第八章生态地层学.ppt

〈1〉根据两个样本之间的丰度或者其生物量等的百分比相似性： 式中Pt和Qi分别代表第i个种在这两个样本中的丰度或者生物量。 (2)比较两个样本的种的成分之间的相似性,常用群落系数来计算： 式中的Sab为样本a和样本b之间所共有的种的数目,Sa和Sb则为a和b各自的种数。 研究时取相同大小的样本〈约10kg〉,来加以比较。此时的百分比相似性PS比较强调优势种的成分变化,而群落系数CC则对于数量稀少的种的数目较为敏感。在平行于连续的群落梯 度的横切面上,百分比相似性和群落系数都随着基线上的各点与端点之间的距离成指数减小.在这个例子中, PS=ae-bR 式中的PS为百分比相似性,R为各点沿斜坡方向与端点的距离测量值〈km〉，a和b都是常数。 根据化石的水平分布和丰度与环境条件之间关系的分析,群落成分的梯度变化与环境因素的梯度变化的关系密切。化石群落的更替可以反映古环境变化的详细历史:不但能够确定由海盆深度等因素所决定的群落更替的水平变化,还可以在剖面中的海侵或海退层序上追索群落的纵向变化。通过群落的详细对比.可以确定反映海平面升降变化的环境变化事件,其时限范围远比种的延限范围小得多。这种环境变化事件对比的精确度可以和由火山灰形成的斑脱岩层一样高。此外,在这个例子中还可以看到瓦尔特相律在群落梯度分析中的适用性：在平面上横向的相变顺序与在剖面中纵向的相变顺序是一致的。 沃特豪斯在研究尼泊尔北部的二叠系生物群的著作中(1978,1979),采用生态地层系统,建立了一系列的群落,并且总结了生物区的生态特征。冈瓦纳古陆北侧的边缘海的近岸地带的这项研究表明,生态地层系统能够有效地把生物地层单位与岩石地层单位结合起来；有些群落存在的时限范围比化石物种的时限更短,可以反映一定区域内的环境变化事件,有利于地层的详细划分和对比。 厄尔德曼1976年对奥陶纪笔石的生态地层学研究,分析了笔石的生态和环绕的关系,以及埋藏作用的影响,不但提出了笔石的生态群落和埋藏组合的模式,而且对奥陶纪传统的笔石带提出了重要的修正。奥陶纪的传统笔右带是根据欧洲、北美洲和澳大利亚等地的一些经典剖面综合而成的,由于各个地区的沉积环境各异,产生了一系列的矛盾。生态地层学的研究则为解决这些矛盾开辟了新的途径。 三、盆地分析 彼德森等在1929年首先采用挖泥器对丹麦海的底栖生物进行了定量调查,发现从海岸到700m深处有8个现代海底栖生物群落。索尔森〈1957〉发现其他海域的底栖生物群落布局与丹麦海域相类似。在同一个海洋生物区系内, 在环境条件相似的海域出现了结构基本一致的群落,亦即重现群落。海水的深度和底质状态,以及海水的能量大小,是控制这些群落分布的主要因素。对于现代海底栖群落的这些观察结论,被应用于古群落的研究和古群落分析中。 齐格勒1965年对英国威尔士早志留世晚期的底栖化石群落的研究,成为化石群落研究和盆地分析的典范(图8-l),他把腕足动物群划分成5个时间和空间上重现的群落,由岸边到远岸依次为群落1至群落5,平行海岸排列.其中的群落1和群落2,以及群落4和群落5之间有部分重叠现象；但群落1和群落4之间,以及群落2和群落5之间则没有共同的种出现。最靠近海岸的是群落1——Lingula群落,含有丰富的小嘴贝；群落2是小嘴贝类的群落； 群落3其中含有大量的大型五房贝,常保存其生活时的方位；群落4也是以一种五房贝类为代表的分子；群落5则是五房贝类的群落,多数是小型的腕足类,其分异度比较高。上述群落4只见于该研究区的北部,而在群落的向海一侧则为深海相的笔石页岩。齐格勒发现,海洋底栖生物群落的分布主要受海水深度控制,水深增加时生物群落的内容发生变化；再现群落的分布则与古海岸大致平行。这些结论在俄罗斯等国的波罗地海沿岸、西伯利亚、北欧和北美洲得到了进一步证实。1975年一批古生物学、沉积学和海样学专家到美国的佛罗里达州开会,把志留纪和泥盆纪的化石与佛罗里达州沿海的现代生物标本对比,充分肯定了齐格勒的研究成果。 瓦伦丁〈1973〉提出,影响生态系分布的全球性因素主要是气候和大规模的地形分异,对海盆地而言,主要是海水的深度、盐度和底质类型。特别是软泥质或者是坚硬的石质古海底,对于底栖生物的生存影响很大,但其在成岩之后却难以区分。因此古群落分析对恢复古海盆的环境是很重要的。此外,通过生物群落的分析还可以解决不同生态环境或者不同沉积相地层的对比问题。 鲍考特〈A.J.Boucot〉1975年指出,根据志留纪和泥盆纪海生底栖群落的研究,当没有重要的地质事件时,群落内各个物种的习性以及各生物地理区所包含的群落总数长期保持稳定,因而其各物种的功能特点也应当稳定.根据观察,新种一旦出现之后,就迁入新的环境中,甚至取代旧种,但其性质仍保持稳定。沃特豪斯1979年指出,这