论文部分内容阅读
本文搜集、甄选了我国华南地区主要的二叠系剖面44条，并逐一将剖面上的化石记录进行修订、录入到数据库中，建立了我国华南二叠纪生物多样性和地层数据库。该数据库中共包含32个门类，5014个化石属种。这44条剖面主要分布在滇黔桂地区、上扬子以及下扬子地区。时代跨度为石炭纪晚期至早三叠世初期。此外，近年来高精度牙形化石带的建立以及从煤山剖面、广元上寺长江沟剖面、蓬莱滩剖面、广西来宾铁桥剖面、广西合山马滩剖面获得的同位素绝对年龄值，为本项研究提供了高精度的时间格架。该数据库的建立为后面使用定量方法提供了平台。
本文对目前三种主流的定量地层方法，即图形对比法(GraphicCorrelation)、限制最优化法(Constraied Optimization)、RASC(Ranking and Scaling)进行了比较和讨论，其中前两种是确定性的方法，后一种为可能性的方法。图形对比法是使用广泛的确定性的方法，但是它的缺点是不能够自动地对比剖面，是一种半定量的方法。限制最大化法进一步完善了图形对比方法，克服了一些图形分带与对比方法的缺陷，它是一种自动的多维的图形对比软件。RASC(Ranking and Scaling)是一种可能性的方法。它计算最有可能(最优化)的地层顺序。三种方法各自适应于不同的数据以及分析的目的。根据本文数据的特点，采用限制最大化法(Constrained Optimization)，即CONOP方法。CONOP方法通过调整每个物种的延限，首现只能向下，末现只能向上，通过寻求最小的不吻合度(misfit)，从而找到与实际最相符的生物序列。由于这种排序随着生物属种的增加而呈指数迅速地增长，这个问题类似于数学中的NP complete(多项式非确定性问题)。计算机可以借助模拟退火算法来解决这一问题，模拟退火算法是蒙地卡罗演算法的一个推广。CONOP通过算法的优化，快速地找到最适宜的序列。华南二叠纪生物多样性分析是CONOP方法应用的一个实例。CONOP充分利用剖面上的所有化石属种进行对比，可以直观、便捷地识别出在不同剖面之间共同的生物属种以及带化石，从而易于实现地层时代的划分和对比。相对于传统的依据主要门类化石展开的生物地层对比，CONOP融汇了更多的化石信息，对比精度也因此得到提高。在此基础上，利用CONOP进一步开展生物多样性研究。结果表明生物多样性在整个二叠纪总体呈上升趋势。从阿瑟尔期到萨克马尔期，生物多样性逐渐增长。从萨克马尔期至卡匹敦期，生物多样性大体上呈平稳状态。乐平世生物多样性有部分的增长，二叠纪末期生物分异度呈现快速的下降，在大约0.65Ma的时间段内生物分异度下降了64％，反映了一次快速的生物灭绝事件。