期时，煤炭森林又开始繁盛了起来，主要位于亚洲东部（中国），而欧美大陆上的煤炭森林则永远无法回到以前的规模。这些位于中国的煤炭森林甚至直到二叠纪时期仍然存在。石炭纪末期时进入了冰河时期，全球温度下降与南冈瓦那大陆出现大面积的冰帽，肇因于大量植物从大气中吸收二氧化碳并减缓了温室效应；温度的下降可能因此促使煤炭森林重新开始兴盛。
环境生态
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煤炭森林包含了较低洼的沼泽地带与有河流流经的陆地[4]。当河川泛滥时，冲刷开的淤泥最终会形成天然的堤，并在河流较和缓的地区形成湖沼，堤外的泥土则会变得干燥。当一个林地地区变得足够干燥时，就有机会因为打雷引发森林大火，形成木炭，最后成为丝煤。
植物
[编辑]煤炭森林中植物的种类与数量均十分丰富，而且不同种类的植物偏好不同的生活环境。芦木属多半丛生于湖沼或河的岸边，石松纲中副似石松属（Paralycopodites）为先驱植物，生长于接近干涸的浅湖淤泥之中、奇木属（Diaphorodendron）则偏好在泥炭开始累积后的环境。其他种类则喜欢生长于被洪水冲毁后的森林裸露地表，杂木属（Synchysidendron）与鳞木属（Lepidodendron）偏好矿物质丰富的土壤，而鳞皮木属（Lepidophloios）则偏好泥炭土。科达树偏好沼泽中土壤较干燥的地区。封印木属偏好河堤与沼泽之间的栖息地。在石炭纪末期至二叠纪时期时，树形蕨逐渐取代了石松纲成为主要的植披分布。
煤炭森林中主要的植物物种为：
英国煤炭森林化石
[编辑]- 种子蕨门叶片：座延羊齿属、丽羊齿属、圆叶蕨属、?Desmopteris、Dicksonites、真楔羊齿属、Fortopteris、Hymenophyllites、Karinopteris、Laveinopteris、网羊齿属、矛羊齿属、皱羊齿属、Macroneuropteris、Margaritopteris、畸羊齿属、Neuralethopteris、脉羊齿属、齿羊齿属、Palmatopteris、Paropteris、Reticulopteris
- 种子蕨门孢子器官：裂囊蕨属（雄株）、Boulaya、Potoniea（雄株）、Whittleseya（雄株）
- 种子蕨门种子：Gnetopsis、Hexagonocarpus、Holcospermum、Lagenospermum、?Polypterocarpus、Rhabdocarpus、三棱籽属
- 蕨类复叶：无脉羽叶、Bertrandia、棒穗蕨属、囊羊齿属、Cyathocarpus、Lobatopheris、Oligocarpia、栉羊齿属、Polymorphopteris、Renaultia、Sphyropteris、Sturia、齐勒蕨属
- 树形蕨叶片：蹄茎蕨属
- 树形蕨茎：Artisophyton、大叶蕨属
- 石松纲树干及叶状枝：Cyperites、鳞木属、疤木属
- 石松纲树干：Asolanus、窝木属、圆印木属、鳞皮木属、封印木属、类亚鳞木属、管印木属
- 石松纲繁殖器官：Flemingites、Lepidodostrobus、Lepidodostrobophyllum（孢子叶）、封印囊穗属
- 石松纲（未木质化的）茎：拟石松属、似卷柏属
- 木贼纲叶片：轮叶属、星叶属
- 木贼纲茎：芦木属
- 木贼纲繁殖器官：楔叶穗属、芦孢穗属、Macrostachya、古芦穗属
- 科达目叶片：科达属
- 科达目茎髓模化石：Artisia
- 科达目种子：高特果
- 科达目球果与种子：科达穗属
- ?前裸子植物门叶片：诺格拉齐蕨目
- 松柏门叶片：瓦契杉属
- 种子：化石果属、角籽属、化石翅果
部分容易辨认的物种分布于极广泛的地区但只在特定地层年代才会被发现，因此被认为是指准化石。
动物
[编辑]栖息于煤炭森林的动物包括无脊椎动物（昆虫）、鱼类、两栖类与早期的羊膜类。此时已经有植食动物（主要是食叶动物）存在，例如在节胸属的肠道内与粪化石就曾经发现有石松的管胞[5]。在煤炭森林变得分离破碎后，新的环境比起两栖类更适合羊膜类生存，此时的羊膜类开始在这快速变化的环境中分化并演化成各种食性不同的物种[2]。
大众文化
[编辑]下列电视系列剧中有出现部分煤炭森林的片段：
参考文献
[编辑]- ^ Cleal, C. J. & Thomas, B. A. (2005). "Palaeozoic tropical rainforests and their effect on global climates: is the past the key to the present?" Geobiology, 3, p. 13-31.
- ^ 2.0 2.1 2.2 Sahney, S., Benton, M.J. & Falcon-Lang, H.J. Rainforest collapse triggered Pennsylvanian tetrapod diversification in Euramerica (PDF). Geology. 2010, 38 (12): 1079–1082 [2020-01-21]. doi:10.1130/G31182.1. （原始内容存档于2011-10-11）.
- ^ Schneider; et al. Insect size in the Carboniferous in contrast with contemporary analogues: a reflection of atmospheric oxygen content. International Journal of Paleoecology. 2002, 15 (21): 168–192.
- ^ 4.0 4.1 Christopher J. Cleal; Barry A.Thomas. Plant Fossils of the British Coal Measures. The Palaeontological Association. 1994. ISBN 0-901702-53-6.
- ^ A. C. Scott; W. G. Chaloner & S. Paterson. Evidence of pteridophyte–arthropod interactions in the fossil record (PDF). Proceedings of the Royal Society of Edinburgh. 1985, 86B: 133–140.[永久失效链接]
外部链接
[编辑]- Coal forest. Department of Earth and Environmental Sciences, The Open University. Retrieved January 6, 2012.
- Coal Forest Reconstruction. Burpee Museum of Natural History (March 2000). Retrieved January 6, 2012.
- The Carboniferous Period. Geologic time scale. University of California Museum of Paleontology. [January 6, 2012]. （原始内容存档于2012-02-10）.
- Image from Das Rektorat der WWU Münster. Westfalische Wilhelms-Universitat Munster. Retrieved January 6, 2012.
