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乐森璕一生以极大的兴趣从事古生物学和生物地层学研究，发表了许多论著，做了许多奠基性工作，特别是对中国泥盆纪珊瑚的研究做出了许多贡献。早期的珊瑚研究：在1927年乐森璕发表的论文《奉天直隶石炭纪管状珊瑚之一新属》，是第一篇中国学者研究珊瑚化石的著作。乐森璕与黄汲清在1932年合著的《扬子江下游栖霞石灰岩之珊瑚化石》则是中国学者第一部研究早二叠世床板珊瑚、四射珊瑚和苔藓虫的专著，大大丰富了世界同期珊瑚动物群的资料，为国际地质古生物界所重视。1927年到1933年间，乐森璕发表的《广西北部栖霞层新发现之珊瑚化石》、《浙江西南志留纪凤竹页岩中之网膜珊瑚》等一系列珊瑚研究论文，增加了对于中国南方珊瑚动物群的认识，为划分对比地层和确定地质时代提供了新的依据。留学德国的研究成果：1934年到1936年乐森璕赴德国留学，先在格廷根大学研究德国泥盆纪的石燕等腕足动物化石，后在马堡大学师从著名古生物学者魏德肯学习四射珊瑚。他的博士论文《华南广西省中泥盆世四射珊瑚化石群》，详细描述了大量四射珊瑚化石种属，与莱茵区进行对比，结合腕足动物群的对比研究，建立了广西省中泥盆统艾菲尔阶和吉维特阶的地层划分，确定了泥盆系三个统的生物地层，证明该地区下泥盆统存在海相地层，得到国内外学者的高度评价。乐森璕的研究论文《中国南部海相下泥盆统上部及中泥盆统下部地层问题》，经过几十年生物地层学实践的考验，证明地层结论基本正确，奠定了中国南方泥盆系研究的重要基础。四川龙门山泥盆纪地层的详细分层分带研究：在1953年乐森璕应四川省石油管理局之邀，详细研究四川省西北部龙门山地区的泥盆纪地层和化石，把泥盆纪地层划分为上泥盆统2个组、3个化石带，中泥盆统2个组、7个化石带和下泥盆统2个组、3个化石带，列出了各化石带的珊瑚和腕足化石名单。他的研究为四川地区的区域地质研究和石油天然气开发打下了坚实的基础，并推进了中国泥盆系的研究。在龙门山地区野外调查研究期间，乐森璕发现一个寺庙的台阶上露出了一点鱼化石，当即请石匠将这块阶石换下来，经古脊椎动物专家刘宪亭研究确定为新属新种，命名为乐氏江油鱼。这是中国首次发现的节甲目鱼化石。这个发现也说明了他观察的精细和知识的渊博。四射珊瑚的总结著作。在1955年，乐森璕与王鸿祯和俞建章一起编写了《中国标准化石》中的腔肠动物部分，对中国已发现的珊瑚化石进行了总结，以满足当时大规模开展地质普查工作的急需。1964年乐森璕与吴望始合著的《珊瑚化石》 （四射珊瑚）一书，是中国第一部全面总结四射珊瑚研究的著作，系统介绍了四射珊瑚的形态、构造、分类、时代分布规律、古生态和演化趋向，以及采集和研究方法。该书在美国、法国和苏联的四射珊瑚总结著作的基础上加以补充和修正，代表了当时国内外四射珊瑚研究的新水平。乐森璕的治学态度非常严谨，一些问题往往经过长期观察研究，多方验证后才做出结论。60年代，乐森璕到北京西郊小汤山疗养期间，将马特斯著的德文《微体古生物学导论》译成中文，约55万字。他以工作代替了休养。虽已84岁高龄，他还亲自撰写《四射珊瑚类的起源问题》文稿，由科研助手带到第一届全国珊瑚学术会议上宣讲。这篇论文介绍了澳大利亚发现的早寒武世四射珊瑚和床板珊瑚，进而探讨古生代早期珊瑚类的起源和演化历史。 
对于化石的认识在中国和西方都已有千年以上的历史。但古生物学成为科学则始于18世纪后期，约有200年历史。这门科学的奠基者包括：J-B de拉马克（无脊椎动物学）、W史密斯（生物地层学）、G居维叶（提出相关律及绝灭、灾变等概念）、CR达尔文（他的进化论为古生物学提供了科学的理论基础，同时指出了“化石记录的不完整性”这一缺陷）。从那时以后到20世纪中叶的百余年间，古生物学的主流是描述古生物学和生物地层学。这方面的成就是巨大的。先是西欧、北美，然后苏联、东欧，中国、印度，以至世界其他地区出版了大量的古生物和生物地层专著，为古生物学的综合研究提供了事实基础。这个时期古生物学其他方面的发展不显著，原因之一是现代生物学（遗传学，分子生物学）的发展还没有渗透进来，在地质学中也缺乏能为古生物学指明道路的统一理论格架。从20世纪中叶以后，古生物学有一些重大的突破：①电子显微镜、特种摄影技术的应用和石油勘探的需要，使一些新分支飞跃发展起来，这包括微体和超微古生物学、古生物化学、化石岩石学等；②在大量资料的积累的基础上，古生物理论工作发生飞跃，最早是辛普森和迈尔基于遗传学和进化论对古生物进化理论的综合。60年代后，由于板块理论为古生物学提供了统一的全球地质背景，又向古生物学提出要求。由于生物学上一些新的发展（中性学说、分支系统学等），古生物学在进化论、系统分类学、古生物地理学等方面出现了许多新思潮。形成对传统观念的冲击，出现了一些新的成就，如总鳍鱼类不具内鼻孔而可能不是四足类的祖先等。
圆口纲、软骨鱼类、硬骨鱼类、迷齿类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类，这个课本上有地质年代表的，也可以买本普通生物学看
