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二叠纪末大灭绝后湖泊生态系统的复苏需要一千万年

发布时间:2020年04月02日

研究团队在铜川组油页岩中发现了较丰富的植物、介形虫、叶肢介、鲎虫、昆虫、鱼和鱼粪等化石。其中最大的螺旋状鱼粪化石长达77毫米,表明当时湖泊中已存在体型较大的捕食性鱼类。通过对部分鱼粪化石进行切片,研究团队在其中发现了双翅目昆虫的大颚。化石研究表明,当时的湖泊中已经出现了复杂的多层营养级的关系:其中的初级生产者为各种藻类;初级消费者主要是以藻类为食的介形虫和昆虫等动物;二级消费者包括各类水生肉食性昆虫以及鱼类等;顶级消费者为大型的捕食性鱼类。这种生态类型与古生代湖泊中双翅目幼虫普遍缺失和水生甲虫稀少的情况明显不同,代表了一个典型的中生代湖泊生态系统。 

在三叠纪最初的1000万年内,世界各地的陆相地层中普遍缺失煤层,因此这段时期也被称为“煤层缺失期”(Coal Gap)。通常认为中三叠世煤层的再次出现代表了大灭绝后森林生态系统的明显恢复。在鄂尔多斯盆地,已知最古老的三叠系煤层产出自二马营组的最上部,其年龄略老于铜川组油页岩的年龄。研究结果表明复杂湖泊生态系统的复苏与“煤层缺失期”的结束时间相吻合,表明湖泊和森林生态系统可能通过生物、物理和化学等作用紧密联系在一起。总之,湖泊和森林生态系统可能都需要长达1000万年的时间才能明显恢复,比孢粉学数据推断出的植物群落的恢复时间要长得多。 

早三叠世炎热的气候会限制湖泊中的溶解氧含量,从而阻碍了生态系统的复苏。然而,在安尼期海洋中碳埋藏的大量增加可能会导致大气CO2含量下降和全球降温,从而改善了湖泊的生态条件。此外,火山灰给湖泊带入丰富的营养物质,可能显著提高了鄂尔多斯盆地古湖泊的初级生产力。因此,全球温度降低和火山灰养分输入可能共同促进了鄂尔多斯盆地古湖泊生态系统的繁盛。 

相关研究工作由中国科学院和国家自然科学基金委共同资助。 

论文信息:Zhao Xiangdong, Zheng Daran, Xie Guwei, Jenkyns H.C., Guan Chengguo, Fang Yanan, He Jing, Yuan Xiaoqi, Xue Naihua, Wang He, Li Sha, Jarzembowski E.A., Zhang Haichun, Wang Bo* (2020) Recovery of lacustrine ecosystems after the end-Permian mass extinction. Geology, doi:10.1130/G47502.1. 


文章来源:中国科学院南京地质古生物研究所