一、科學目標

　　以寒武紀大爆發(fā)時期（埃迪卡拉紀晚期至寒武紀早期）不同沉積相區(qū)、環(huán)境、生物演化階段的代表性生物群和巖性段為研究對象，以生物化石帶為時間標尺，揭示生態(tài)系統(tǒng)的結構、環(huán)境演化特征和生物地球化學過程，探討寒武紀大爆發(fā)時期生態(tài)系統(tǒng)在時間和空間上的差異性，重建演化過程。
 

　　二、研究內(nèi)容

　?。ㄒ唬┉h(huán)境變化研究。

　　大氣氧變化、大陸風化、古海洋化學演化是緊密相關的聯(lián)動體系，也是制約生物演化的關鍵環(huán)境因素。針對每一目標生物群或巖性段，開展沉積環(huán)境、生物生存環(huán)境和化石埋藏環(huán)境的整體研究。通過沉積學和成巖作用研究分別解決生物群的沉積環(huán)境、化石的埋藏和礦化保存過程等相關問題；利用Mo、Cd、Zn、Cr、Li、Mg、Fe、U 等非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素構建寒武紀大爆發(fā)時期不同深度海水的高分辨率同位素變化曲線，示蹤海洋氧化還原條件、古海洋生產(chǎn)力、大陸風化強度，揭示海水化學條件特征及演化；以實體化石的團簇同位素和B同位素來估算海水溫度和酸度的變化；以多硫同位素的時空變化來定量估算海洋中硫酸鹽含量的變化從而探討其對大氣氧變化的指示意義。在綜合各項實測數(shù)據(jù)的基礎上，定量模擬寒武紀生命大爆發(fā)的環(huán)境制約因素。

　　（二）生物地球化學循環(huán)研究。
　　C、N、P、S是生命必需的元素，其生物地球化學循環(huán)直接影響陸地風化、海洋和大氣化學組成的變化，對生命演化產(chǎn)生重要影響。在C循環(huán)研究中，將高精度C同位素測試與沉積相結合重建海洋中碳循環(huán)的時、空變化，評估寒武紀大爆發(fā)時期碳同位素在時間上的變化規(guī)律，重點研究C循環(huán)時空演化的模擬特征及其對有機質(zhì)埋藏和大氣環(huán)境變化的指示意義。在研究N循環(huán)方面，不僅關注傳統(tǒng)的15N測試, 而且將開展生物標記物卟啉的15N工作，提升對N循環(huán)途徑和過程的認識。在研究S循環(huán)方面，精確測定32S、33S、34S、36S四種S的穩(wěn)定同位素，為研究寒武紀海洋中的S循環(huán)打開新的思路。另外，結合生物沉積物指標、古生物指標、微量元素指標（Ba、Mo、I/Ca等）等綜合研究C、N、P、S等重要生命元素在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)途徑和過程及其環(huán)境意義。

　?。ㄈ┚孱愇⑸镉涗浹芯浚ㄉ鷳B(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生產(chǎn)者和分解者）。

　　菌藻類微生物代表系統(tǒng)內(nèi)的生產(chǎn)者和分解者，在地質(zhì)記錄中可以保存為實體化石或分子化石。菌藻類微生物的礦化作用和地質(zhì)作用可以形成微納米尺寸的微生物礦物化石，或肉眼可見的微生物巖和微生物沉積構造；不同種類微生物的新陳代謝活動也可以在地層里留下特征同位素和分子標志化合物等記錄。通過對這些地質(zhì)記錄的研究，可以獲得微生物的種類多樣性及其分布規(guī)律、微生物功能群的發(fā)展與演替和微生物礦化作用種類及強度等信息，從而評估整個生態(tài)系統(tǒng)中微生物活動對能量和物質(zhì)循環(huán)的貢獻，以及對化石保存的影響作用等。此外，微生物礦物化石和分子化石能指示特殊的微生物功能群及其生存微環(huán)境，微生物巖和微生物沉積構造既可指示微生物生存環(huán)境，也可以反映沉積環(huán)境的物化條件。

　　（四）動物生態(tài)類型多樣性及其營養(yǎng)結構研究。

　　澄江生物群和布爾吉斯頁巖生物群的生態(tài)類型和營養(yǎng)結構揭示了寒武紀群落生態(tài)的復雜性。然而，前寒武紀-寒武紀其它不同時期生物群的相關研究鮮有報道。為了解析寒武紀生態(tài)系統(tǒng)的演化過程，需要在早期生物多樣性和譜系演化研究的基礎之上，對寒武紀不同時間段內(nèi)動物的生活方式（游泳、表棲、表棲固著、內(nèi)棲活動、內(nèi)棲固著）和營養(yǎng)結構（Tierings）進行系統(tǒng)研究，并以寒武紀特異保存的動物群為線索，探索寒武紀群落演化過程的非生物因素（如：溫度、底質(zhì)和鹽度）和生物因素（捕食、共棲、寄生、共生、結殼和幼體），揭示寒武紀生態(tài)系統(tǒng)中動物群落結構的復雜性、演化過程和驅動力。

　?。ㄎ澹﹦游镩T類多樣性起源演化研究。

　　現(xiàn)生動物界有38個動物門類，在寒武紀大爆發(fā)時期已發(fā)現(xiàn)20個現(xiàn)生動物門類和6個絕滅動物門類，還有18個現(xiàn)生動物門類是否在寒武紀大爆發(fā)時期出現(xiàn)有待證實。另外，動物各大門類內(nèi)部各類群的起源演化也同樣重要，需要深入研究。這項研究的總體思路是利用我國及世界其它地區(qū)新元古代至寒武紀地層中豐富的化石資源，開展后生動物三個亞界四大類群的早期分支演化研究，全面揭示寒武紀大爆發(fā)時期動物門類的多樣性和各門類的輻射演化，深入探討動物門類階段性演化與生態(tài)系統(tǒng)演化的對應關系。在此基礎之上，綜合分析各項數(shù)據(jù)，總結生態(tài)系統(tǒng)在時間和空間上的差異性，重建寒武紀大爆發(fā)時期生態(tài)系統(tǒng)的演化過程。
 

　　三、申請注意事項

　　（一）申請書的附注說明選擇“寒武紀大爆發(fā)時期生態(tài)系統(tǒng)演化”。

　?。ǘ┥暾埲松暾埖闹苯淤M用預算不得超過2000萬元/項（含2000萬元/項）。

　?。ㄈ┍卷椖坑傻厍蚩茖W部負責受理。