中國地質(zhì)大學 (北京)，北京 10083

引言

古生物是指全新世之前的地質(zhì)歷史時期中，在地球上曾經(jīng)存在過而現(xiàn)在已經(jīng)大部分滅絕的植物、無脊椎動物和脊椎動物等。古生物群指在某一特定的地質(zhì)歷史時間段和某個特定的地點范圍內(nèi)所存在的各個古生物種群的集合。在古生物死后，其生物遺體和活動遺跡經(jīng)過了漫長的地質(zhì)作用，最終石化并賦存于巖石層中，從而形成地球歷史的見證——古生物化石。古生物化石能反映一定的生物特征，如某種生物的形狀、大小、結(jié)構(gòu)或紋飾等，并能在某一個方面說明自然界中生物存在的情況[1]，研究古生物化石群對于研究古生物群的生存與演變，以及當時所處的古環(huán)境、古氣候和古地理都有著不容忽視的作用。我國是古生物化石產(chǎn)出較多的國家之一，特別是云南澄江動物群、周口店北京人遺址、河南汝陽盆地恐龍動物群、貴州關(guān)嶺生物群等珍稀的古生物化石群和地質(zhì)遺跡，受到了國際上特別是科學界的廣泛關(guān)注，因此，建立和完善古生物群專題是古生物學科研究的當務(wù)之急。

在這個信息技術(shù)高速發(fā)展的時代，將科學研究與數(shù)字信息化結(jié)合起來是時代發(fā)展的必然趨勢。數(shù)據(jù)庫作為現(xiàn)今主流的計算機技術(shù)之一，能夠科學有效地處理、存儲和管理數(shù)據(jù)，及時地進行后臺修改和更新；擁有方便快捷的查詢系統(tǒng)，免去冗雜的查詢步驟；基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，打破了數(shù)據(jù)共享在時間上和空間上的限制；不受存儲容量和展示篇幅的限制等，都為相關(guān)研究人員的數(shù)據(jù)利用提供了極大的便利。因此，構(gòu)建古生物群專題數(shù)據(jù)庫順應(yīng)了古生物學科基礎(chǔ)建設(shè)的需求，為國內(nèi)外古生物學、地史學科研機構(gòu)研究者提供獲取研究材料的便捷途徑，為地質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課程 (如地球科學概論、古生物學、地史學) 本科生、研究生教學提供優(yōu)質(zhì)的教學資源，也為社會公眾提供豐富的科普教育材料。

1 古生物群專題數(shù)據(jù)庫設(shè)計思路

國家?guī)r礦化石標本資源共享平臺擁有 6.5 萬件化石標本資源數(shù)據(jù)，其中大量的數(shù)據(jù)來自中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所、中國地質(zhì)博物館、中國地質(zhì)大學、吉林大學、自貢恐龍博物館、河南省地質(zhì)博物館等我國重要的化石標本保存單位，包括我國二十多個著名的古生物群產(chǎn)出的典型化石標本。在海量的標本數(shù)據(jù)中，以古生物群為主線，將不同來源的標本數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)在一起，擴展相關(guān)專題信息和研究成果進行融合加工，匯集整合為古生物群專題數(shù)據(jù)集，既有利于系統(tǒng)展示化石標本資源的科學內(nèi)涵、背景、重要意義，形成知識化鏈條，也有利于標本數(shù)據(jù)的分類整合、查詢、瀏覽，提高標本的利用效率。

古生物群專題數(shù)據(jù)庫設(shè)計為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫，每一個古生物群專題的內(nèi)容框架可根據(jù)該古生物群的特色和專題資料的研究方向進行有針對性的搭建(表 1)。

2 古生物群專題內(nèi)容

盡管每一個古生物群專題框架結(jié)構(gòu)可靈活設(shè)計，其基本內(nèi)容應(yīng)包括古生物群或地質(zhì)遺跡概況、區(qū)域地質(zhì)背景以及古環(huán)境、古氣候和古地理、重點化石標本表述、生態(tài)復(fù)原圖、化石復(fù)原圖、研究歷史及最新研究進展、標本索引等。

