全 文 ：　　文章编号:1671-1505(2005)01-0107-06　文献标识码:A
云南元谋上新统秋枫化石木的首次
发现及古环境意义
程业明1 , 2　王宇飞1　李承森1 　姜　础3
1中国科学院植物研究所 , 北京 100093
2中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室 , 陕西西安 710075
3云南省元谋县元谋人博物馆 , 云南元谋 651300
摘　要　在云南元谋盆地西部物茂盆地的湾堡土林和虎跳滩土林的上新世沙沟组首次发现了大戟科秋枫属
的秋枫 (Bischofia javanica Bl.)化石木。化石木木材由导管 、 木纤维 、 木射线组成。生长轮不明显。散孔材。
短径列复管孔 (2 ～ 6 , 多 2 ～ 4)甚多 , 单管孔较少 , 管孔团稀见。导管分子端壁具单穿孔。管间纹孔式互列。
导管内侵填体丰富。轴向薄壁组织细胞未见。木纤维壁薄 , 分隔。 射线组织异形 Ⅰ及 Ⅱ 。射线与导管间纹孔式
为横列梯形及大圆形。孢粉分析表明元谋盆地晚上新世可能存在包括大戟科草本植物 , 而当前秋枫化石木的发
现清楚地表明大戟科乔木植物的存在。秋枫为热带和亚热带常绿季雨林中的主要树种。秋枫化石木的发现指示
元谋盆地当时的环境较现今湿润。
关键词　化石木　秋枫　元谋　上新世　古气候
第一作者简介　程业明 , 男 , 1974 年生 , 2001 年毕业于东北师范大学生命科学学院 , 获硕士学位 , 现为中
国科学院植物研究所博士生。
Fossil woods of Bischof ia javanica Bl.from the Pliocene
and palaeoenvironmental implication in
Yuanmou Basin , Yunnan Province
Cheng Yeming1 ,2　Wang Yufei1　Li Chengsen1　Jiang Chu3
1　Institute of Botany , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100093
2　State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology , I nstitute of Earth Environment ,
Chinese Academy of Sciences , Xi an 710075 , Shaanxi
3　Exhibition Hall of Yuanmou Man , Y uanmou 651300 , Y unnan
Abstract　Fossil w ood resembling Bischof ia in the family of Euphorbiaceae is repo rted f rom the
Shagou Formation of Pliocene of Wanpu and Hut iaotan Earth Forest of Wumao Basin in western Yuan-
mou Basin , Yunnan Province.The fossil wood is composed of vessels , f ibers and ray s.Grow th ring s are
indistinct.The w ood is diffuse porous.Pores are few cluster and solitary , and mostly in radial multiples
of 2 ～ 4 , sometimes up to 6.Perfo ration is simple.Intervessel pit s alternate and are bordered.Ty loses

通讯作者:北京中国科学院植物研究所 , 邮编 100093
收稿日期:2004年 7月 15日　　改回日期:2004年 8月 15日
本研究得到中国科学院知识新项目 (KSCX2-118 、 KZCX1-10-01-0)和国家林业局木材科学与技术重点实验室研究基金 (CRI-
WI 04-02)的资助
第 7 卷　第 1 期
2005 年　2月
古 地 理 学 报
JOURNAL OF PALAEOGEOGRAPHY
Vol.7　No.1
Feb.　2005
are abundant.Parenchyma is typically absent.Fibers are separate.Rays are heterogeneous types I and I-
I.Vessel-ray pi ts are scalariform and round.Palynologic results indicate that g rass plants belong ing to E-
uphorbiaceae g rew possibly in the basin during the Late Pliocene , while the presence of fossil wood of
Bischof ia javanica Bl.clearly indicates that there were the trees of Euphorbiaceae.B ischof ia javanica
Bl.is a main plant in the t ropical and subtropical everg reen monsoon forest.The fossil w ood of Bischof ia
javanica Bl.indicates the climate of Yuanmou Basin during the late Pliocene was moister than today.
Key words　fossil wood , Bischof ia javanica Bl., Yuanmou Basin , Pliocene , palaeoclimate
About the first author　Cheng Yeming , born in 1974 , was g raduated from Life Science College
of No rtheast Normal Universi ty and received a master s deg ree in 2001.Now he is a candidate fo r
Ph.D.deg ree in Institute of Botany , Chinese Academy of Sciences.
