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古植物学与孢粉学研究室是中国最大的、在国际上具有重要影响力的古植物学与孢粉学研究机构，是中国古生物学会古植物学分会和孢粉学分会挂靠单位。斯行健、徐仁、李星学和周志炎院士以及宋之琛、欧阳舒研究员等中国著名的古植物学、孢粉学先驱在我室工作并引领产出了丰硕的、享誉学界的研究成果。研究室主持或参与主办了“第六届国际古植物学大会（2000年）”、“第十届国际孢粉学大会（2000年）”、“侏罗系界线及地质事件国际学术研讨会（2005年）”、“第十六届国际石炭-二叠系地质大会（2007年）”、“第八届国际侏罗系大会（2010年）”、“欧亚大陆新近纪气候演化国际专题研讨会（2012年）”等国际会议，在国际学术界产生了重要的影响。
研究室以地史时期的各种大植物和微体植物化石为研究对象，研究内容涵盖系统分类、起源演化、重要植物类群的整体重建、地层学、古植物区系地理、古植被与古生态、古气候、新生代全球变化、环境考古等基础研究以及与煤和油气等资源勘探、开发相关的应用研究。主要研究方向包括：植物大化石与孢粉的分类学与系统学；特定植物类群的起源、发育与演化；古植物与孢粉分区；古植被与古环境（古地理、古生态、古气候）；古植物解剖与超微结构；陆地生态系统、植物群与环境的协同演化；陆相地层划分和对比；新生代全球变化；环境考古和农业考古；能源勘探评价和基础地质研究等。
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