探究｜地质博物馆古生物化石保护利用的创新实践研究——以贵州省地质博物馆为例

贵州被誉为“古生物王国”，其沉积地层中蕴藏着跨越10亿年的生命演化密码——从埃迪卡拉纪瓮安生物群的多细胞动物胚胎化石，到寒武纪凯里生物群的软躯体遗迹，再到三叠纪关岭生物群的海生爬行动物胎生实证，完整勾勒出地球生命从简单到复杂的演化轨迹。这些古生物化石以集群埋藏、保存完好、科学价值突出为特征，为真核生物起源、寒武纪大爆发、三叠纪海洋生态系统复苏等关键演化阶段提供了关键实证，堪称解读古海洋环境变迁、地层对比及重大地质事件的“天然档案馆”。

贵州省地质博物馆坐落于贵阳市观山湖区，前身为1957年的全省地质资料处，2021年正式向公众开放，并于2024年获评国家一级博物馆。馆内常设6个展厅，藏品超10万件，系统展现贵州地质变迁、古生物演化与丰富的矿产资源等，是重要的地学科普与文化展示交流平台，也是贵州省2021年“十件民生实事”之一。作为古生物资源活化的核心载体，贵州省地质博物馆创新构建了“科研—展示—科普”的协同机制：在科研层面，借助三维建模、CT扫描等技术手段，实现古生物形态结构的数字化复原；在展示层面，以“地层为书、化石为字”的策展理念，通过VR/AR交互技术与沉浸式叙事设计，动态呈现地球演化史诗；在科普转化层面，则通过研学课程体系与数字文创开发，推动科技成果向公众文化产品转化。然而，当前贵州古生物化石资源的保护与利用仍面临诸多挑战，如保护形势严峻、管理机制和利用能力存在短板等。本文将从化石资源禀赋特征、博物馆创新实践、现存问题及应对策略四个维度展开分析，以期进一步提升贵州古生物化石保护利用水平，促进可持续发展。

（一）类型与分布

贵州古生物化石资源类型极为丰富，从低等的菌藻类到高等的哺乳动物乃至古人类化石均有发现，拥有世界知名的系列生物群，完整展现了从早期多细胞生命诞生到复杂生态系统形成的演化轨迹，素有“古生物王国”之美誉。全省沉积地层广泛分布，覆盖面积超过总面积的90%，几乎所有沉积地层、浅变质沉积地层及松散沉积物中均含有化石。它们门类繁多、属种数量丰富、保存状态良好，涵盖海绵动物、原生动物、蠕形动物、古杯动物、腔肠动物、苔藓动物、节肢动物、腕足动物、软体动物、棘皮动物、笔石动物、半索动物、脊椎动物等20多个门类，涉及200多个科、2000多个属、4000多个种及亚种，同时还包括菌藻类、蕨类、裸子植物、被子植物等大量植物化石。

目前，贵州省内共划定古生物化石产地69处（见表1），空间分布呈现出显著的非均匀性。不同时代地层保存有特征鲜明的化石组合：黔北及黔东北地区的寒武系、奥陶系、志留系地层中，常见三叶虫、笔石、腕足类等化石；黔南独山地区的泥盆系和石炭系地层中，珊瑚、层孔虫、腕足类化石较为普遍，且多为原地埋藏并构成各类生物礁体；紫云地区的石炭系和二叠系地层中，䗴类、珊瑚、腕足类化石顺层分布；罗甸、望谟、册亨等地的三叠系地层中，双壳类、菊石化石密集产出。值得注意的是，瓮安生物群中立体保存的动物胚胎化石、凯里生物群中的软躯体水母状化石和蠕形动物化石，自发现以来备受学术界关注。

除上述无脊椎动物化石之外，贵州还保存有大量鱼类、海生爬行类、恐龙类、哺乳类等脊椎动物化石。其中，兴义动物群中保存有妊娠个体的贵州龙化石；盘县动物群中保存有混鱼龙类卵胎生证据；关岭动物群中保存有鱼龙类、海龙类、楯齿龙类等多类化石的精美标本（见图1）。一些三叠纪海生爬行动物化石产地，不仅有保存极为完好的成体标本，还出现了体内具有胚胎或幼体骨骼结构的个体材料，其保存状态在全球范围内均属罕见。