2.1 古生物群或地質(zhì)遺跡概況

古生物群或地質(zhì)遺跡概況表述生物群的產(chǎn)地簡介、物種分類、所處地質(zhì)時期、發(fā)現(xiàn)的時間和地點、研究意義等，其中產(chǎn)地簡介包括行政區(qū)劃、交通與地理位置、地理范圍、地形與地勢、環(huán)境與氣候、經(jīng)濟與資源、文化和旅游以及當?shù)毓派锶旱牡刭|(zhì)公園與遺址館建設(shè)等方面的內(nèi)容。

表1 古生物群專題內(nèi)容框架設(shè)計示例Table 1 An example of framework design of the palaeobiota subject content

2.2 區(qū)域地質(zhì)背景

古生物石群的區(qū)域地質(zhì)背景主要介紹產(chǎn)出區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、地層及沉積相等地質(zhì)信息。

2.2.1 地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造指由構(gòu)造運動形成的地殼或巖石圈的各個組成部分的形態(tài)及其相互結(jié)合的方式和面貌特征[2-3]，需描述地質(zhì)構(gòu)造的空間分布特征和時間發(fā)展規(guī)律。掌握地質(zhì)構(gòu)造信息是地層劃分的重要依據(jù)。

例如河南汝陽盆地恐龍動物群專題的地質(zhì)構(gòu)造背景里描述了汝陽盆地所受斷裂控制，盆地走向、空間范圍，各個地質(zhì)時代古板塊俯沖及斷裂等地質(zhì)活動對盆地地層的改造，并附 1：5 萬汝陽盆地盆嶺構(gòu)造剖面圖。

2.2.2 地層

地層是指在漫長的地質(zhì)年代中先后形成的層狀巖石，記錄了無機界和有機界的發(fā)展和變化，其中有機界的記錄即是古生物化石[4]。因此，地層數(shù)據(jù)是古生物學研究中非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括巖石地層、年代地層、生物地層、化學地層、生態(tài)地層等[5]。古生物群專題中，需系統(tǒng)描述地層劃分，主要地層剖面的巖層單元厚度、巖石巖性、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、古生物特征及組合關(guān)系。例如貴州關(guān)嶺生物群專題介紹了該古生物群產(chǎn)出的上三疊統(tǒng)地層，自下而上分為關(guān)嶺組、楊柳井組、竹桿坡組、小凹組、賴石科組，并詳細羅列了五個實測層型剖面數(shù)據(jù)。

2.2.3 沉積相

沉積相指沉積環(huán)境及在該環(huán)境中形成的沉積巖(物) 特征的綜合。沉積相包括沉積巖相，即一定沉積環(huán)境中形成的巖石或巖石組合，沉積巖特征則包括巖性特征 (如巖石的顏色、物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、巖石類型及其組合)、古生物特征 (如古生物化石的種屬和古生態(tài)) 以及地球化學特征等[6]。古生物的殘骸和遺跡多賦存于沉積巖層中，古生物特征可以指示當時的沉積環(huán)境，沉積環(huán)境有助于復(fù)原古生態(tài)，所以古生物的研究與沉積相的分析密不可分。

例如河南汝陽盆地白堊系的主要巖石類型以陸源碎屑巖為主，沉積巖相有礫巖相、砂巖相、泥巖相和碳酸鹽巖相；下河?xùn)|組、郝嶺組和上東溝組有多種物理成因沉積構(gòu)造、化學成因構(gòu)造和生物成因構(gòu)造，以及六種沉積序列類型。根據(jù)地層中發(fā)育的巖性、沉積構(gòu)造、遺跡化石和砂巖粒度以及多個沉積序列等特征，可以推斷出其沉積環(huán)境發(fā)展過程，從而分析出汝陽盆地白堊系屬于比較典型的沖積扇沉積產(chǎn)物，并伴隨發(fā)育河漫極淺湖泊沉積。此外，汝陽盆地的遺跡化石可分為 Palaeophycus- Planolites 遺跡組合和Scoyenia-Psinolichnus 遺跡組合，前者指示了沖積扇扇端辮狀河分流河道和漫灘環(huán)境，后者指示了扇端積水洼地或河漫湖泊沉積環(huán)境。

