研究地质历史时期大气CO<,2>浓度与气候之间的耦合关系,对于理解气候变化的机制和维护人类社会的可持续发展具有重要的理论义和现实意义.80年代以来植物生理学的发展使古植物学家逐渐认识到:化石植物位于古大气圈与古生物圈的交互面上,其本身记录了古大气、古环境和古碳循环变化的诸多信息.银杏是一种地史分布很长而又存在"孑遗种"的裸子植物,可以用来作为古环境恢复的良好材料,但是不同海拔的变化可能会给古环境恢复带来误差.该文根据最新的植物生理学原理,运用植物生理解剖学和有机地球化学的方法对化石银杏和现生银杏的角质层进行了综合分析.研究结果表明:随着海拔升高,现生银杏的叶形指数(高:宽)增加,叶柄加长;气孔参数呈现下降的趋势;叶片碳同位素组成逐渐变重.阴叶和阳叶具有不同的特征:阴叶叶片形态对气候的变化比阳叶更加敏感,阳叶具有相对高的气孔频度和较重的碳同位素组成.银杏叶片阴阳叶、不同海拔的差别可能给古环境重建带来一定的误差.化石银杏气孔特征变化表明:早、中侏罗世大气CO<,2>浓度范围在1000~1500ppmv之间;从早侏罗普林斯巴赫期到中侏罗阿林期、巴柔期,大气CO<,2>浓度先是下降,而后持续上升,与全球碳平衡模型的变化趋势完全一致,并且与全球表面温度具有较好的对应关系;将CO<,2>浓度变化作为气候变化的敏感因子,估算的当时全球平均气温比现在高出7~8.5℃;基于几个假设前提,对中侏罗世早期窑街盆地的古海拔变化进行了初步探讨:总体海拔高度不超过600m,从阿林期到巴柔期呈现缓慢上升的趋势.胡顿银杏角质层碳同位素组成逐渐变轻的证据表明:从阿林期到巴柔期,大气CO<,2>碳同位素组成逐渐变轻,并与海洋碳酸盐所得到的独立证据一致;沉积有机质的碳同位素组成则为不同沉积环境下的物质来源提供了佐证;胡顿银杏与现生银杏碳同位素特征的对比分析表明:银杏植物虽然经历了上亿年的进化,但其碳同位素分馏(或P<,i>/P<,a>)却保持了相对的稳定性;在CO<,2>浓度很高的侏罗纪,化石银杏具有很高的利用效率,而在现代的CO<,2>浓度条件下,银杏气孔频度的增大导致了更多的水分流失,具有较低的水分利用效率.