我国西北地区白垩纪地层发育,保存有较好的植物化石,为研究我国西北地区白垩纪植物群面貌、古环境变化及古大气状况提供了丰富的材料。本文利用甘肃酒泉盆地,宁夏六盘山盆地白垩纪中期地层内保存的掌鳞杉科植物（Brachyphyllum和Pseudofrenelopsis）枝叶化石角质层气孔参数、有机碳同位素组成等重要参数,借助光合气体交换机械模型对甘肃玉门和宁夏六盘山地区白垩纪中期（Aptian～Albian）古大气CO₂浓度进行了定量重建,恢复得到古大气CO₂浓度值分别为651～756 ppmv和584～851 ppmv。当前结果低于利用传统的气孔比率法重建的同层位的浓度值,且与利用最新标准重建的结果（甘肃玉门为641～531 ppmv,宁夏六盘山为548～660 ppmv）相近,而低于石炭纪标准重建的古大气CO₂浓度值（甘肃玉门为1060～882 ppmv,宁夏六盘山为914～1063 ppmv）,这个结论也为今后重建中生代古大气CO₂浓度的方法选择提供一定参考。此外,利用光合气体交换机械模型重建的浓度值在全球碳循环模型GEOCARB II及GEOCARB III的误差范围之内,且变化趋势与其它生物化学模型和碳同位素模型重建得到的白垩纪中期大气CO₂浓度变化趋势相近。本文重建的甘肃玉门四个连续层位的浓度值反映了大气CO₂浓度在晚Aptian～早Albian期具有一个明显的降低过程,这一现象可能与白垩纪中期（晚Aptian～早Albian期）发生的大洋缺氧事件（OAE1b）及气候骤冷事件（Cold snap）具有较好的响应关系。综合前人重建结果,发现白垩纪中期（Aptian～Cenomanian）全球CO₂浓度变化在晚Aptian～早Albian呈现降低趋势;Albian中晚期的古大气CO₂浓度值较稳定,变化不大,从古气候的角度来看,这一时期的古环境也较为稳定,没有发生全球性的气候事件。但从Albian晚期至Cenomanian早期,大气CO₂浓度值大幅上升,这一趋势与白垩纪中期温室气候的加强相对应,因此可以认为,植物光合气体交换机械模型能在一定程度上反映出气候事件与古大气CO₂浓度之间的响应关系。