从甘肃发现的各种古生物化石 揭秘甘肃气候环境的变化

甘肃境内新生代沉积中富含动物化石，以渐新世、中新世一些阶段的哺乳动物化石最为丰富。

2001年7月至8月，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、甘肃省考古队和甘肃省博物馆联合组队对甘肃党河地区进行了野外考察，在甘肃省肃北蒙古族自治县西水沟中新统鉄匠沟组的下部发现了铲齿象完整的下颌骨。

党河铲齿象，它带有象类中很少发现的下前臼齿，下颌联合部和门齿伸长变宽，形成铲状。因下颌似一把大铁铲而得名。它是欧亚大陆目前所知时代最早，构造最原始的一种铲齿象。长期被看作是亚洲和东欧中中新世最具代表性标本化石。

同时在党河地区，专家们还发现了著名的三趾马动物群化石和很多鼠兔类化石，一些长鼻类和鹿科牛科等化石。这些年，结合植物孢粉、沉积物的分析,专家们开始揭开甘肃古气候的神秘面纱。

甘肃作为典型的温带大陆性气候，由于青藏高原阻挡，暖湿气流难以到达，因而干燥少雨。而外地人眼中的甘肃，也素与大漠孤烟直，长河落日圆的广袤戈壁景像相联系。然而沧海桑田，日月斗转。谁又能想到，在遥远的中生代甘肃曾生活着许许多多长相奇特的恐龙，陇原大地曾经也是一派水草丰美，山青水秀的江南美景。而且在其后漫长的变迁过程中，甘肃的气候一直在温润、干燥之间徘徊反复。

为我们全面展现甘肃气候变迁始末的是，甘肃省化石研究专家颉光普老师。近日记者通过对颉光普研究员的采访，请他从甘肃古生物化石的角度，为我们呈现甘肃古环境的发展与变化。

甘肃古气候曾经历湿润、干燥的徘徊反复

自十九世纪末叶至本世纪初，在甘肃省境内，发现了地质时期的大批恐龙化石和其他脊椎动物化石及植物化石。其中，甘肃省境内新生代沉积中富含动物化石，以早渐新世晚期、晚渐新世、早中新世早期、中中新世晚期、晚中新世、早更新世和晚更新世的哺乳动物化石最为丰富。这些化石表明，在遥远的地质时期甘肃曾经生活过许许多多长相奇特的恐龙和其他动物，陇原大地曾多次出现过热带和亚热带动植物一统天下的局面。但是，甘肃气候的变化并不是一个平缓的过程，它经历了温湿、干燥甚至是寒冷等反反复复的变迁。

白垩纪末期时，印度洋板块与西欧板块发生俯冲，青藏高原开始形成，其后青藏高原快速隆升，改变了东亚的大气环流和中国的地理格局，中国地势由原来的西低东高，变为西高东低的地理格局，气候环境发生了翻天覆地的变化。原本海拔不高，环绕于青藏高原的北缘和东北边缘的甘肃受其影响地域发生强烈隆升，气候和地理面貌发生了巨变。甘肃省境内的哺乳动物群在这种变化背景下发生了一次次的更替。通过对不同时代的动物群所代表的生态特征分析和结合沉积物佐证，专家推测出了甘肃新生代的气候环境演变过程。在古新世至早渐新世早期，甘肃的海拔不高，气候炎热干燥，呈沙漠或干旱的荒漠环境；早渐新世晚期至早中新世早期，气候转变为半干旱半暖湿气候下的森林环境，间有开阔的草原地带；中中新世晚期，森林更加茂密，水体丰富，冬季风开始逐渐形成并不断发展；晚中新世，为炎热半干旱的稀树草原环境，古冬季风盛行；上新世时变得越来越干冷；第四纪开始，青藏高原的抬升活动愈发剧烈，甘肃的海拔高度越来越高，从早期的干冷到中间的短期暖湿反复变化，生物和地貌也随之巨变，适应干冷气候和荒漠草原环境的哺乳动物兴起。晚更新世末，气候环境、地理和生物面貌已与现代相似。

古动物群的特征揭秘气候变化

1999年，甘肃省考古所、省博物馆、中科院学者、留美博士共同组成的考古队开赴肃北、阿克塞的党河流域，在那里他们有很多收获。连同在甘肃境内其他地方发现的化石，从这些古动物群的牙齿，体型特征等方面，专家为我们解密当时的气候特点。

在甘肃的党河盆地、兰州盆地和临夏盆地，都曾发现过距今3000-2400万年的渐新世的巨犀和其他犀牛类的化石。“巨犀，身高大约有六米左右，门齿已经高度退化，完全依靠软软的鼻子摄取树冠上的嫩叶为食，加之体形的庞大，说明它生存的环境应该是一种气候温湿且树木茂盛的环境。”颉光普老师这样说。铲齿象，生活在距今1200-900万年的中中新世中期至晚期时，在党河盆地、临夏盆地、秦安等地都有它的踪影。党河铲齿象是欧亚大陆目前所知时代最早，构造最原始的一种铲齿象。长期被看作是亚洲和东欧中中新世最具代表性标本化石。根据专家分析，铲齿象的下颌上两颗长长的像大铁铲似的门牙，“这应该是深入到湖边或河边的泥沼中，翻寻植物的根、茎来食用。因而可以判断，铲齿象的生活环境为河流、湖泊、沼泽地带，以水生植物的根、茎为生，说明这一时期甘肃的气候环境还是相当温暖的。”颉光普说。

