森林是林木、伴生植物、動物及其與環境的綜合體。它具有豐富的物種，複雜的結構，多種多樣的功能。森林被譽為“地球之肺”。

      地球上首次出現森林的時期

      泥盆紀（距今4.2億～3.6億年）是陸生植物的大發展時期。到了中泥盆世時期，地球上首次出現了森林。

      泥盆紀時期的植物種類多，數量大，但外觀卻和今天的植物差別極大。構成泥盆紀森林的植物主要有三種類型，即喬木狀石松類、前裸子植物類以及早期真蕨類植物。嚴格地説，這三種類型的植物都是依靠孢子進行繁殖的，都屬於蕨類植物。

      石松是一種蕨類植物，它的孢子葉一般聚集成穗狀，孢子囊着生在具有單葉脈的小型葉腹面上。現生石松全都是草本，分佈於熱帶和亞熱帶等地區。大型石松類植物是古生代森林的重要組成植物之一，當今世界部分煤田中的煤就是由這些高大的植物經成煤作用而形成的。

      裸子植物儘管在泥盆紀已經出現，但只是較低矮的植株。前裸子植物中最具代表類型的植物是古羊齒。它是最早具有現生樹木外觀的植物，這種樹的樹榦與今天的松樹類似，高可超過20米，其樹榦的化石就是最早的硅化木。

      真蕨類植物化石是從美國紐約中泥盆世的地層中發現，高可達5～6米。這種植物具有複雜的分枝系統，被稱為枝蕨類。

蕨類植物化石

      不斷發展變化的森林

      最早的森林出現在中泥盆世時期。從那時起，在漫長的地質歷史時期，隨着植物演化、氣候變化、海陸變遷等，森林也在不斷發生改變。

      古生代時期的森林主要由一些大型喬木狀蕨類植物構成，石炭紀的大量煤層就是古生代蕨類植物森林所形成的。

      到了中生代三疊紀以後，陸地景觀發生了明顯的改變，裸子植物開始成為森林中的優勢類群。因此，在中生代侏羅紀的地層中，往往可以找到大量裸子植物的硅化木化石，比如南洋杉、水杉、紅杉等硅化木化石。相對蕨類植物來説，裸子植物對溫度和水分條件適應性更強，因此中生代以裸子植物為主的森林可能具有更為廣闊的分佈範圍。很多中生代時期起源的裸子植物，如銀杏、水杉等，其生命史一直延續到了今天。

      中生代接近結束的時候，被子植物開始登上歷史舞&。到了新生代以後，被子植物逐漸興盛，並逐漸成為陸地植被中的主體和優勢類群。那時的森林和草原的面貌與現在地球上的差不多了。

美國密歇根州史前森林

      古植物變成煤的條件

      煤炭是古代植物埋藏在地下，經歷了複雜的生物化學和物理化學變化，逐漸形成的固體可燃性礦物。植物變成煤，首先要有數量龐大的植物量，煤的主要成分是碳，而植物是煤的主要碳源。因此，能夠成煤的植物在地質歷史時期都曾形成規模龐大的森林。其次，還要有足夠的水。植物體內的有機物，必須長期在水的浸泡下，才能經生物化學變化轉變成泥炭。

      要同時滿足這兩種條件，必須存在規模龐大的沼澤森林。這種類型的森林在石炭紀等地質時期非常普遍。石炭紀地球植物大繁盛，為煤的形成奠定強大的物質基礎，後來的造山運動為煤的形成提供了外部條件，經過長年累月，便有了煤。

      地質歷史上有三個大的成煤期：一是古生代的石炭紀和二疊紀，成煤植物主要是孢子植物，主要煤種為煙煤和無煙煤；二是中生代的侏羅紀和白堊紀，成煤植物主要是裸子植物，主要煤種為褐煤和煙煤；三是新生代的古近紀，成煤植物主要是被子植物，主要煤種為褐煤，其次為泥炭，也有部分煙煤。

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責任編輯： 魏承瑤