二叠纪中后期发生的塔里木-华北板块和西伯利亚板块的碰撞与拼合,使华夏植物区系与安加拉植物区系在北祁连区发生了交流和渗透,并在该区形成了华夏和安加拉混生植物群。研究北祁连区晚古生代植物,尤其是晚二叠世华夏和安加拉混生植物群的形成、发展和演化,对于再造古大陆、恢复古地理环境和指示古气候条件都具有十分重要的意义。但目前关于该区晚二叠世植物化石的研究基本停留在形态描述的程度上,对植物化石微细构造特征的分析几乎为空白,这在很大程度上限制了对植物群中某些属种的正确分析,也阻碍了从化石植物角质层中获取与古环境、古气候信息相关的数据。本文重点研究了甘肃玉门晚二叠世肃南组植物化石的微细构造特征。通过对植物群中大部分种子蕨纲属种微细构造特征的研究,填补了形态属Comia,Tychtopteris,Compsojpteris,Zamiopteris,Iniopteris 等 5 属角质层微细构造特征的空白和不足,并通过与这些属相近的化石植物角质层微细特征的比较,推测种子蕨纲植物 Comia,Tychtopteris,Compsopteris,Zamiopteris 的系统分类位置应该为盾形种子目,而分类位置不明的Iniopteris一属应被归于种子蕨纲。文中较为详细的研究了植物群中所有松柏纲属种的宏观形态特征和微细构造特征。结合生殖器官和营养器官特征,建立伏脂杉目一新属新种Gansuvoltzia minuta gen.et sp.nov.,假伏脂杉属一新种Pseudovoltzia yumenensis sp.nov.,鳞杉属一新种Ullmannia qilianshanensis sp.nov.,和方枝杉属一新种Quadrocladus pendulinussp.nov.。Gansuvoltzia minut 的主要特征为雌球果由至少9枚螺旋状排列的可育鳞片组成,不具典型的苞鳞-生殖短枝复合体,可育鳞片腹面中部着生有1枚直立的胚珠。Pseudovoltzia yumenensis的胚珠由一明显的珠柄经合点与珠鳞腹面联接的特征,为已被否定的Florin著名的早期松柏类演化系列提供了新的证据。而Ullmannia qiliananensis 一可育鳞片上胚珠和花粉粒同时发现的情况,指示该雌球果可能正在或将要进行授粉过程。本文对植物群中未保存角质层或角质层较薄的楔叶纲、真蕨纲、苏铁纲、银杏纲和少数的种子蕨纲的宏观形态特征也一并进行了描述和鉴定。通过对植物化石宏观形态特征以及微细构造特征的研究,共描述甘肃玉门肃南组植物群化石植物6纲29属58种(新属1,新种8)。结合前人的报道,对玉门肃南组植物群的整体面貌进行了分析,结果显示该植物群中占有绝对优势的植物为种子蕨纲,松柏纲含量其次,再次为楔叶纲,而真蕨纲、苏铁纲和银杏纲含量均不多,无科达纲植物。通过分析该植物群各组成分子的特征以及除新属新种外的各植物属种的地史分布范围,论证了玉门肃南组植物群应为一含有部分欧美植物群分子的华夏和安加拉混生植物群,其中安加拉分子稍微占优,植物群的时代为晚二叠世。化石植物叶表皮气孔参数是环境变化的敏感指标,被古植物学者和地质学者广泛地应用于追溯各地质历史时期的古大气CO2浓度的变化。基于化石植物气孔参数重建古大气C02浓度的研究正日益深入,并在恢复新生代和中生代古大气CO2浓度上取得了重要的研究成果。但由于材料的限制等原因,该方法在重建晚古生代古大气CO2浓度方面的研究较少,仅有国外少数几个学者利用种子蕨纲和松柏纲植物气孔参数进行过探讨,而我国在该方面的研究目前还处于空白。甘肃玉门晚二叠世肃南组植物群中种子蕨纲和松柏纲保存有较好的角质层特征,为利用化石植物气孔参数重建该时期古大气CO2浓度提供了良好的化石材料。在角质层分析的基础上,根据气孔比率法原理,本文选取对CO2浓度变化比较敏感的种子蕨纲植物Comia dashankouensi 和松柏纲植物Quadrocladus solmsii对晚二叠世的古大气CO2浓度进行了恢复,并分别用石炭纪标准和最新标准对恢复的CO2浓度值进行了校正,两种植物重建的晚二叠世古大气CO2浓度值分别为1164-1941 ppmv和700-1166 ppmv。结果显示选用种子蕨纲植物重建晚古生代古大气C02浓度时采用最新标准校正较为合适,而选用松柏纲植物重建该时期大气CO2浓度时采用石炭纪标准较为合适。