海百合在珊瑚礁造礁中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种海百合在珊瑚礁造礁中的应用。本发明以石炭纪的后生动物格架礁为例，从礁体生长过程和群落竞争关系的角度，对赋存于造礁生物群落中的海百合与造架珊瑚之间的关系，以及其在礁体发育过程中的作用进行详细探讨，揭示了礁生态系统内的生物因子之间的关系。研究发现：在礁体发育初期，以海百合为主的群落是造架珊瑚定殖的初始条件；在礁体的生长过程中，海百合与造架珊瑚之间存在一种受环境控制的竞争关系，两者在数量上呈现此消彼长的关系。当环境变化导致造架珊瑚死亡，礁体停止生长，海百合仍存活并不间断地为礁体提供沉积物，对已停止发育的珊瑚格架起到覆盖作用，从一定程度上保护了礁体。
【专利说明】海百合在珊瑚礁造礁中的应用
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及海百合的应用，具体涉及海百合在珊瑚礁造礁中的应用。
【背景技术】
[0002]在古生代的动物群中，海百合是非常普遍的成分，尤其是在石炭纪，海百合的种类及丰度都达到了峰值。在广西石炭纪的后生动物格架礁中存在有分布广泛的海百合，Kammer等认为海百合适应礁体中的生活，不仅存在于古生代，而且这种现象一直持续到现代。国内外学者对礁中的海百合进行过大量的研究，不仅包括对海百合的系统古生物学、埋藏学，骨骼的微细结构以及海百合与其他生物间的生态关系等研究；还包括对以海百合为主的障积生物群落与造架珊瑚生物群落之间的演替关系的研究。这些研究普遍认为海百合是具有障积和粘结作用的居礁生物，而对海百合在造礁过程中的作用、与造架生物之间的竞争关系研究相对比较薄弱。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于分析石炭纪礁内海百合生态功能，揭示海百合在造礁过程中的作用，进而提供海百合在珊瑚礁造礁中的应用。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0005]本发明以石炭纪的几个典型后生动物格架礁为例，从礁体生长过程和群落竞争关系的角度，对赋存于造礁生物群落中的海百合与造架珊瑚之间的关系，以及其在礁体发育过程中的作用进行详细探讨，揭示了礁生态系统内的生物因子之间的关系。研究发现:在礁体发育初期，以海百合为主的群落是造架珊瑚定殖的初始条件；在礁体的生长过程中，海百合与造架珊瑚之间存在一种受环境控制的竞争关系，两者在数量上呈现此消彼长的关系。当环境变化导致造架珊瑚死亡，礁体停止生长，海百合仍存活并不间断地为礁体提供沉积物，对已停止发育的珊瑚格架起到覆盖作用，从一定程度上保护了礁体。
[0006]基于上述研究，本发明提供一种海百合在珊瑚礁造礁中的应用。
[0007]本发明发现了海百合的存在对石炭纪后生动物格架礁的形成和发展的作用:
[0008](I)在礁体发育初期，以海百合为主的群落为珊瑚的定殖提供了有利的场所，是珊瑚定殖的初始条件；
[0009](2)在礁体生长发育过程中，海百合与造架珊瑚之间在数量上呈现此消彼长的关系，在这种适宜珊瑚发育的环境中，海百合与珊瑚竞争处于劣势地位，被造架珊瑚排挤，这种关系受环境控制，一旦环境改变则竞争关系也随即消失；
[0010](3)受环境改变的影响，造架珊瑚停止生长，海百合仍在生长，此前存在于它们之间的竞争关系也不复存在，而海百合仍然不间断地为礁体提供沉积物，对已停止发育的珊瑚格架起到覆盖作用，从一定程度上保护了礁体。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述。应理解，下面的实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0012]实施例1广西田林县石炭纪礁内海百合生态功能分析
[0013]1、地质背景
[0014]研究区位于广西壮族自治区田林县浪平乡的北侧，其大地构造归属于“颠黔桂盆地”。该盆地被陈洪德等称为“右江盆地”，Enos等称为“南盘江盆地”。受泥盆纪北东向一西南向拉张作用的影响，石炭纪在该盆地内呈现出若干被深水相台沟所分割的大小不等的孤立碳酸盐台地。其中，在一些台地内及台缘上发育了一些后生动物格架礁，包括甘垌子苔藓虫一珊瑚礁、下垌村珊瑚礁、龙江垌珊瑚礁及龙江垌珊瑚点礁。造礁生物种类多样，礁体类型各异，除甘垌子苔藓虫一珊瑚礁外均是首次发现。这些格架礁产出层位分别为台内相的都安组和台缘相的黄龙组。
