牛科动物是欧亚大陆新近纪哺乳动物群的重要成员，具有很高的生物多样性与较快的演化速率，对生物地层与古环境古气候有重要的指示意义。临夏盆地中新世至早更新世的地层中，牛科化石丰富，为了解中国牛科动物的演化历程提供了重要的材料基础。近日，国际学术期刊《古地理古气候古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所相关研究成果，系统总结了临夏盆地化石牛科动物的地层分布和演化序列，比较了中国北方不同化石地区之间的年代关系，讨论了临夏盆地不同化石牛科动物组合反映的古环境信息。
临夏盆地的化石牛科动物属种繁多，分布于43个化石点，属于9个不同的化石层位。最早的牛科动物化石产自早中新世的寺沟动物群，但材料很少。至中中新世的石那奴动物群和老沟动物群，临夏盆地唯一的化石牛科动物是土耳其羚——一种广泛分布于中国中中新世地层中的早期牛科动物。进入晚中新世以后，临夏盆地的化石牛科动物迅速繁盛起来，出现了大量的新属种，化石保存也十分丰富。临夏盆地晚中新世“柳树组”的化石牛科动物分布于四个化石层中，晚中新世早期的郭泥沟动物群以柴达木兽和陕西转角羚为代表物种，晚中新世中期的大深沟动物群以多种多样的地方性牛科动物为代表，晚中新世晚期的杨家山动物群则以多样的羊族动物和大量的瞪羚化石为代表，晚中新世最晚期的青卜山动物群中牛科化石很少，只发现了一些瞪羚化石。进入上新世，临夏盆地的牛科动物化石数量大量减少，早上新世的十里墩动物群中仅发现了少量瞪羚与中华羚头骨化石。至早更新世的龙担动物群，化石牛科动物的种类又有所增加，以丽牛、半牛以及扭角羚的出现为代表。
图1 临夏盆地“柳树组”上部杨家山动物群中的牛科动物化石
临夏盆地化石牛科动物的分布和组成，显示出明显的属种更替。从中中新世至晚中新世，中国常见的早期牛科动物土耳其羚灭绝，取而代之的是角心和头骨都高度特化的一些进步的类群。从晚中新世灞河期至保德期，临夏盆地的化石牛科动物中地方性物种比例减小，出现了大量广泛分布于欧亚大陆的羊族动物。而到了早更新世，在属一级的阶元上，临夏盆地瞪羚以外的原有牛科动物全部消失，取而代之的是丰富的牛族动物，一些现生牛科动物属，如扭角羚属，在临夏盆地首次出现。
图2 临夏盆地主要化石牛科动物的生物地层分布
由于临夏盆地晚中新世的化石牛科动物数量较多，使得我们可以将其与中国北方其它地区的化石牛科动物进行生物地层学对比。青海柴达木盆地的托素动物群与临夏盆地的郭泥沟动物群年代相近，二者都有柴达木兽化石发现，但前者的化石牛科动物多样性更高。临夏盆地大深沟动物群的牛科动物在中国北方有着较为广泛的分布，与之相似的有陕西府谷的喇嘛沟动物群，以及陕西蓝田的灞河动物群。喇嘛沟动物群与灞河动物群在牛科动物的组成上差异较大，而大深沟动物群的牛科动物似乎是二者的结合，或许代表了较长的时代分布。临夏盆地杨家山动物群的牛科动物组成与甘肃庆阳动物群和山西保德动物群相近，特别是中华羚、粗壮羚、古大羚等大型羊族动物的出现，表明杨家山动物群的在时代上很可能与后二者有所重叠。
图3 中国北方晚中新世不同动物群的基于化石牛科动物组成的生物年代对比
临夏盆地丰富的化石牛科动物为古环境的重建提供了重要信息。生活于早中新世至中中新世的土耳其羚，牙齿齿冠很高，反映了坚韧耐磨的食物来源，而临夏盆地同时期的犀牛化石指示了温暖湿润的环境，这一矛盾或许表明此时期的临夏盆地环境较为多样。生活于晚中新世早期的柴达木兽，面部结构十分特化，可能代表了对某种特殊的局部环境的适应。在晚中新世晚期，临夏盆地化石牛科动物中与欧洲相似的属种增加，表明此时中国与欧洲的整体环境差异变小。而在早更新世早期，临夏盆地化石牛科动物的牙齿齿冠显著增高，表明食物中耐磨的纤维含量普遍增加，与更新世的干旱气候相吻合。
图4 临夏盆地晚中新世大深沟动物群生态复原图（陈瑜绘）
本研究得到中国科学院（QYZDY-SSW-DQC022，XDB26000000，XDB31000000）和第二次青藏高原综合科考（2019QZKK0705）联合资助。
