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本文选择昆明海口马房村附近早寒武世帽天山页岩段中部一段富含澄江生物群化石的地层剖面,对面积为58. 3m2、深度为2. 4m米的采坑采用了“层与层控制连续”采样方法进行化石采集。在此基础上,开展澄江生物群化石埋藏和短时间内化石群落变化的研究。
在这一采坑内,总计发现了超过10000个化石个体,它们由11个生物门类100个物种组成,包括17个生态类群。其中节肢动物的种类和个体数量均最多,其次是海绵动物、曳鳃动物、腕足动物。底栖捕食或食腐性生物(EVHS)和底栖同着滤食性生物(ESSU)是两个最大的生态类群。各层段内化石群落的优势种通常发现在单一事件层内,以群居型方式生活。
背景层和事件层单层厚度变化统计分析显示,在采集剖面上部沉积事件的频率和强度明显增加。事件层和背景层内的化石保存状态的定性和定量分析表明:1)背景层内的化石在埋藏前经过长时间的腐烂过程,其化石组合代表了“时间均衡”下的化石组合特征;2)事件层内化石大多都保存软体结构,腐烂发生在埋藏之后,表明了生物体的腐烂并没有对原始群落造成明显的偏差;3)埋藏学证据显示了事件层内的化石在埋藏前未经过长距离搬运,为原地或近原地埋藏化石。对事件层内不同生活方式的生物保存状态分析和各岩层段化石群落的分异度与逃跑能力级别的关系定量评估表明,埋藏过程中生物逃跑能力的差异并没有明显改变底栖群落原始的组成和结构。基于以上分析可推知,单一事件层内的化石组合可以基本反映当时的生物群落面貌,连续事件层内的化石组合也可以反映短时期内的生物群落面貌。
采用稀疏曲线方法(rarefaction method)、Whittaker图点和Berger-Parker指数对各岩层段内事件层内化石群落的计算分析表明,多数岩层段内的化石群落都具有多个优势种,且各化石群落的物种丰富度(richness)和个体丰度(abundance)具有显著变化。分异度高的化石群落同时也具有较高的均匀度( evenness)。那些分异度低的群落倾向于由单一优势种控制。均匀度和物种丰富度在剖面上变化趋势一致,显示物种多样性仅在一定范围内波动变化。同时,具有相对高的均匀度和物种丰富度的群落与具有相对低的均匀度和物种丰富度的群落在剖面上呈交替出现。其它的多元分析方法(对应分析和群类分析)也显示,相似的群落结构在剖面上重复出现,表明剖面上具有物种重复和相似群落交替(turnover)出现的现象。
研究表明多数物种出现在剖面的下部,可能是由于多数物种缺乏“持久性”或易受环境影响所造成的。具有“持久性”的物种(在剖面出现频率高的物种)通常也具有很高的个体丰度。剖面的上部具有更多的“持久性”物种(persistent species),这可能指示了沉积事件的频率和强度影响了群落的组成或干扰群落的演替进程。各层段内物种成分的相似,尤其是各化石群落间有50%的共享种(share species)的存在,以及具有高丰度的物种出现在所有化石群落里,指示了每次事件干扰之后群落的恢复可能主要依靠于邻近物种丰富度高的生境内物种的移居,表明群落演替过程中物种间相互作用并不是一个至关重要的因素。使用拟合优度检验统计方法预测常见种(common species)和稀有种(rare species)丰度数量级的分布与柯尔莫哥洛夫—斯米尔诺夫检验法(Kolmogorov—Smirnov test)计算出来的对数正态分布相近。结果显示,常见种的对数正态分布没有隐藏值(在veil line左则)的存在,而稀有种和所有物种对数正态分布图中有隐藏值的存在,表明继续采集化石将不会发现新的常见种,但可能将会有更多的新的稀有种被发现。基于最大隐藏值(116),可以预测这一地区澄江生物群的物种数量可能达到200种以上,这一结论也被稀疏曲线方法所证明。统计对比分析还表明,澄江生物群和布尔吉斯页岩生物群的群落生态结构相似。