[0015]2、礁体概况
[0016]甘垌子苔藓虫一珊瑚礁位于田林县至乐业县的新开公路旁，距浪平乡约5.5km。该礁体是目前中国最早报道的密西西比亚纪的后生动物格架礁。礁体长约300m，厚度约为130m。造架生物有泡沫柱珊瑚、笛苔藓虫、笛管珊瑚和石柱珊瑚。礁体骨架间存在有海百合、腕足类、单体珊瑚、有孔虫、管壳石、腹足类、介形虫及钙藻等。礁体共有4个生长旋回:泡沫柱珊瑚骨架礁旋回、笛苔藓虫骨架礁旋回、泡沫柱珊瑚骨架礁旋回和笛苔藓虫一泡沫柱珊瑚骨架礁旋回。
[0017]下垌村珊瑚礁位于下垌村西北侧的便路旁，距村约100m，产出时代为早石炭世晚期，地层层位属于下石炭统都安组。礁体露头近东西向展布，露头长度约260m，厚度约50m。该礁体由双型珊瑚、丛管珊瑚、石柱珊瑚、拟石柱珊瑚、笛管珊瑚以及古星珊瑚等与单体珊瑚、海百合、有孔虫、介形虫、腕足类、腹足类、苔藓虫、藻类以及微生物等共同组成。
[0018]龙江垌珊瑚礁位于通往龙江垌村的西南侧便路旁，距村约50m，发育在碳酸盐岩台地边缘，地层归属于晚石炭世黄龙组。该礁体是以双型珊瑚为造礁格架的3层旋回式礁体，附礁生物有海百合、腕足类、有孔虫及各种藻类等。
[0019]龙江垌珊瑚点礁位于通往龙江垌村的西南侧便路旁，距村约100m，发育在碳酸盐岩台地边缘，地层归属于晚石炭世黄龙组。礁体规模不大，露头长约20m，高约Sm。造架生物有双型珊瑚、石柱珊瑚和单体珊瑚等，礁内富含有大量的海百合碎屑及少量的苔藓虫和腕足类。
[0020]3、海百合在造礁过程中的角色
[0021]在广西石炭纪后生动物格架礁中，海百合以成段的茎、分散的茎板以及碎屑的形式不同程度地堆积在礁体内部、盖层和基底。在礁区内未见有完整的海百合腕及其整体，难以对其进行属种鉴定。这不仅与海百合死亡后，其骨骼几乎立刻脱落或肢解有关，还与其骨骼受到水流冲击的破坏，缺少快速的埋藏有关。Meyer等认为海百合碎屑的集中堆积程度与其活体时的生存位置相近似。因此，海百合碎屑堆可以反映海百合是近原地生长的，在此基础之上，下文从礁体演化的时间顺序对海百合在礁体发育过程中的地位进行讨论。
[0022]3.1海百合群落
[0023]在海百合出现以来的地质历史时期，礁体基底含有海百合或以海百合为基底的礁体都是比较多见的，如淳化铁瓦殿中奥陶统的层礁、广元中子小屯志留纪的礁体、南丹大厂龙头的泥盆纪珊瑚一层孔虫礁以及二叠纪紫云石头寨生物礁等等。广西石炭纪的这些后生动物格架礁均发育在含大量海百合的颗粒滩之上。在龙江垌珊瑚点礁的基底中，海百合相对比较细小，偶见较粗大的茎段；在甘垌子苔藓虫一珊瑚礁中，海百合茎板相对比较粗大，直径主要集中在0.5?Icm ;而在龙江垌珊瑚礁和下垌村珊瑚礁的基底，海百合以大小混杂的堆积形式出现。无论海百合茎的粗细，它们的大量存在就足以说明在礁体的基底位置曾生活着较为大量的海百合群体。
[0024]在该时期，孤立的碳酸盐台地内和边缘上曾形成了一个包含腹足类、腕足类、海百合类、苔藓虫以及藻类和其他生物在内的生物群落，其中海百合类是群落的优势种。这些底栖生物用固着器官或其他方式固着于底质之上，使沉积物处于稳定。此群落的存在及发展为后生动物格架礁的发育打下了基础。
[0025]代表这个阶段的典型岩石类型是颗粒岩和泥粒岩，其中含有大量的腹足类、腕足类、棘皮动物、以及零星的珊瑚化石，位于礁体的基底部位。
[0026]3.2造架珊瑚的定殖
[0027]该时期是生物礁的萌生阶段。在珊瑚的繁殖期，大量珊瑚幼虫被动荡的海水携带至此。在以海百合为优势种的群落里，海百合占据的营养结构为高滤食者。在其摄食过程中，触手的摆动有助于减缓水流流速，从而导致海水流经该群落时，其中携带的珊瑚幼虫进入该群落并固着。随着珊瑚的定殖，原来的生物群落组成就发生了改变，珊瑚成为群落里的新成员，于是，新的生物群落便形成了。在原来的群落中，海百合为近直立生长的分解型钙化生物，它们活着时以多关节和通常易弯曲的躯体障积沉积物，死亡后则分解为骨片分散保存称为礁体的沉积物。然而珊瑚定殖后，沉积结构发生了改变，由滩相沉积的颗粒岩和泥粒岩转变为格架岩，形成了含直立坚挺型的钙化珊瑚的造礁格架岩，但此时并没有出现致密的格架结构。
[0028]代表这个阶段的典型岩石类型是颗粒岩、泥粒岩和少量的骨架岩，位于礁体的底部。