1　概述
元谋盆地地处青藏高原的东南缘 , 北邻川西高
原 , 南靠云南高原 , 西有横断山系(金振洲和欧晓
昆 ,2000)。该地区受印度洋西南季风和热带大陆气
团控制 , 属南亚热带气候类型 , 年均温是 21.9℃,
年降雨量是 611 mm 。盆地海拔 1 050 ～ 1 380 m左
右 , 焚风效应明显 , 是典型的干热河谷盆地之一 ,
河谷和坝区植被为干热稀树灌木草原(姜汉侨 ,
1980;吴征镒和朱彦丞 , 1987)。
元谋盆地形成于中新世末期(钱方和周国兴 ,
1991)。盆地内沉积了巨厚的晚新生代地层 , 自下而
上包括小河组 、 沙沟组 、 元马组 、牛王山 、马头山
砾石层 、口山 、月龙砾石层 、红土风化层 、龙街组 、
瓦扎箐组 、红土风化层 、 洞穴堆积 、冲积层 、洪积 、
冲积层 、坡洪积层等 (张宗祜等 , 1994)。沉积过程
经历了横断事件(3.4 Ma BP)(陈富斌 , 1992)和青藏
高原快速隆升与亚洲季风再度增强 (3.4 ～ 1.7 Ma
BP)(孙鸿烈和郑度 , 1998;施雅风等 , 1999)等构
造和气候变化事件。地层中保存了丰富的动物和植
物化石 (江能人等 , 1989;钱方和周国兴 , 1991;
和志强 , 1997)。前人曾对该地区的植物化石进行了
研究报道 , 大化石植物群包括湾堡植物群 (钱方和
周国兴 , 1991;刘耕武等 , 2002)和甘棠组叶化石
植物群(李代芸 , 1989),孢粉植物群包括元谋组孢粉
植物群和湾堡甘棠组植物群(浦庆余和钱方 , 1977;
孙孟蓉等 , 1984;宋学良和龙瑞华 , 1989;钱方和
周国兴 , 1991)。今天的元谋盆地在气候 、 土壤 、 植
被和水动力等条件的综合作用下 , 发育了大面积的
土林地貌(钱方和凌小惠 ,1989)。
我们首次在该盆地发现了大戟科秋枫属秋枫
(Bischof ia javanica BL.)的化石木材。依据对秋枫
化石木的木材结构的研究和对其现在生长环境的调
查 , 初步分析了元谋地区的古气候特征 , 为研究元
谋盆地的环境演化提供了新的生物学证据 。
2　产出层位
化石木采自元谋盆地西部物茂盆地的湾堡土林
(25°51.39′N , 101°48.54′E , 1053 m)和虎跳滩土
林(25°50.64′N , 101°45.45′E , 1164 m)(图 1)。
湾堡土林和虎跳滩土林化石木产出层相当于元谋组
的第一段和第二段(钱方和凌小惠 ,1989;钱方 , 个
人通讯 , 2003),古地磁年代数据表明元谋组第一段
和第二段地层年代大约为 3.4 ～ 2.5 M a BP (钱方
和周国兴 ,1991)。湾堡土林和虎跳滩土林化石木产
出层相当于江能人等(1989)定义的沙沟组和甘棠组
以及相当于张宗祜等(1994)定义的沙沟组 。本研究
采用张宗祜等(1994)划分方案 , 将湾堡土林和虎跳
滩土林化石木产出层归属沙沟组(图 2)。化石木保
存为茎干的次生木质部 , 呈红褐色 、 黄白色。标本
采用磨片法制片 , 普通光学显微镜观察和照相 。化
石木标本和切片保存在中国科学院植物研究所古植
物馆 。标本号 YMHTT008 , 010;YMWP002。
3　鉴定结果
3.1　系统位置
大戟科 Eupho rbiaceae
108　 古　地　理　学　报 2005 年 2 月
图 1　元谋盆地湾堡土林和虎跳滩土林地理位置
Fig.1　Geographical location of Wanpu and Hutiaotan Earth Forest in Yuanmou Basin
第
四
系
全新统 冲积层 , 洪积 、 冲积层 , 坡堆积层
上更新统
红土风化层 、 洞穴堆积
瓦扎菁组
龙街组
中更新统
红土风化层
中山 、 风龙砾石层
牛王山 、码头山砾石层
下更新统 元马祖
新近系
上上新统 沙沟组
下上新统 钙质砾岩
图 2　云南元谋盆地晚新生代地层表
(据张宗祜 , 1994)
Fig.2　Stratigraphy of the Late Cenozoic in Yuanmou Basin ,
Yunnan P rovince(after Zhang et al., 1994)
秋枫属 Bischof ia Bl.
