一、科學(xué)目標(biāo)

　　以寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期（埃迪卡拉紀(jì)晚期至寒武紀(jì)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(duì)象，以生物化石帶為時(shí)間標(biāo)尺，揭示生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、環(huán)境演化特征和生物地球化學(xué)過程，探討寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)在時(shí)間和空間上的差異性，重建演化過程。
 

　　二、研究?jī)?nèi)容

　?。ㄒ唬┉h(huán)境變化研究。

　　大氣氧變化、大陸風(fēng)化、古海洋化學(xué)演化是緊密相關(guān)的聯(lián)動(dòng)體系，也是制約生物演化的關(guān)鍵環(huán)境因素。針對(duì)每一目標(biāo)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(xué)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(guān)問題；利用Mo、Cd、Zn、Cr、Li、Mg、Fe、U 等非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素構(gòu)建寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)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(fēng)化強(qiáng)度，揭示海水化學(xué)條件特征及演化；以實(shí)體化石的團(tuán)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(shí)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(duì)大氣氧變化的指示意義。在綜合各項(xiàng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，定量模擬寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的環(huán)境制約因素。

　?。ǘ┥锏厍蚧瘜W(xué)循環(huán)研究。
　　C、N、P、S是生命必需的元素，其生物地球化學(xué)循環(huán)直接影響陸地風(fēng)化、海洋和大氣化學(xué)組成的變化，對(duì)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(cè)試與沉積相結(jié)合重建海洋中碳循環(huán)的時(shí)、空變化，評(píng)估寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期碳同位素在時(shí)間上的變化規(guī)律，重點(diǎn)研究C循環(huán)時(shí)空演化的模擬特征及其對(duì)有機(jī)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(guān)注傳統(tǒng)的15N測(cè)試, 而且將開展生物標(biāo)記物卟啉的15N工作，提升對(duì)N循環(huán)途徑和過程的認(rèn)識(shí)。在研究S循環(huán)方面，精確測(cè)定32S、33S、34S、36S四種S的穩(wěn)定同位素，為研究寒武紀(jì)海洋中的S循環(huán)打開新的思路。另外，結(jié)合生物沉積物指標(biāo)、古生物指標(biāo)、微量元素指標(biāo)（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(shí)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(gòu)造；不同種類微生物的新陳代謝活動(dòng)也可以在地層里留下特征同位素和分子標(biāo)志化合物等記錄。通過對(duì)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(qiáng)度等信息，從而評(píng)估整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中微生物活動(dòng)對(duì)能量和物質(zhì)循環(huán)的貢獻(xiàn)，以及對(duì)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(gòu)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。

　?。ㄋ模﹦?dòng)物生態(tài)類型多樣性及其營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)研究。

　　澄江生物群和布爾吉斯頁(yè)巖生物群的生態(tài)類型和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)揭示了寒武紀(jì)群落生態(tài)的復(fù)雜性。然而，前寒武紀(jì)-寒武紀(jì)其它不同時(shí)期生物群的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。為了解析寒武紀(jì)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(chǔ)之上，對(duì)寒武紀(jì)不同時(shí)間段內(nèi)動(dòng)物的生活方式（游泳、表?xiàng)⒈項(xiàng)讨?、?nèi)棲活動(dòng)、內(nèi)棲固著）和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)（Tierings）進(jìn)行系統(tǒng)研究，并以寒武紀(jì)特異保存的動(dòng)物群為線索，探索寒武紀(jì)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(jié)殼和幼體），揭示寒武紀(jì)生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、演化過程和驅(qū)動(dòng)力。

　?。ㄎ澹﹦?dòng)物門類多樣性起源演化研究。

　　現(xiàn)生動(dòng)物界有38個(gè)動(dòng)物門類，在寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期已發(fā)現(xiàn)20個(gè)現(xiàn)生動(dòng)物門類和6個(gè)絕滅動(dòng)物門類，還有18個(gè)現(xiàn)生動(dòng)物門類是否在寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期出現(xiàn)有待證實(shí)。另外，動(dòng)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(xiàng)研究的總體思路是利用我國(guó)及世界其它地區(qū)新元古代至寒武紀(jì)地層中豐富的化石資源，開展后生動(dòng)物三個(gè)亞界四大類群的早期分支演化研究，全面揭示寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期動(dòng)物門類的多樣性和各門類的輻射演化，深入探討動(dòng)物門類階段性演化與生態(tài)系統(tǒng)演化的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上，綜合分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)在時(shí)間和空間上的差異性，重建寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)的演化過程。
 

　　三、申請(qǐng)注意事項(xiàng)

　?。ㄒ唬┥暾?qǐng)書的附注說明選擇“寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)演化”。

　?。ǘ┥暾?qǐng)人申請(qǐng)的直接費(fèi)用預(yù)算不得超過2000萬元/項(xiàng)（含2000萬元/項(xiàng)）。

　?。ㄈ┍卷?xiàng)目由地球科學(xué)部負(fù)責(zé)受理。