[0029]3.3礁体的发展与成熟期
[0030]尽管海百合从来没有成为主要的造礁生物，但是它们几乎在所有的古生代生物礁中都是重要的分子。海百合无论对盐度、温度、深度以及水动力条件等生存环境的需求，还是对食物的需求，都与造架珊瑚的需求存在共同点。结合野外实际观测及室内鉴定表明，海百合与造架珊瑚生存在相同的礁空间内。所以，我们认为在造礁生物群落中，海百合与珊瑚利用共同的食物资源以及生存空间，即它们具有相同的营养生态位及空间生态位。
[0031]在此阶段造架珊瑚发展并逐渐进入到极盛时期。造礁群落的生态系统结构趋于复杂，功能更加完善、显著且稳定性增强即钙化的珊瑚骨骼既构成礁格架，又对沉积物起到一定的障积作用；腹足类、腕足类、苔藓虫、有孔虫以及其他生物等的骨骼虽不构成礁格架，却是礁体的重要组成部分或沉积物的来源。因此，广西石炭纪的这些后生动物格架礁的主体部分更能体现出海百合与造架珊瑚之间的关系。
[0032]海百合死亡后肢体塌落瓦解，失去了活体时的生境，随后该生境被珊瑚群落占据；然而珊瑚死亡后其骨骼仍占据其原有的生长位置，故新繁殖的海百合不能占据先前海百合的位置，只能在珊瑚体周围有利的空间内生长。在礁体内表现为造架珊瑚障积海百合茎段和碎屑颗粒或造架珊瑚直接生长在海百合颗粒岩之上，生态学上表现为珊瑚占据海百合的空间生态位，大部分海百合退居到珊瑚群体的周围生长，即如张廷山认为的海百合群落生长在礁翼。此时，造架珊瑚与海百合在数量上呈现此消彼长的趋势。造架珊瑚密集的地方海百合堆积物稀少，致密珊瑚骨架内几乎没有海百合存在，而造架珊瑚稀疏的地方海百合相对较多；造架珊瑚群体间空隙内存在大量海百合堆积物，部分保存较为完整。珊瑚将海百合排挤到其生长空间之外，与礁体形成初期相比的尺度更大。这种现象在龙江垌和甘垌子旋回礁中更加明显，礁体格架建设过程中海百合相对减少，而在礁体发育旋回间海百合大量出现。因此，当存在适宜珊瑚生长发育的环境时，海百合在与珊瑚竞争生存空间时处于劣势地位。
[0033]代表这个时期的典型岩石类型为珊瑚格架岩，富含生物碎屑粒泥灰岩和泥粒岩，是礁体的主体。
[0034]3.4造架珊瑚死亡
[0035]在下垌村珊瑚礁体中，以海百合茎和碎屑为主的生屑覆盖在珊瑚格架上。甘垌子苔藓虫一珊瑚礁的盖层是以腕足类为主的生屑滩，其中含有较多的海百合。在龙江垌珊瑚礁的盖层中，存在保存较好较完整的茎。受外界环境改变的影响，造架珊瑚死亡，礁体停止生长。但海百合并没有随着造架珊瑚的死亡而死亡，它们仍然生存在已停止发育的珊瑚格架空间内，或格架的外部，或已被沉积物所覆盖的格架顶部。由此可推测，与造架珊瑚相比，海百合对环境的适应能力较强，不间断地为礁体提供沉积物，对已停止发育的珊瑚格架起到覆盖作用，在一定程度上保护了礁体。
[0036]代表这个阶段的典型岩石类型是颗粒岩和泥粒岩，其内含有大量的腹足类、腕足类、棘皮动物、珊瑚等化石。
[0037]4、结论
[0038]通过对广西石炭纪后生动物格架礁中海百合与造架珊瑚之间关系的研究及其在造礁过程中作用的探讨，本发明认为海百合的存在对我国广西石炭纪后生动物格架礁的形成和发展都具有至关重要的作用。
[0039](I)在礁体发育初期，以海百合为主的群落为珊瑚的定殖提供了有利的场所，是珊瑚定殖的初始条件；
[0040](2)在礁体生长发育过程中，海百合与造架珊瑚之间在数量上呈现此消彼长的关系，在这种适宜珊瑚发育的环境中，海百合与珊瑚竞争处于劣势地位，被造架珊瑚排挤，这种关系受环境控制，一旦环境改变则竞争关系也随即消失；
[0041](3)受环境改变的影响，造架珊瑚停止生长，海百合仍在生长，此前存在于它们之间的竞争关系也不复存在，而海百合仍然不间断地为礁体提供沉积物，对已停止发育的珊瑚格架起到覆盖作用，从一定程度上保护了礁体。
【权利要求】
1.海百合在珊瑚礁造礁中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于:海百合为珊瑚的定殖提供了场所。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于:海百合为礁体提供沉积物对其进行保护。
【文档编号】A01K67/033GK104396883SQ201410526600
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】王会敏, 高珊珊 申请人:辽宁工程技术大学