秋枫 Bischof ia javanica Bl.(图 3)
3.2　特征描述
生长轮不明显(图 3-1)。散孔材(图 3-1 , -
2)。单个导管在横切面上呈椭圆形 、 圆形。管孔多
为径列复管孔 , 包括 2 ～ 6个管孔 , 多为 2 ～ 4 , 单管
孔较少 , 管孔团稀见(图 3-1 , -2);每平方毫米 32 ～
39个管孔。管孔弦向直径53～ 169μm , 平均107μm。
导管分子端壁具单穿孔(图 3-8箭头S P)。管间纹孔
式互列 , 纹孔轮廓多角形 , 长轴 8～ 14μm(图 3-4)。
侵填体丰富(图 3-3)。螺纹加厚未见。导管与射线
间纹孔式为横列梯状及圆形(图 3-6)。轴向薄壁组
织未见。射线组织异形Ⅰ及 Ⅱ(图 3-8箭头HR)。单
列射线数少 , 4 ～ 10个细胞高;多列射线 2 ～ 6个细胞
宽 , 多为 3 ～ 4个细胞宽 , 9 ～ 69个或更多个细胞高;
常有2 ～ 3根射线纵向连接。射线每毫米 5 ～ 8条 , 多
6条。直立或方形射线细胞比横卧细胞高得多(图3-
3 , -5)。木纤维壁薄 , 分隔木纤维常见(图 3-7箭
头)。胞间道未见。
3.3　亲缘关系
当前标本特征组合:短径列复管孔(2 ～ 4)甚多 ,
管间纹孔式互列 , 射线与导管间纹孔式为横列梯状及
大圆形 , 射线组织异形 , 纤维分隔 , 符合现代大戟科
木材特征 , 属于油柑亚科算盘子型木材(Metcalfe and
Chalk ,1950)。Mennega(1987)对大戟科油柑亚科算盘
子型木材各族(Spondiantheae , Bridelieae , Hymeno-
cardieae , Bischofieae , Dicoelieae , Poranthereae , Phyl-
lantheae)进行了系统总结。杨家驹等(1998)对中国叶
下珠亚科主要乔木的不同木材特征做了详细比较。当
前化石木标本具有如下特征:生长轮不明显 , 散孔
材 , 多径列复管孔(2 ～ 6 ,多 2 ～ 4),导管端壁具单穿
孔 , 管间纹孔式互列 , 轴向薄壁组织未见 , 木纤维分
隔 , 射线组织异形Ⅰ及Ⅱ, 多列射线多为 3 ～ 4个细胞
宽 , 射线与导管间纹孔式为横列梯形及大圆形。这些
特征的组合与秋枫属木材的特征相近似。秋枫属包括
2个种 , 秋枫和重阳木 , 二者管孔的大小和频度区别
第 7 卷　第 1 期 程业明等:云南元谋上新统秋枫化石木的首次发现及古环境意义 109　
图 3　元谋秋枫化石木 Bischofia javanica Bl.的显微特征
Fig.3　Microscopic features of fossil woods of Bischofia javanica Bl.from Yuanmou
1—横切面 , 示散孔材 、径向复管孔 、 单管孔, ×30;2—横切面 , 示管孔及纤维 , ×75;3—径切面 , 示导管内的侵填体及
横卧 、直立射线细胞 , ×75;4—弦切面 , 示互列管间纹孔, ×150;5—径切面, 示直立射线细胞和横卧射线细胞 , ×75;
6—径切面, 示导管-射线间梯状及圆形纹孔 , ×150;7—径切机 , 示分隔纤维 , ×150;8—弦切面 , 示异形射线, ×75
110　 古　地　理　学　报 2005 年 2 月
明显;秋枫木材管孔直径115 ～ 250 μm , 横切面每平
方毫米管孔11 ～ 12个;重阳木管孔直径 50 ～ 53 , 每
平方毫米 64 ～ 113个管孔(李秉滔 ,1994)。当前标本管
孔直径与秋枫接近 , 但与现代秋枫在管孔频度上略有
区别 , 似应定为秋枫现代种(Bischof ia javanica Bl.)。
当前化石木与发现于武汉地区新近纪地层(齐国凡等 ,