三趾马动物群是在中国进行研究的第一个大型化石动物群。20世纪20年代,发现于山西宝德的三趾马动物群化石，在世界古生物学界享有盛名，但令人遗憾的是，这批化石的发掘和研究完全由外国人垄断,全部标本至今仍被视为珍宝,收藏在瑞典乌普萨拉大学的进化博物馆里。陕西府谷的三趾马动物群化石也很丰富,在20世纪70年代曾是盛产期。可惜由于当时没有采取有力的保护措施,以致大批化石遭到破坏,流失各地。而最近在临夏盆地的发现弥补了上述遗憾。临夏盆地的三趾马动物群化石不但在数量和质量上超过了保德和府谷,甚至也超过了欧洲最著名的希腊匹克米和萨摩斯地点。

“距今800-500万年的晚中新世时，甘肃境内从东到西、自南往北，到处都有三趾马动物群的身影。与现代马相比,三趾马的四肢更为细长,显示出它具有快速奔跑的能力。说明当时的环境与非洲现代的炎热半干旱的稀树草原环境比较相似，也是一种炎热半干旱的气候。但对临夏盆地已经发现的晚中新世的犀牛类化石年龄结构统计数据分析，化石中，不以平常的幼年化石居多，却以青壮年个体的化石数量最多，幼年个体的次之，老年个体的最少为特点。这是怎么回事呢？结合植物孢粉和沉积学的研究成果，专家认为，晚中新世时，甘肃发生过多次极其干旱的恶劣气候，连年干旱导致水系萎缩而引发食物短缺，引起动物饥饿死亡。到距今500-180万年的上新世时，甘肃境内三趾马动物群大量衰退，由喜冷的动物逐渐取代之，说明气候变得越来越干冷了。”

大、小型哺乳动物在动物群中的比例,是解读生态环境变迁的一个重要标尺。通常来说,在干旱的环境中,小哺乳动物占有较大的比例;相反,在湿润的环境中,大哺乳动物更为丰富。颉光普老师去肃北、阿克塞的党河流域进行考古考察时，一段有趣的经历让颉光普老师找到了一种新型鼬的骨骼化石。这是一种小型的哺乳动物，这种化石与其他化石一起，为研究甘肃的气候做出共同的见证。

“那几天，我们科考队发现了铲齿象化石，兴奋之余，我们认定这周围肯定还有其他古动物群的化石，于是，我们有三个人留了下来对铲齿象进行发掘，我和另外的同事分头一人一条沟去寻找化石。”颉光普老师说。“在回来的路上，途经一条深沟，沟旁边有一座小山丘，山丘的坡度很陡，我只好弓着身子手脚并用地向上爬，可是就在往上爬的途中，一颗石头跳入我的眼帘。起初，我以为是钙质结核，再一看，发现上面有褐色的斑点，而且在太阳光下会反光。我拿出放大镜仔细观察，发现这是一颗小动物的头骨，从牙齿的特征判断，应该是一种小型的食肉动物。这块化石长约5厘米，宽约4厘米，从骨骼特点分析，我初步判断这是一种鼬的头骨化石，可是这块化石不是很完整，只是头骨并没有下颌骨。”颉老师告诉记者。为了找寻可能遗落在附近的下颌骨，颉老师又找了一个小时，可还是没找到。后来我们分析，因为下颌骨较小，有可能是被雨水冲走了。后来，留美的王晓鸣博士和邱占祥院士通过对比研究，发现这颗小小的头骨，是鼬类的一个新品种，将他命名为光普丝路鼬。

从更新世开始甘肃南北气候有了较大的差异

在甘肃环境变迁的考证上，专家们还发现了一个有趣的现象。从距今180万年的早更新世起，甘肃南北的气候就有了较大的差异。晚更新世时甘肃北部以干燥寒冷的草原为主，夹有大面积森林草原或荒漠草原，但此期间气候有波动，也曾出现过温湿气候；南部有茂密的森林，气候暖湿。

特别是，中更新世（距今80-10万年）和更新世（距今10-1万年）时，甘肃北部，从兰州市、会宁县、秦安县、华亭县、平凉县，到最北的环县，曾经生活有纳玛象、诺氏象、猛犸象等古稜齿象类，说明当时甘肃北部曾经历过较冷时期，但从已经发现的同时代的其他动物整体来看，多半时间，气候不是太冷。而同一时期，甘肃的南部从甘谷到天水往南一直到成县、武都、舟曲却曾经生活着东方剑齿象等喜欢暖湿气候的动物。

同时，颉老师对晚更新世分布在玉门、民勤、永靖、兰州、皋兰、榆中、会宁、平凉、庆阳等地的36处以上考古点和馆藏化石标本进行过分析，颉老师认为，晚更新世时，甘肃北部以森林草原和荒漠草原地区常见的动物为主，多为耐旱抗寒的野牛，野马、马鹿等动物居多。根据化石分布状况推测，晚更新世时，甘肃北部以干燥寒冷的草原为主，有的地区夹有大面积的森林草原，有些地方为荒漠草原环境，但期间有过波动，出现过温湿气候。而同一时期，甘肃的南部却生活着喜欢暖湿气候的动物，应该是有茂密的森林，气候暖湿的环境。

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