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本论文包括两部分,第一部分中作者对现有的古生物地理学定量分析方法做了详细的介绍。此后在第二部分用三种不同的分析技术对Roadian-Wordian期腕足动物古生物地理学进行了深入的研究。
从国际地层表中看,Roadian-Wordian期延续了约4.8百万年,但这个时间段在地质历史上却是一个关键的时期。它不仅处于古生代动物群向现生动物群大转变、进行生物重组的前期,同时还处在冰室效应期向温室效应的古气候剧变阶段,此后还发生了大规模的海平面变化,因此这个时期的古生物地理学研究具有特殊的意义。这个时期海洋中的腕足动物异常丰富,根据搜集到的已发表的文献资料,腕足动物化石在全球的出现达到4481次。所有这些资料都由建立在Filemaker数据库平台上的腕足动物数据库进行搜集和管理。这个数据库包括了化石出现的较为完整的信息,有六大模块、四十多个条目。论文进行古生物地理研究的资料全部来源于此数据库,即从数据库中提取Roadian-Wordian期所有腕足动物出现记录中的古地理分析单元(简称分析单元)、属名、种名等目标信息,通过数据的整理过程,生成古地理分析单元和腕足动物属的丰度数据矩阵和二元数据矩阵,最终共有44个分析单元中的381个腕足动物属参与了本次定量古生物地理学研究。
论文分别对数据进行了Q-mode(包括聚类分析方法和定序分析方法)和R-mode(聚类分析)分析,识别出四个不同的腕足动物域和九个区以及反映各生物区特征性生物面貌的11个腕足动物群集。
北方域(Boreal realm)位于北半球北部,包括位于西伯利亚地台北部和东北部的维尔科累马区(Verkolyma province)和位于欧洲和西伯利亚板块之间的乌拉尔海槽的欧洲东北部区(Northeast European Province)。这两个区都以包含典型的冷水型腕足动物组合为特征,但又具有各自不同的生物面貌。与北方域相对应,位于泛大陆南部的冈瓦纳域也同样由两个区组成,分别是位于澳大利亚东部和新西兰的澳纽区(Austrazean province)和位于澳大利亚西部边缘的西澳区(Westralian province)。根据统计分析结果,澳纽区是一个非常稳定的分析单元组合,以典型的冈瓦纳型腕足动物群集为特征,但西澳区的聚类位置就相对较为模糊,虽然它也以冈瓦纳型腕足动物的出现为特征,分析中经常会表现出特提斯型分析单元的特征(或者说与特提斯内分析单元关系亲密)。古赤道域主要位于古赤道气候带内,是包含分析单元最多、最为复杂的一个域。它以高的腕足动物分异度和丰度为特征,其内可识别出两个亚域和四个生物区。北美亚域中包含一个非常特别的生物区-Grandian区,这个区内的腕足动物极具地方性特色,且包含一些冷水型的属种。阿拉斯加中部和加拿大的Yukon地块可能是组成北美亚域的另一个区,但统计分析中表现的并不清晰,仅能从少数聚类分析结果中识别出来。Roadian-Wordian期所有位于特提斯洋(包括古特提斯海和新特提斯海)的分析单元组成了古赤道域的另一个亚域——亚洲—特提斯亚域( Asian-Tethyansubrealm),从中识别出三个不同的区。特提斯区位于古赤道带上,以中国南部的几个分析单元(如扬子地块、华夏地块、秦岭构造带)为中心,可能还包括了其周围的一些地体以及古特提斯海北部和西部边缘的一些地体。基墨里区和中国—蒙古—日本区是南、北温带内的两个过渡型生物区,聚类分析成图中可以较好的被识别出来。日本Mino Belt的腕足动物群非常特别,与其它分析单元内的动物群组成都不同,因此所有的分析结果中它都自为—超群,所以生物地理区划中被单独划分为一个生物域—泛大洋域(Panthalassan Realm)。
定序分析(PCO&MST分析和PROXSCAL分析)结果表明与古纬度相关的热梯度是控制腕足动物古生物地理分区的主要因素。另外,虽然在定序分析中表现的不是很清晰,但地理隔离和洋流作用也是控制腕足动物空间分布的重要因素。此外,腕足动物属的分异度模式在古地理上的表现也说明属的分异度从赤道到极地随着维度的增大而降低,与古纬度梯度有很强的相关性。