植物化石数据库标准化方法：通过分类去重优化古生物多样性与古生物地理学分析

推荐：为解决植物化石记录中器官碎片化导致的分类重复问题，研究人员开发了标准化方法过滤古植物学数据。通过分析二叠纪-三叠纪压缩/印痕化石和石炭纪-二叠纪煤核化石案例，发现标准化数据能更准确揭示物种多样性动态和古生物地理格局，为深时陆地生态系统演化研究提供新范式。

　　

植物化石记录是研究深时陆地生态系统演化的关键证据，但化石的碎片化保存给研究带来巨大挑战。典型维管植物由10-12个独立器官组成，但完整个体极其罕见。这种碎片化可能源于植物生活史（如种子扩散、叶片脱落）或埋藏过程（如河流搬运中的破碎分选）。传统研究中，不同器官化石常被独立计数，导致分类重复，扭曲原始植被多样性评估。尤其在全球生物危机（如二叠纪-三叠纪大灭绝PTME）研究中，这种偏差可能掩盖真实的植被响应模式。

为破解这一难题，由英国利兹大学Zhen Xu领衔的国际团队在《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》发表研究，提出"标准化"方法过滤古植物数据库中的分类重复。研究选取两个典型案例：华南板块二叠纪-三叠纪压缩/印痕植物群，用于评估PTME事件中的物种多样性变化；欧美及华夏地块石炭纪-二叠纪煤核化石，用于分析古生物地理格局。通过对比原始数据与标准化数据的分析结果，揭示了化石记录中隐藏的生态演化信号。

关键技术包括：1）基于植物器官分类模板的数据标准化（如对压型化石优先选用叶部化石分类单元，对煤核化石选用解剖结构明确的种子分类单元）；2）采用存在/ absence矩阵和穿时法（Range-Through Method）扩展化石分布范围；3）运用主成分分析（PCA）解析不同地质时期和地区的植物群演化关系。

研究结果方面，在"华南二叠纪-三叠纪植物群分类丰富度与古植物学特征"部分发现：标准化使长兴组宣威/大隆植物群的物种数减少21.7%，但更精确显示早三叠世印度阶的灭绝率显著降低。PCA分析显示标准化属级数据能清晰区分古生代与中生代植物群，过渡期的卡以头组植物群在演化轴上呈现中间位置。

在"石炭纪-二叠纪煤核古生物地理学"研究中，标准化剔除77%的原始数据"噪音"。属级分析显示欧美与华夏植物群具有高度相似性，反映全球热带沼泽植被的均一性；而种级数据则揭示华夏植物群特有的微进化特征，标准化后其地方性特征更为凸显。

讨论指出，标准化方法能有效消除化石记录中的分类冗余，尤其对深时研究更为关键。在PTME案例中，标准化数据揭示低地植被生物量崩溃（而非完全灭绝）是延迟早三叠世温室气候恢复的关键因素。煤核研究则证明标准化能更好识别华夏植物群的地方性特征，为板块漂移导致的生物区系迁移提供新证据。

该研究建立的方法体系为古植物学数据分析树立了新标准，建议未来研究同时报告原始与标准化数据。通过整合压型化石与煤核化石记录（如乌达火山灰植物群），将有望重建更完整的深时陆地生态系统演化图景。这一突破性进展不仅修正了对陆地生物大灭绝模式的认识，也为理解植物与地球系统协同演化提供了方法论基础。