二叠纪–三叠纪之交发生了显生宙以来最大的生物灭绝事件,海洋和陆地生态系统皆遭受重创。当前的研究已经较好地揭示了这一重大转折期海洋生物的灭绝时间和形式,以及大灭绝后生物和生态系统的恢复过程,但对于陆相生态系统在该特殊时期的演变模式仍不清楚。陆相地层中实体化石保存较差且难以获得连续分布的化石材料,同时也缺少精确的地质年代控制,因此在缺乏可靠时间格架和化石记录的情况下,古–中生代之交陆相生态系统演化的研究已经成为当前面临的重大难题。但是,详细揭示陆地生物-环境的变化是全面了解地球系统在该时期演变的关键。针对这一难题,本论文借助于我国华北地区发育良好的陆相二叠纪–三叠纪地质记录,尝试采用磁性地层学的方法来建立地质时间框架,并以遗迹化石来示踪生物和环境的演变历程。据此,本论文选取华北陆相沉积盆地为重点研究地区,通过对盆地内多条剖面开展系统的磁性地层研究,借助海、陆相磁性地层对比方法,构建华北二叠纪–三叠纪之交陆相地层的时间框架;在此基础上,通过对华北陆相地层中含量多、分布广的遗迹化石的系统研究,揭示陆地生物在二叠纪–三叠纪之交大灭绝及其后复苏的过程和机制。在突变期地层研究中,建立可靠的时间序列是最基础但最重要的工作。本论文以华北鄂尔多斯盆地南部的石川河剖面（SCH）及沁水盆地北部的团壁（TB）和赵家村剖面（PZ）为重点开展磁性地层研究,结合新近在该地区相关地层中获得的高精度同位素测年数据,初步建立了华北地区二叠纪–三叠纪磁性地层序列和年代地层框架。磁性地层研究采用手标本和岩芯采样相结合的方式,实现对包括细碎屑岩发育的陆相红层在内的二叠系–三叠系剖面连续古地磁采样。古地磁数据通过倒转检验,获得的平均古地磁方向与前人在该地区同时期的结果一致,证明剩磁为原生。区域上,磁性地层表现出很好的一致性,且可与同期海相和陆相磁极性序列进行良好的对比。研究结果表明,研究区孙家沟组中上部为典型的正极性带,包括SCH3n、TB3n和PZ3n,根据石川河剖面SCH3n底部之下3.5 m火山粘土所获得的252.21±0.15 Ma的晚二叠世晚期CA-ID-TIMS年龄,这些正极性带对应于早三叠世最早期的正极性带LT1n无疑。此外,综合磁性地层和已有的碳同位素数据初步确定研究剖面二叠系–三叠系界线位于正极性带SCH3n、TB3n和PZ3n的底部,相当于孙家沟组上段底部。上石盒子组上部至孙家沟组下部则由顶底的反极性带和中部以正极性为主的区间组成,孙家沟组的底界均位于正极性带下部。结合磁性地层和岩性变化特征,推测华北中南部两组之间为整合接触,孙家沟组底界的时代大致相当于吴家坪期和长兴期的界线。孙家沟组上部至刘家沟组中部以反极性为主,时代为Griesbachian中期–Smithian中期;刘家沟组上部至和尚沟组上部则为正极性带,时间为Smithian晚期–Spathian晚期。据此,研究剖面Dienerian亚阶的底界位于孙家沟组的近顶部;Smithian亚阶的底界位于刘家沟组的下部;Spathian亚阶的底界大致位于刘家沟组的顶部。和尚沟组顶部的反极性带则对应于早三叠世最晚期的反极性带LT9r。二马营组下部为正极性带,根据该组与下伏地层之间的侵蚀面,论文提出下–中三叠统界线处由于河流侵蚀存在不同程度的地层缺失,其大致位于和尚沟组的顶部。综合地层学研究建立了华北中南部晚二叠世–中三叠世早期的时间框架,为揭示华北陆相生物演化提供重要基础。基于以上新的时间框架,论文对华北地区6条剖面开展系统的遗迹学研究。晚二叠世–中三叠世早期地层中共鉴定出遗迹化石17属33种和4种遗迹类型以及丰富的植物根迹。