“生物大灭绝后，湖泊生态恢复需要多少年？”

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科学技术日报记者张戈

如果地球发生生物大灭绝，湖泊和陆地的生态联系恢复需要多长时间？

如果难以回答这个问题，可以追溯眼球到2亿5千万年前。

那时，二叠纪末期的地球发生了显著的生物灭绝事件，引起了严重的海洋和陆地生态系统危机，约75%的陆地生物物种消失。

中国科学院南京地质古生物研究所科研小组最新研究表明，二叠纪末大量灭绝后，湖泊和森林生态系统可能需要1000万年才能明显恢复，相关成果已于近期在《地质学》上发表。

鄂尔多斯盆地下埋藏着太古湖泊

中国科学院南京地质古生物研究所现代陆地生态系统起源和早期演化课题组研究生赵东和郑大燃博士在王博研究员和张海春研究员的指导下，与长庆油田解古威工程师等合作对鄂尔多斯盆地中的三重统湖相沉积地层进行了系统研究。

他们在鄂尔多斯盆地南缘3个富含油页岩和凝灰岩的剖面(霸王庄、马庄和衣食村)进行了高精度地层学、沉积学和古生物学研究，并对剖面中的火山灰、凝灰岩和凝灰质砂岩进行了锆石―铅定年，最终达到湖相油页岩底部的年份 这座油页岩是二叠纪末大灭绝后最古老的深湖沉积物，比以前的记录前进了500万年。

研究小组在铜川集团的油页岩中发现了比较丰富的植物、介形虫、叶肢介、珊瑚虫、昆虫、鱼、鱼粪等化石。 其中最大的螺旋状鱼粪化石达到77毫米，表明当时湖里存在着巨大的捕食性鱼类。 通过将部分鱼粪化石切片，研究小组发现了双翅目昆虫的大颚。

化石研究表明，当时湖泊中已经出现了许多复杂的多层营养级关系:其中初级生产者为各种藻类初级客户为吃藻类的介形虫和昆虫等动物二级客户包括各种水生肉食性昆虫及鱼类等。 顶级客户是大型捕食性鱼类。

该生态类型与古生代湖泊双翅目幼虫普遍缺失和水生甲虫罕见情况明显不同，代表着典型的中生代湖泊生态系统。

对三叠纪初期湖泊的生态恢复模式知之甚少

三叠纪初期，地球仍处于极端气候之中，陆地和湖泊生态系统不得不缓慢恢复。

王博研究者表示，不同物种复活的时间不同，其中最早的是有孔虫、菊石、牙石，1~2百万年将恢复到大灭绝前的水平，但海洋造礁生物和陆地森林需要恢复到约1000万年，比根据孢粉学数据推测的植物群落恢复时间少，

由于缺乏三叠纪早、中期的深湖相沉积地层和化石记录，科学家对湖泊生态系统的恢复模式和时间了解甚少。

从现有地质勘探资料来看，三叠纪前1000万年内，世界各地陆相地层普遍缺失煤层。 因为这个时期也被称为“煤层缺失期”。

“认为中三叠世煤层的重新出现代表着大灭绝后森林生态系统的明显恢复。 ”。 王博研究员说。

已知在鄂尔多斯盆地，最古老的三叠世煤层产自二马营组的顶部，其年龄比铜川组油页岩的年龄稍老。 研究结果表明，许多杂湖生态系统恢复与“煤层缺失期”结束时间一致，湖泊和森林生态系统可能通过生物、物理和化学等作用密切相关。

研究人员认为，早三叠世炎热的气候限制了湖泊的溶解氧含量，阻碍了生态系统的恢复。 但是，安妮期海洋碳储量的大幅增加，有可能导致大气二氧化碳含量降低和全球变暖，改善湖泊生态条件。 另外，火山灰给湖泊带来了丰富的营养物质，可能明显提高了鄂尔多斯盆地古湖泊的初级生产力。 因此，地球温度的降低和火山灰养分的输入可能共同促进了鄂尔多斯盆地古湖生态系统的繁荣。

此外，该研究层位是长庆油田重要的产油层，同位素年代学和地层学的研究结果也为精时地层油气资源勘探提供了新的退休年龄和化石证据。