2.3 古環(huán)境、古氣候和古地理

地質(zhì)學上的環(huán)境包括了大氣、水、土壤、植物、動物、微生物等自然因素，古環(huán)境則是地質(zhì)歷史時期古生物所處的環(huán)境，包括了古氣候和古地理。古氣候指地質(zhì)歷史時期某一時間段的大氣總體狀態(tài)，主要依據(jù)沉積巖系中具有特征的巖石和古生物化石來進行古氣候條件的推斷，對于地層的劃分和對比具有指導(dǎo)意義。古地理指地質(zhì)歷史時期地球表面的地理環(huán)境，古生物化石是重建古地理環(huán)境最重要的依據(jù)。

例如周口店北京人遺址專題將周口店組分為 13層，每層之間氣候特征有所變化。例如第 13 層的扁角鹿、中國鬣狗和大丁氏鼢鼠等代表了草原—河沼生活的動物類型，越往上比例越低，直到第 8-9 層，森林動物的比例占了優(yōu)勢，此時為溫暖濕潤的氣候，第 7 層往上占優(yōu)勢的為喜水動物，推測當時為多水潮濕時期，第 4 層開始草原動物的比例又反超了森林動物，說明當時的森林面積縮小，草原面積擴大，氣候有所變化[7]。

2.4 重點化石標本表述

古生物群產(chǎn)出的代表性化石或者新屬新種化石，需詳細介紹其分類信息 (包括門、綱、目、科、屬、種以及亞門、亞目、超科、亞科等各級分類信息)、中文名、拉丁文名、分類依據(jù)、屬種的特征，以及產(chǎn)地分布、產(chǎn)出的地層等、典型化石標本照片等。

例如自貢地區(qū)侏羅紀恐龍動物群介紹了獸腳類的和平永川龍，蜥腳類的李氏蜀龍、董氏大山鋪龍、天府峨眉龍、東坡秀龍、楊氏馬門溪龍、合川馬門溪龍，劍龍類的太白華陽龍和鳥腳類的大山鋪曉龍等重點恐龍化石的分類位置、外形、生物特征、分類特征，模式標本、產(chǎn)地層位和典型標本照片等。

2.5 化石復(fù)原圖

化石復(fù)原圖是科研人員根據(jù)古生物化石的分析研究，確定其種屬和特征并選擇具有代表意義的 (在生物演化系統(tǒng)上較為重要的) 或較完整的化石，并且根據(jù)一定的古生態(tài)學原理繪制而成的生物復(fù)原圖。

例如云南澄江生物群專題展示了八列帽天櫛水母(圖 1) 和中華先光?？?(圖 2) 等 72 組古生物珍貴的化石標本圖和復(fù)原圖，生動鮮活地表現(xiàn)了古生物的形態(tài)和特征，使化石的研究成果具有更直觀、豐富的展現(xiàn)效果。

圖1 八列帽天櫛水母化石 (左) 及其復(fù)原圖 (右)(圖片來源：國家?guī)r礦化石標本資源共享平臺)Fig. 1 The fossil of Maotianoascusoctonarius Chen & Zhou 1997 (left) and its reconstruction drawing (right)(from National Infrastructure of Mineral Rock and Fossil Resources for Science and Technology)

2.6 生態(tài)復(fù)原圖

古生物之間以及古生物與其生存環(huán)境之間的相互關(guān)系即為古生態(tài)[8]，一般通過古生物化石或遺跡化石來研究古生態(tài)，并結(jié)合現(xiàn)代生物生態(tài)特征，依據(jù)古生態(tài)學、古生物學和古氣候?qū)W等學科原理來將其還原繪制成復(fù)原圖。云南澄江生物群展示了澄江動物群生態(tài)復(fù)原圖 (圖 3) 和帽天山大輻射海綿動物群生態(tài)復(fù)原圖(圖 4) 等 27 幅寶貴的生態(tài)復(fù)原圖，使人們對古生物的生態(tài)有更加深刻清晰的了解和認知。

圖2 中華先光?？?(左) 及其復(fù)原圖 (右)(圖片來源：國家?guī)r礦化石標本資源共享平臺)Fig. 2 The fossil of Xianguangiasinica Chen &Erdtmann 1991(left) and its reconstruction drawing (right)(from National Infrastructure of Mineral Rock and Fossil Resources for Science and Technology)

