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    科技動態
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    2022-07-22 作者:地球科學與工程學院 來源:科學技術處

    石炭紀至三疊紀全球生物多樣性緯向分布模式通過大數據研究取得新進展

    近日,地球科學與工程學院博士生張書涵利用古生物大數據石炭紀至三疊紀海洋生物緯向多樣性分布模式研究方面取得進展

    緯向生物多樣性梯度(latitudinal diversity gradient, LDG)模式一直是陸地和海洋生態和生物地理學研究的一個重要話題。現代生物多樣性梯度總體上由赤道向兩極遞減。然而,化石數據給出了更為復雜的深時生物多樣性梯度模式之前的研究強調了能量與氣候控制的重要作用,但生態學家和古生物學家歷史繼承性生物多樣性梯度的影響存在分歧。解決這一分歧的重要方法之一就是建立長時間尺度下連續生物多樣性的緯度分布模式在石炭紀至三紀期間,全球氣候從冰室時期(晚古生代冰期)轉變為溫室乃至極熱氣候時期是研究重大氣候轉折對全球生物多樣性分布模式影響的最佳時段,也被認為是當今地球晚新生代氣候全球變暖轉變的最佳參照同時這一長約1.5億年的時段經歷劇烈的氣候和環境變化,并導致多次重要的生物輻射、危機和復蘇事件,為探討生物多樣性梯度驅動機制提供了很好的研究對象但是該時段缺乏連續的多門類生物多樣性梯度以及不同氣候下的對比研究

    該研究基于古生物數據庫(Paleobiology Database)中石炭紀至三疊紀303770化石發現數據篩選了海洋無脊椎動物,構建了長達1.5億年的緯向海洋生物多樣性梯度模式并用多種方法對采樣偏差和空間分布對重建的緯向多樣性梯度的影響進行了定量分析此外,通過對多種生物演化生物多樣性緯向變化幅度計算精確構建了石炭紀至三疊紀冰室及溫室氣候下海洋無脊椎物多樣性梯度模式并對該時段的生物多樣性分布模式變化的原因提出了以下的認識

    盡管冰室氣候通常限制高緯度地區的生物多樣性,但生物多樣性中心的位置梯度是由多種因素控制的,而不是完全傳統觀點認為的和溫室氣候交替控制

    從石炭紀到三疊紀全球海洋生物多樣性的中心由南向北轉移主要全球板塊,特別是構成當今青藏高原的特提斯洋中的各板塊向北漂移所致

    生物多樣性危機復蘇期間,低緯度地區生物多樣性緯向變化更大,而在高緯度地區,冰到溫室的轉折造成更大的緯向生物多樣性變化

    生物多樣性緯向分布模式具有強的繼承,但會被劇烈的氣候環境變化打斷。

    研究成果以"Latitudinal diversity gradient dynamics during Carboniferous to Triassic icehouse and greenhouse climates"為題發表在國際地學領域頂級期刊《Geology》上。指導老師沈樹忠院士與美國國立自然歷史博物館Douglas Erwin博士為共同作者。本研究得到了第二次青藏高原綜合科學考察專項、關鍵地球物質循環前沿科學中心等資助

    文章鏈接:https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article/doi/10.1130/G50110.1/615406/Latitudinal-diversity-gradient-dynamics-during

    1 石炭紀至三疊紀(3.6-2.0億年前)海洋無脊椎物緯向多樣性梯度模式A,原始數據;B,標準化結果)指示當時全球生物多樣性中心向北轉移及古板塊向北移動的過程(C)。

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