遗迹化石主要分布于洪泛平原相和浅湖-干盐湖相,河流相和河流三角洲相化石稀少。遗迹化石的埋藏特征表明,绝大部分遗迹的分布没有受到成土作用的改造,形成于水下或周期性暴露、未固结的底质环境。但极少数虫管（Skolithos和Taenidium）穿过古土壤钙结核,表明这部分遗迹形成于成土作用过程中,造迹生物为气生类型。遗迹组合及其分布环境表明,华北地区洪泛平原相和浅湖-干盐湖相中以Skolithos,Palaeophycus,Planolites,Taenidium,Beaconites等和少量节肢动物爬行迹Diplichnites,Kouphichnium组成的遗迹组合,属于Scoyenia遗迹相,而少数出现的Sceyenia则代表暴露环境和固结的底质条件。刘家沟组河流三角洲相对高能且周期性暴露环境中的Gordia-Lockeia遗迹组合可能为Mermia-Scoyenia遗迹相的过渡类型或某种复杂遗迹相,而刘家沟组浅湖相中以简单垂向Skolithos大量出现为特征的化石组合可归于Skolithos遗迹相。此外,和尚沟组底部小龙虾潜穴Camborygma的出现则指示了Camborygma遗迹相的存在。综合遗迹学和年代地层框架显示,华北地区晚二叠世–早三叠世晚期遗迹化石呈现“二叠纪末大衰减-Smithian中晚期机会分子泛滥-Spathian再度繁荣”的三阶段演化模式,且遗迹化石长时间尺度的变化难以用单一的沉积相改变来解释。在晚二叠世晚期,遗迹化石的多样性、歧异度、生物扰动强度和潜穴大小等综合遗迹指标发生显著下降,伴随植物消失、化学风化作用加强、CO2浓度升高以及剧烈的升温等一系列异常的生物-环境事件,代表华北陆相生物的大灭绝事件。Smithian中–晚期遗迹化石重新开始出现,但以低多样性,低生物扰动,局部丰度较高的简单遗迹为特征,代表生物复苏初期造迹生物的机会主义行为。此外,该阶段也出现垂向较深的虫管,深掘穴行为可能是生物躲避外界压力环境（如高温）的有效手段。而在Spathian期,综合遗迹指标明显恢复,生物强烈扰动岩层,同时区域上不同层位大型虫管开始出现,代表盆地丰富且大量的造迹生物类群。此外,该时期植物根迹大量出现,地表植被覆盖率增强;而Camborygma均与原位保存的新芦木同层位保存,并有植物根迹附着于Camborygma之上,共生的植物为小龙虾提供必要的食物来源。这些特征说明华北地区早三叠世晚期浅湖–干盐湖相的生态系统已经逐步恢复,并且浅水环境生物的复苏早于深湖相。整体而言,华北陆相地区二叠纪–三叠纪之交遗迹化石灭绝和复苏的演变模式与海相遗迹的演化时间与过程类似,但Smithian中–晚期陆相遗迹的多样性更低。其次,论文结果表明二叠纪–三叠纪之交陆相遗迹化石不仅经历重大的灭绝和复苏过程,同时遗迹组合也向中生代类型转变。华北地区早三叠世晚期滨浅湖相遗迹化石组合以回填纹虫管局部大量出现、深掘穴类型开始增加和节肢动物爬行迹显著减少为特征,明显区别于古生代类型。前人的研究认为以此为特征的中生代类型遗迹组合在中–晚三叠世才开始出现,新的结果提出该转变的时间从早三叠世晚期就已经开始。进一步地,综合磁性地层、高精度定年和生物地层学研究结果也初步限定了华北陆相生态系统崩塌的时间。海相地层中,生物灭绝发生在正极性带LT1n底部或下部。而在华北地区遗迹化石和植物最晚在晚二叠世晚期有机碳同位素开始负偏之下消失,位于反极性带（LT1n之下）上部。结合新报道的绝对年龄,二叠纪–三叠纪之交华北地区陆相生态系统的破坏早于海相地层至少270±150 kyr以上,同时也早于华南和悉尼盆地。