云南寒武纪早期澄江动物群古群落分析

澄江化石集群的物种多样性丰富程度超乎你的想象

中国科学: 地球科学 2010年 第40卷 第9期: 1135 ~ 1153

《中国科学》杂志社

SCIENCE CHINA PRESS

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论 文

云南寒武纪早期澄江动物群古群落分析

赵方臣, 朱茂炎*, 胡世学

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① 中国科学院南京地质古生物研究所, 现代古生物学和地层学国家重点实验室, 南京 210008; ② 中国地质调查局成都地质调查中心, 成都 610081 * 联系人, E-mail: myzhu@http://www.77cn.com.cn

收稿日期: 2010-05-06; 接受日期: 2010-08-20

国家自然科学基金(批准号: 40725005, 40930211, J0630967)、国家重点基础研究发展计划项目(编号: 2006CB806401)资助

摘要 本研究将澄江动物群分属于18个动物门和类群的228个化石物种区分为23个生态功能群, 并依据澄江-海口-安宁地区野外系统采集的化石个体丰度数据(114个物种, 18406个体), 对寒武纪早期澄江动物群总体分异度、物种组成和结构以及生态类型进行了定量分析. 结果显示节肢动物无论是物种丰度(37%)还是个体丰度(51.8%)都最为丰富, 是动物群中的优势类群; 曳鳃动物(22.6%)和腕足动物(16.3%)的个体丰度也相对较高. 其中, 节肢动物的Kunmingella douvillei(26.2%)、曳鳃动物的Cricocosmia jinningensis(15.4%)、腕足动物的Diandongia pista(11%)是个体丰度最高三个物种, 占整个动物群个体数量的52.6%. 澄江动物群不同生活方式的各类生物定量分析表明, 生物占据了海洋水体各空间领域, 从底内生物到浮游生物都有化石代表. 其中, 以表栖动物为主(物种数=63%, 个体数=68.4%), 其次是底内动物(物种数=11.9%, 个体数=25.9%). 游泳动物(物种数=11.5%, 个体数=2.6%)和浮游动物(物种数=5.3%, 个体数=3.1%)化石保存较少. 澄江动物群中动物的取食方式主要以滤食(物种 数=35.6%, 个体数=26.1%)和捕食/食腐(物种数=31.1%, 个体数=40.4%)为主. 物种丰度的最高生态功能群是表栖固着滤食类(18.5%)、表栖活动捕食或食腐类(16.3%)、表栖活动滤食类(7.9%)和近底游泳滤食类(6.6%), 而个体丰度最高的生态功能群是表栖活动杂食类(28.2%)、内栖活动捕食或食腐类(19.8%)、表栖固着滤食类(17.7%)和表栖活动捕食或食腐类(15.3%). 以上分析结果表明澄江动物群由丰富多样的门类和大量具有不同复杂生态功能的物种组成, 证明了寒武纪早期物种间高强度捕食压力的存在, 并形成了由多层次营养级结构构成的金字塔式复杂食物网, 为寒武纪早期的物种多样性和复杂生态系统提供具体科学依据.

关键词

澄江动物群 寒武纪早期 帽天山 群落生态学

发现于我国云南的澄江动物群是全球寒武纪最早的特异埋藏化石群(图1(a)), 保存了大量具软躯体或弱矿化外壳的后生动物化石, 展示了寒武纪大辐射时期海洋生态系统和后生动物多样性特征, 是全

球研究寒武纪大爆发演化事件最重要的化石宝库之一[2~6]. 自发现以来的20多年里[7], 澄江动物群的系统古生物学、功能形态学和个体生态学研究取得了极为显著的学术成就, 发表的物种数量超过200种. 然

引用格式: Zhao F C, Zhu M Y, Hu S X. Community structure and composition of the Cambrian Chengjiang biota. Sci China Earth Sci, 2010, doi:

10.1007/s11430-010-4087-8

澄江化石集群的物种多样性丰富程度超乎你的想象

赵方臣等: 云南寒武纪早期澄江动物群古群落分析

图1 澄江动物群地质年代和地层

(a) 寒武纪特异埋藏化石库的时间分布(据Zhu等[1]修改); (b) 滇东南澄江地区澄江动物群产出层位和生物带

而, 有关澄江动物群系统全面的定量古生态学研究一直以来没有受到重视. 为了揭示寒武纪大爆发过程中动物多样性和生态系统演化, 本文依据已发表文献物种数据和采用新的化石采集方法获得的个体丰度数据, 对澄江动物群总体分异度、群落组成和结构以及生态类型进行了定量分析.

1 化石分布、地质背景和沉积环境

澄江动物群产于滇东寒武纪筇竹寺期, 约距今520 Ma (图1(b)). 这一地质时期的地层可划分为两个生物带, 底部的Parabadiella带和上部的Eoredlichia- Wutingaspis带. 前一个带与玉案山组底部地层相当, 后一个带分布于玉案山组中上部[1,8,9]. 澄江动物群产出的主要层位为玉案山组帽天山页岩段, 主要分布在云南东部地区[9~11] (图2). 20多年来, 大规模的化石采集、地质调查和化石埋藏学的研究揭示了澄江-海口-安宁一带是澄江动物化石保存的核心埋藏相 区[9], 这一相区帽天山页岩段主要的沉积学特征为灰绿色薄层泥岩(事件层泥岩)和灰黑色含有机成分高的泥岩层(背景层泥岩)偶合式叠加组成, 夹有黄色中

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层至薄层不等的粉砂岩层, 其中灰绿色薄层泥岩是软躯体化石保存的主要岩相[12,13].

众多学者对玉案山组的沉积环境开展了研究, 分别解释为浅海环境[14], 接近海湾的滨外相[15]或三角洲前缘[16], 或前滨-近滨环境[17]. 孙枢等[18,19]在玉案山组最早识别出风暴沉积, 对玉案山组的沉积环境解释提供了依据. Hu[9]和Zhu等[11]针对富含软躯体化石保存的帽天山页岩段的沉积结构进行了详细的描述, 通过埋藏学、沉积学、地球化学等方面的证据进一步证实了该段岩层沉积于远基滨外至深水滨前环境, 经常受风暴引起的淡水注入的影响[11]. Hu[9]认为帽天山页岩段沉积在 …… 此处隐藏：15386字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……