寒武纪是地球生命演化史上的关键阶段,但位于“寒武纪生命大爆发”和“奥陶纪生物大辐射”之间的苗岭世至芙蓉世,其海洋生物多样性演化模式尚未形成一致认识。以往研究常将该时期视为相对稳定的“平台期”,甚至提出“芙蓉世间断”。然而,最新研究表明,这一传统认识可能低估了该时期生物多样性的动态变化特征。
本项研究从区域尺度出发,系统整合了华北板块307条苗岭世至芙蓉世地层剖面数据,涵盖2152个物种。基于约束最优化法(CONOP),对物种首现与末现进行排序。在此基础上,建立了时间分辨率约为22.2千年的海洋物种丰富度变化曲线,并结合新生率与灭绝率的变化,对生物多样性的动态过程进行分析。
研究结果显示,苗岭世—芙蓉世期间海洋生物多样性并非持续稳定,而是表现为三个显著的脉冲式变化阶段,由多次快速增长与明显下降交替构成。其中,古丈期末灭绝事件被识别为该时期最为突出的生物危机。
与此同时,多样性波动往往伴随着关键类群的更替和生态类群组成的变化,表明海洋生态系统在这一时期经历了重要重组。此外,多样性下降阶段与碳同位素异常事件(如SPICE正异常与TOCE负异常)之间具有良好对应关系,指示环境扰动可能在驱动海洋生物多样性变化中发挥了重要作用。
研究还通过对比华北与华南板块发现,苗岭世至芙蓉世海洋生物多样性在不同区域之间存在显著差异,表明空间异质性在生物多样性演化过程中具有重要控制作用。这一结果进一步说明,基于全球汇总数据得到的平均趋势可能掩盖区域尺度上的关键信号。
相关成果发表于《Global and Planetary Change》,我中心硕士生施玉洁为第一作者,史宇坤教授、杨爱华副教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、“GeoX”交叉项目、江苏省国际科技合作项目等资助,并得到“深时数字地球”大科学计划和 OneStratigraphy 数据库的支持。
文章信息:Shi, Y. J., Shi, Y. K., Yang, A. H., Huang, H. H., Deng, Y. Y., Lu, Z. B., Zhou, X. H., Cui, Y. C., Yuan, J. L., Fan, J. X., 2026. Miaolingian-Furongian (Cambrian) high-resolution marine species richness patterns of the North China Block. Global and Planetary Change 259, 105346.
https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2026.105346

苗岭世—芙蓉世海洋物种丰富度及其动态变化