古生態學

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更新時間: 2013-12-12

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古生態學是研究地史時期生物之間,以及生物與其生活環境之間的相互關係的學科。古生物學的分支學科。它與沉積學、古地理學、古氣候學等密切相關。古生態學專門研究古代生物的生活習性和生活環境。根據研究的對象和範圍,古生態學劃分為個體古生態學和群體古生態學(或稱綜合古生態學)。前者研究個別屬種古生物的生態,後者研究一段地史時期的全部化石群落的古生態系統。個體古生態學是群體古生態學研究的基礎。古生態學對研究古生物分類、地層劃分、古地理變遷、沉積礦床的形成條件和分佈規律等,具有重要意義。 重點是研究古代生物的生活習性及其生境。古生態學的基本原理雖然與一般生態學相同,但古生態學研究的是石化的生物遺體、遺迹及其沉積圍岩,因此研究者只能根據地史時期的情況推測古代生物所處的生態環境。這就決定了古生態學在研究方法和途徑上的種種特點。

古生態學 -理論基礎

古生態學古生態地理探秘
主要有3個方面。
現實主義的類比  
1928年,R.里赫捷爾根據均變學說的原理,研究現代海洋生物及其環境,解釋古生物學的問題,稱為現實古生物學派。該學派代表作是《海洋環境的生態學和古生態學》,它是對北海潮坪環境生態研究的總結,對於研究淺海地區海洋古生態起了很大的推動作用。

行為習性古生物學  
為了闡明已滅絕生物的行為及習性,在古生態研究中,根據自然選擇法則,生物的器官構造、形態和機能必然與其生活環境相適應,這種方法稱為形態功能分析。與此相關,1970年A.賽拉赫提出研究生物的形態建造,即認為生物的形態及其骨骼構造的形成基本決定因素有3個:①系統發生的歷史因素(即生殖作用的基因);②形態功能適應;③生物化學作用(即物質成分的影響)。

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埋藏學  
是恢復古環境的基礎,在前蘇聯И.А.葉夫列莫夫(1945、1950)創立化石埋藏學之前,A.J.魏格爾特(1919)稱生物層積學。埋藏學專門研究化石的形成過程,要分析和恢復原來的生物群落及其生活環境,必需首先判斷化石群是生活在原地的群落,還是經過外力(水力、風力、冰川等)搬運的異地埋藏群。原地生活的群落(如礁體、疊層石或其他未經搬運的生物化石),可以提供解釋古生態學直接的證據,而異地埋藏可供判斷古地理環境和沉積條件。

古生態學 -基本內容
古生態學遺迹相與古地理分帶的關係

20世紀50~70年代,古生態學逐漸形成以下研究內容:
岩相-古生態比較分析法  
由蘇聯古生態學家Р.Ф.蓋克爾(曾譯 Р.Ф.蓋格爾)所創立。他強調古生態學的研究始終要與岩相分析相結合,其理論基礎建立在有機界的生物和無機界的沉積環境是相互聯繫的統一體。每種岩相都有它自己特殊的化石群,當岩相在空間上或時期上變化時,各相帶所含的生物群相應地也必定發生有規律的遞變。蓋克爾所著《古生態學概論》(1957)已經被譯成多種文字(英、法、日、中文)出版。E.A.伊萬諾娃(1962)總結出主要研究方法和步驟如下:①細緻的逐層研究野外剖面,系統收集資料;②在野外進行埋藏學的觀察和研究;③同時進行數量統計;④研究岩相和生物群的相互關係;⑤研究底棲群落的分佈和環境的關係;⑥古生態學成果的應用,如地層對比,解釋沉積礦產的形成條件,沉積環境的恢復。

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群落古生態學  
古生物學家常把在同一產地發現的化石群稱為化石組合,從古生態學的角度認真分析,確定它們是原地埋藏,原來生活在一起的才稱為化石群落。需要研究生物之間不同程度的依賴關係(如捕食、寄生、共棲、互利、偏利等關係),研究群落成員的丰度、分異度、優勢度,生物滅絕同新生和外界環境因子的關係;研究化石群落的地質地理分佈。群落生態學研究的最終目的是為解決群落在地史中的進化格局。

生態地層學  

古生態學長興古生態

是由德國O.H.申德沃爾夫於1954年首先提出的。生態地層學是應用生態學和古生態學的原理和方法來提高地層對比的精確性,其基本步驟是:①首先在所測的剖面上精心收集化石;②基於不同門類化石的演化歷史,把剖面詳細分帶,評價各門類生物的演化;③研究底棲群落的生物地理分佈格局;④同時考慮岩石組成特徵研究盆地的發展歷史,只有在儘可能多的群落組在空間上相互重疊,在時間上相連續時,地層對比的精度才能提高。

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遺迹學  
專門研究遺迹化石,即生物的各種活動對周圍沉積物的影響。包括生物形成的各種足跡、爬跡、移跡、潛穴和鑽孔等。遺迹不僅代表生物的各種行為和習性,而且代表它們是在某種沉積條件和一定的環境中形成。遺迹化石能夠解釋古代生物群落的丰度和分異度,水體的氣體環境、溫度和鹽分,基底的性質以及海洋的深度。 遺迹化石可以闡明沉積相,相序列的變化和恢復沉積環境的歷史。遺迹化石可以為古生物學提供無化石記錄的軟軀體生物的信息,底棲動物活動的格局。遺迹化石對地層學可以提供劃分標誌,對古生代不含化石的砂岩系、前寒武紀地層和濁積岩系等特別有用。遺迹化石對沉積學的貢獻是解釋生物對沉積物的改造和建造作用。

古生態學 -發展趨勢

古生態學古生態學
數理化知識在古生態學領域的應用和計算機技術的發展,產生了定量古生態學。地球化學在古生態方面得到廣泛應用。利用氧和碳等穩定同位素,採用精密的質譜儀,可測定海洋古溫度和古鹽分。對生物骨骼中的碳酸鈣與環境的關係和生物骨骼中的微量元素進行了研究。隨著古生態學研究的不斷深入,資料、數據不斷地累積,古生態學中定量的方法日漸重要。

陸相古生態學是近幾年受到重視的新領域。它包括淡水環境和陸地環境古生態兩個方面。淡水古生態學的重點是湖沼古生態學,因為湖泊中化石群保存完整,沉積間斷干擾較少。除湖泊外,陸相古生態還包括洞穴沉積、河流沉積、黃土沉積和冰川沉積等。中國的陸相地層特別發育,同煤、石油、鉀鹽、硅藻礦等關係也非常密切,因此開展陸相古生態學研究具有廣闊的前景和重大的意義。

古生態學 -相關學科

地質學概述、構造地質學、板塊構造學、礦物學、成因礦物學、礦床地質學、地層學、層序地層學、地震地層學、生物地層學、事件地層學、冰川地質學、地震地質學、水文地質學、海洋地質學、火山地質學、煤地質學、石油地質學、區域地質學、宇宙地質學、地史學、古生物學、古地理學、沉積學、地球化學。

古生態學 -參考資料

[1] 大科普網 http://www.ikepu.com/geography/geological/branch/paleoecology_total.htm
[2] 中國石油新聞中心網 http://www.oilnews.com.cn/bk/system/2007/03/02/001064539.shtml

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