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生物多样性在地质历史中的变化规律及其与环境变化之间的响应一直以来都是古生物研究的热点问题之一。随着地球化学、沉积学、年代地层学等研究手段的进步,对于地质事件研究程度的不断深入,传统的统计方法得出的生物多样性曲线已经逐渐无法满足现阶段研究工作的要求,而定量地层对比方法由于其结果精度高,其应用成果得到了广泛关注和认可。 定量地层学以生物地层学原理为核心,将地层学信息定量化,运用数学模型进行地层对比,作为传统地层学对比的重要补充。传统的生物地层学根据经验选取标准化石来建立生物地层序列,但同时也丢失了大量的化石信息。定量地层学则能够利用所有的化石信息,在传统生物地层学的基础上得到更高分辨率的地层对比结果。现阶段定量地层对比常用的方法主要有图形对比法、约束最优化法和单元组合法3种,但对于这三种方法各自适应的数据情况的成果目前较少。本文对这三种方法的原理进行了简要的介绍,并建立数据模型,从标准化石的可对比性、数据集的物种总数、剖面间共有物种和单延限分子的比例四个方面对三种方法的适用条件进行了讨论。其中图形对比法更适用于单延限分子较少、变化速率相对均一的数据集。单元组合法对共有物种较多的数据集有更好的对比结果,但数据集中物种总数的增加会对其产生一定的负面影响,需要依靠进一步的人工调整。约束最优化法则对物种总数较大的数据集有更好的对比结果,且剖面间共有物种占比越大,对比结果越理想。 我国华南地区二叠系地层发育良好,化石丰富,资料详实。在瓜德鲁普世末期的大规模海退事件中,华南地区是全球少数地区保存有完整的地层记录的区域之一,因而针对华南二叠纪的生物多样性研究具有其不可替代的意义。在本文通过选取43个发育良好的剖面并对其进行定量对比,得到华南二叠纪的多样性曲线。研究结果表明二叠纪生物多样性在乌拉尔世289.3-277.7Ma出现显著的多样性下降,即Robustoschwagerina schellwieni-R.ziyunenesis带与Misellina claudiae带之间,种一级多样性下降了74.62%,而属一级仅下降了32.92%,这一下降可能与早二叠世的物种总量较大有关。其后多样性基本保持稳定至罗德末期。在前乐平世生物事件期间,即268.8-261.9Ma,多样性基本保持匀速缓慢下降,这一过程中种一级多样性减少了51.23%,属一级多样性下降了36.76%。在瓜德鲁普世与乐平世之交260.1-258.1Ma,多样性快速回升。