1987)的秋枫化石最为接近 , 与其不同的是前者导管
内含有丰富的侵填体。印度晚新近纪地层有古秋枫
(Bischof ia palaeojavanica Awasthi)报道(Awasthi ,1989;
Guleria and Srivastava , 2001;Guleria et al., 2001)。当
前化石木与印度古秋枫区别明显 , 古秋枫管孔弦向直
径可达 300 μm , 径向 340 μm , 横切面上每平方毫米
12 ～ 25个管孔 , 当前标本管孔弦向直径 53 ～ 169 μm ,
平均 107μm , 每平方毫米 32～ 39个管孔。
4　讨论
自元谋人发现以来 , 许多学者对元谋盆地内植物
化石进行了研究(浦庆余和钱方 , 1977;孙孟蓉等 ,
1984;李代芸 , 1989;宋学良和龙瑞华 , 1989;钱方
和周国兴 , 1991;刘耕武等 , 2002)。多数人认为当时
古气候为温暖湿润的亚热带气候。
浦庆余和钱方(1977)对元谋组孢粉植物群研究表
明其第二段(层位相当于甘棠组)孢粉植物群反映了元
谋盆地属温暖多雨的南亚热带气候 , 盆地周围和山麓
地带生长着茂密的常绿阔叶林 , 气温比现在高 , 湿度
比现在大 , 山地植物的垂直分带已有显示。
宋学良和龙瑞华(1989)孢粉学研究表明甘棠组反
映了当时一直处于热带、亚热带气候环境并较现今湿
润 , 植被具垂直分带和地势特点。
湾堡叶化石植物群(甘棠组)包括2门 21科 34属
50多种 , 其中有热带 、亚热带常见的科属:樟科 、杉
科、木兰科 、壳斗科等;也有产在亚热带和温带的植
物:杨梅科 、杨柳科 、蔷薇科 、忍冬科 、胡桃科等;
还有以温带为主的植物如榆 、桦等。从整个植物群来
看 , 湾堡植物群生长在亚热带温湿环境下 , 当时元谋
盆地气候比现在湿润 , 但温度比现在低(钱方和周国
兴等 ,1991)。
另外 , 甘棠组的动物群以剑齿象和犀为主(江能
人等 ,1989)。这些大型动物习惯生活于森林或林缘有
水域的地段(钱方和周国兴 ,1991),这也从侧面表明这
个时期盆地内降水比较丰富的。
刘耕武等(2002)根据对元谋盆地湾堡甘棠组植物
群共47科86属107种类型叶化石和孢粉化石的研究 ,
认为当时盆地及其周围植被的分异性是由于当时的地
形和气候的分异导致的;盆地内植被为亚热带半湿润
稀树灌木草原型 , 有以禾本科为主 、包括可能大戟科
等在内的草地 , 而盆地周围为湿润或半湿润的南亚热
带常绿阔叶林气候;在 3 ～ 2 Ma前的中晚上新世时
期 , 盆地已经发育成为金沙江流域的干热河谷盆地之
一。
孢粉分析表明元谋盆地可能包括大戟科草本植
物 , 而当前秋枫化石木的发现清楚地表明大戟科乔木
植物的存在 , 元谋盆地当时可能形成了一定规模的包
含大戟科乔木植物在内的森林。秋枫现今分布于亚洲
南部 、东南部至澳大利亚和波利尼西亚;我国分布于
西南 、华中、华东和华南等省区;现今元谋盆地河谷
平坝仍偶见散生的秋枫(金振洲和欧晓昆 ,2000)。秋枫
为热带和亚热带常绿季雨林中的主要树种(吴征镒和
朱彦丞 ,1987),常生长于海拔800 m以下山地潮湿沟谷
林中或平原地带 , 幼树稍耐荫 , 喜水湿(李秉滔 ,
1994)。由现存种的生境可以推测元谋盆地当时的气
候比现今湿润 , 关于干热河谷气候在当时是否形成及
其形成时间有待更深入的研究。
感谢中国林业科学研究院木材工业研究所杨家驹
研究员在化石木鉴定上的指导和帮助 , 木材材性室提
供现代木材切片进行比较研究 , 在此一并表示感谢。
参　考　文　献
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(责任编辑　王　媛)
112　 古　地　理　学　报 2005 年 2 月