圖3 澄江動物群生態(tài)復(fù)原圖(圖片來源：國家?guī)r礦化石標本資源共享平臺)Fig. 3 The ecologic reconstruction drawing of Chengjiang biota(from National Infrastructure of Mineral Rock and Fossil Resources for Science and Technology)

圖4 帽天山大輻射海綿動物群生態(tài)復(fù)原圖(圖片來源：國家?guī)r礦化石標本資源共享平臺)Fig. 4 The ecologic reconstruction drawing of the spongia fauna of Maotian mountain radiation(from National Infrastructure of Mineral Rock and Fossil Resources for Science and Technology)

2.7 相關(guān)研究歷史和最新研究進展

在古生物化石群被首次發(fā)現(xiàn)之后，化石的挖掘和研究都要經(jīng)歷一個較長的過程，每次重大的新發(fā)現(xiàn)都是一個新的階段。不同化石群之間的聯(lián)系也是密不可分的，已發(fā)現(xiàn)化石群的研究歷史可為新化石群的研究提供理論支持，而后者也可作為前者的補充或新的突破口。除了部分未發(fā)表的研究成果和補充性野外采集資料，古生物專家學者的新發(fā)現(xiàn)、新論點一般以公開的論文專著形式發(fā)表在學術(shù)報告、國際或國家級學術(shù)會議和知名學術(shù)期刊等。維護古生物專題數(shù)據(jù)庫需密切跟蹤最新研究動態(tài)，不斷收集最新研究成果數(shù)據(jù)，動態(tài)更新數(shù)據(jù)庫，這也是專題數(shù)據(jù)庫優(yōu)越于出版物的地方。

2.8 標本索引

古生物群專題的標本索引列出了國家?guī)r礦化石標本資源共享平臺上發(fā)布的該產(chǎn)地的化石標本信息名錄，點擊可瀏覽標本詳細信息，包括：平臺資源號、資源編號、資源中文名稱、資源外文名稱、產(chǎn)地、經(jīng)緯度、高程、資源歸類編碼 (分類信息)、主要用途、資源形成時代、地質(zhì)產(chǎn)狀或?qū)游弧⒑喴卣髅枋?、具體用途、資源提供者、資源提供時間、圖片資料、保存單位、樣品編號、庫存位置號、采集號、保存資源數(shù)量、保存資源類型、共享方式、資源狀態(tài)、獲取途徑、聯(lián)系方式、數(shù)據(jù)最后更新時間等。

例如云南澄江生物群的標本索引中收錄了 140 件產(chǎn)于云南省玉溪市澄江縣并且保存于中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所的化石目錄信息。

2.9 參考文獻與資料

每個專題最后一個欄目都列出了與本專題相關(guān)的論文、專著、報告等。論文、專著的格式如下：作者名，文獻名或書名，出版社，出版日期，雜志刊號：頁碼。

3 結(jié)語

古生物群專題數(shù)據(jù)庫開發(fā)是國家?guī)r礦化石標本資源共享平臺對標本基礎(chǔ)數(shù)據(jù)挖掘的一項重要嘗試，在數(shù)據(jù)集成加工與主動推送信息服務(wù)方面取得了良好的效果。然而，古生物群專題數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建是一項長期的工作，一方面，隨著古生物學研究的深入，將有更多的科學數(shù)據(jù)和研究成果發(fā)表；另一方面，隨著平臺標本資源整合范圍的擴大，越來越多的資源單位和標本資源進入平臺，既豐富了現(xiàn)有專題的內(nèi)容，又提供了新的古生物群專題創(chuàng)作的素材。因此，平臺應(yīng)持續(xù)投入人力物力，不斷收集與補充完善專題最新研究數(shù)據(jù)，逐步建成產(chǎn)地齊全、信息動態(tài)及時更新的中國古生物群專題數(shù)據(jù)庫。

在古生物群專題的展示形式上，可利用更多的多媒體技術(shù)，開拓科普視頻、精美圖片庫、論壇等其他欄目，適當結(jié)合 APP、VR 等未來主流技術(shù)，增強趣味性，全方位地展示古生物群專題數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容和優(yōu)勢，拓寬專題的受眾面，吸引更多用戶的關(guān)注。

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