中文摘要：

本项目围绕禾本科的自身演化、C3/C4的分化、禾草草原的发生和发展、生物的和非生物环境变化对禾本科的适应性辐射的影响等禾本科历史发展上的关键科学问题，采用生命科学、地球科学和环境科学等多学科交叉的研究手段，聚焦在全球视角中的薄弱点――中国范围，寻找和发掘新生代以来地层中保存的禾本科的化石证据（大化石、孢粉、植硅体等），先取得材料上的突破，后开展精确鉴定和系统定位研究；研究清楚禾本科/禾草草原发展关键时间段上的古气候、古环境，定量化地反映中国范围关键时间段上古气候与古环境的变化；探讨古气候和古环境转换对禾本科/禾草草原发生、发展的影响；同时，研究在晚白垩世以来，各种生物的和非生物环境变化对禾本科的适应性辐射的影响，有助于理解其适应性辐射形成动力。本课题的启动和未来取得的任何相关创新与突破，无疑将为在全球范围，全面、客观地阐明禾本科适应性辐射的历史过程及其与环境和气候之间的关系奠定坚实根基。

结论摘要：

本项目围绕禾本科演化、禾草草原发生和发展、环境变化对禾本科适应性辐射的影响等禾本科发展历史上关键科学问题，采用多学科交叉手段，首次发现并研究了一些中国禾本科化石，定量化研究和揭示了新生代以来中国范围青藏高原地区、东部北方地区、西南地区等不同区域气候变化特征，丰富了禾本科/禾草草原发生、发展的全球与区域古气候和古环境背景，为研究该科适应辐射历史过程及其与气候环境关系提供了新证据。主要成果和进展如下1）发掘了中国新生代禾本科化石，发现了丰富的化石平行脉叶、具芒尖果实等材料；建立了禾本科植硅石、单子叶平行脉表皮结构、禾本科草原常见花粉等现代植物识别参照体系，并有效地用于禾本科化石精确鉴定和系统定位研究。如运用竹亚科表皮结构和植硅石参照系统，首次研究定位了浙江早上新世竹亚科刚竹属，该化石为竹亚科系统发育研究提供了重要缺失环节和时间标定点；研究了欧亚干草原内蒙地区不同草原类型表土孢粉组合，发现草原表土孢粉组合不仅明显区别于森林，还可依喜旱类群的相对丰度识别不同草原类型，由此建立了通过孢粉组合识别草原的参照系统，有助于解读2.6百万年前第三纪、第四纪之交亚洲内陆干旱和变冷驱动的郁闭森林植被向欧亚干草原演变的历史进程。2）定量研究了中国新生代禾本科/禾草草原发展关键时间段上气候与环境新生代以来青藏高原的隆升是造成今天中国复杂的地形、地貌、气候变化模式和生物多样性格局的根源，直接导致了我国西南湿润、西北干旱的气候格局。我们新近研究用温度与降水等值图展示了中国始新世气候格局的变化，揭示始新世后期青藏高原已达一定高程，亚洲季风雏形初现。我们的系列研究揭示中国东部与西南地区在新近纪气候变化趋势相异，如云南横断山地区中、上新世气候变化完全不同于我国北方地区、欧洲中部及全球总体气候变化趋势，其年均温和最冷月温度自新近纪以来不降反升，推测可能与青藏高原逐步抬升阻隔了亚洲冬季风南下，冬季风对该地区影响减弱有关。这些研究为重大项目第四课题竹亚科在新近纪西南横断山区辐射分化提供了气候驱动背景。3）利用系统发育、分子钟、生物地理及基于模型的多样化分析，分别在属、种水平上研究了禾本科及其内部稻属适应辐射的式样和机理，结果显示在禾本科内，自新生代以来在不同时间段上至少发生了20次多样化速率的升高。整合古地理、古气候、古环境的证据，发现温度变化、生境转换及分布区扩张可能是禾本科发生快速分化的主要驱动力。