数学方法在下扬子区早三叠世生态地层中的应用

3．3．2　数学方法在下扬子区早三叠世生态地层中的应用

聚类分析是用来检验各类生物间亲疏程度的一种有效方法。本文试图通过每一群落带的各种变量，如群落带的组成、优势度、分异度(信息函数)及浮游生物与底栖生物之比等为原始数据，对下扬子区巢县马家山、江宁湖山和长兴煤山三条剖面14个群落带、10个亚群落带进行聚类分析。无锡嵩山剖面因水体极浅，且生物多为异地搬运，只能建立生物组合，故未能参加聚类分析。聚类分析的原始数据矩阵见表3．3。将原始数据标准化(表3．4)后，得出标准化数据矩阵(表3．5)。根据相关系数公式(见本章3．2 节)，得出相关系数矩阵(表3．6)，相关系数r越大，群落带间关系越亲密;如果相关系数r呈负相关，则群落带之间就无多大联系。由此，可根据相关系数r作出化石群落聚类分类谱系图(图3．5)。

图3．5　下扬子区早三叠世各化石群落聚类分类谱系图

从分类谱系图(图3．5)及相关系数矩阵(表3．6)中可以看出，群落带4 与7两者自然地组合在一起，彼此之间相关系数最大为1，说明两者具有相同的特征和一致的沉积环境，都为较深水环境。群落带12-4，12-3，12-2，11，12-1的相关系数都大于0．8，反映这五个群落带(或亚群落带)很相似，彼此具相似的生活环境。群落带14和3-1组合到一起，两者的相关系数为0．88，说明二者的生活环境均为水体较浅的环境。群落带3-2，2-2， 1-2，2-1之间相关性较好，尤以3-2与2-2关系密切，故3-2与2-2可能为一种亚环境，1-2与2-1为另一种亚环境。群落带16与9之间具一定的相关性，可能都属较深水环境。群落带5聚类后发现与1-2和3-2相似性较大，和9，7也有一定的相关性，而与其他群落带较疏远，推测其环境可能介于二者之间。

表3．3　原始数据矩阵

群落带及亚群落带编号说明:1．Claraia cf．stachei群落带;1-1．C．cf．stachei-Ophiceras亚群落带;1-2．Ophiceras-C．cf．stachei亚群落带;2．Claraia griesbachi群落带;2-1．Lytophiceras-C．griesbachi亚群落带;2-2．Claraia wangi-C．griesbachi亚群落带;3．Claraia aurita群落带;3-1．Claraia aurita亚群落带;3-2．Claraia concentrica-C．aurita亚群落带;4．Prionolobus群落带;5．Neospathodus dieneri群落带;7．Xenodiscoides群落带;9．Anasibiriteskingianus群落带;10．Flemingites cf．ellipticus群落带;11．Neospathoduswaageni群落带;12．Neospathodus triangularis群落带;12-1．Neospathodus triangularis亚群落带;12-2．Neospathodus triangularis-N．collinsoni亚群落带;12-3．Neospathodus triangularis-N．anhuiensis亚群落带;12-4．N．triangularis-N．homeri亚群落带;13．Posidonia群落带;14．Periclaraia circularis群落带;16．Koninckites群落带;17．Hindeodus parvus群落带。群落带10与各群落带都较疏远，从相关系数看，最接近的是与9和1-1，但它们之间的相关系数均小于0．7，说明相关性小，由此推测群落带10反映一种深水环境。群落带17与各群落带之间都很疏远，相关系数r均为0，也反映了该群落带的环境为浅水环境。此外群落带13与3-1有一定的相关性，因为13和3-1群落带它们的化石保存特征很相似，都为单一生物群落，均无共生生物。但在分析环境时要考虑到岩性、岩相，与上、下群落带的关系以及各自的生态特征等诸因素。所以虽然二群落带相似性较好，也只能说明一个侧面，对各自的形成环境还应综合各种因素而得出。

表3．4　原始数据标准化

表3．5　标准化数据矩阵

根据上述分析可看出，聚类分析不仅反映了群落带间的相互关系、亲疏情况，而且对所推测的生境型也是一种很好的检验。