图1 a.梁氏关岭鱼龙：属于鱼龙目，萨斯特鱼龙科，萨斯特鱼龙属；b.乌沙安顺龙：属于海龙目，谜龙超科，安顺龙属；c.康氏雕甲龟龙：楯齿龙目，龟龙科，雕甲龟龙属。

（二）科学价值

贵州省以其丰富的古生物化石资源，被誉为“了解和研究地球生命史的宝库”。其科学价值覆盖古生物演化、地层学、古生态重建及重大地质事件研究等关键领域，并在矿产资源勘探、科普教育中具有重要的应用价值。这些远古生命遗迹具有显著的时空连续性和生态完整性，从新元古代到第四纪的化石记录，系统呈现了生命演化过程及其古环境变迁。新元古代化石群以蓝藻、疑源类和硫细菌为主，填补真核生物起源至埃迪卡拉纪宏体生物爆发之间的演化空白；埃迪卡拉纪瓮安生物群的立体动物胚胎化石，揭示后生动物起源关键环节，为寒武纪大爆发前的生命演化提供关键实证；寒武纪牛蹄塘生物群、小壳生物群、凯里生物群等，记录了生物矿化起源到生态系统复杂化的阶段性跃升。不同产地的埋藏学特征为全球寒武纪特异化石保存机制的对比研究提供了天然实验室。奥陶纪瓶筐石礁展现了生物礁在奥陶纪生物大辐射初期的复苏状态，其低分异度与微生物主导的特征，与全球同期礁体形成显著差异，反映出华南扬子台地独特的古海洋生物面貌。志留纪珊瑚—层孔虫生物礁记录了奥陶纪末大灭绝后华南板块最早的生物礁复苏过程，填补了全球埃隆期造礁生态系统研究空白，并揭示了浅海温暖富氧环境对礁体发育的控制作用。二叠纪贞丰“手兽”足印化石揭示大灭绝前陆生脊椎动物的行为特征，为古生态压力事件研究提供线索；三叠纪贵阳生物群、兴义生物群、关岭生物群完整记录二叠纪大灭绝后海洋生态系统复苏序列，其中，关岭化石数量之多、保存之完好和形态之精美乃国内外罕见，被地质古生物专家誉为“全球三叠纪独一无二的化石宝库”，为建立全球拉丁阶—卡尼阶界线层型提供重要依据；仁怀茅台恐龙足迹是我国发现的侏罗纪早期规模最大的蜥脚类恐龙足迹化石群，为揭示恐龙巨型化演化机制及古地理扩散路径提供关键材料；白垩纪夹关组红色砂岩中保存有迄今发现的世界上最大的恐鸟（Wupus）足迹化石以及与之伴生的兽脚类恐龙足迹化石，为早白垩世四足类动物的古生态学研究提供了重要的动物群组成信息；第四纪毕节巨猿及大熊猫—剑齿象动物群化石，为研究东亚灵长类演化及人类活动对生态环境的影响研究提供了重要实证。

贵州古生物化石在矿产勘探中具有重要指示意义，如牛蹄塘组黑色岩系显示出较大的油气资源潜力；关岭化石群国家地质公园等已成为地质学教育的实习基地，不仅为科学研究提供了丰富的实证材料，也通过科普展示生动展现了古环境变迁。这些覆盖多时代、类型丰富且保存完好的古生物化石，具有生命史研究无可替代的实证价值，是解读地球生命演化历程与古环境变迁的重要窗口，对推动科学研究、促进地学科普教育以及助力地方经济建设均产生了深远影响。

（一）贵州古生物化石展览展示

以“地层为书卷、岩石作纸张、化石当文字”为理念，通过生动的展览形式，系统诠释贵州近 10 亿年地质历史中的生命演化密码，彰显贵州“沉积岩王国”的地质古生物特征。展览开篇，通过沉积岩地层剖面模型与镇馆之宝——梁式关岭鱼龙的组合，形成学术与展示的呼应。对于200~800μm尺度的多细胞藻类及后生动物胚胎化石，采用激光共聚焦扫描技术实现三维可视化，其中磷酸盐化保存的细胞分裂遗迹，为埃迪卡拉纪生命矿化过程提供了形象展示。寒武纪展区以凯里生物群为核心，呈现三叶虫蜕壳序列与奇虾捕食迹构成的遗迹化石组合，并配合剑河“金钉子”剖面的三维岩心建模，将中寒武统底界界定的标准化石依据转化为可视化展陈语言，动态演示印度掘头虫首现层的国际认证过程。

中生代海生爬行动物展区成为学术与视觉双重焦点。关岭生物群的梁氏关岭鱼龙的胚胎共生化石（含3条体长90~110cm的胚胎）与邓氏贵州鱼龙胃容物遗迹，通过CT扫描与微距摄影技术，揭示胎生繁殖方式及食物链关系；兴义动物群中的胡氏贵州龙集群埋藏状态，经肱骨性别鉴定及分化统计后，结合AR技术实现鳍龙类社群行为的虚拟重建。海百合化石墙由数百枚创孔海百合标本构成，呈现典型的浅海生态景观，灯光渐变模拟光照梯度变化，并辅以流体力学模型演示其滤食机制。新生代展区则整合第四纪哺乳动物化石与“桐梓人”用火遗迹。手势互动装置通过地层切片动画，动态展示贵州地貌的演变过程。

科技赋能深度融入展区设计，通过前沿数字技术强化科学叙事。“神秘贵州”交互系统整合1200余件标本数据库，观众可通过智能触控界面自主查询标本信息，实现科学数据的可视化探索；C型影院以多媒体技术动态演示从震旦纪到二叠纪远古贵州的海陆格局变迁与古海洋生态系统演化；关岭化石发掘现场1:1复原区结合地质工具实物陈列与科研工作日志交互屏，完整呈现化石发掘工作流程；模式化石专柜陈列邓氏贵州鱼龙正模等重要标本，并通过链接SCI论文摘要实现科学信息溯源。“生命大道”展区以蕴含化石的特制石材铺装地面，观众踏步可通过压力感应触发计算机演示系统，实时生成对应地质年代的生物演化音效。该展陈系统融合微体化石显微观察、遗迹化石三维数字化重建、地质事件交互模拟等技术模块，既凸显贵州作为全球地层“金钉子”密集区的学术地位，又借助多模态可视化技术，构建了“地质发现—科学研究—公众认知”的沉浸式传播路径，为地质类博物馆的学术性、科技性、互动性展陈设计提供了创新示范。

（二）贵州古生物化石科普教育

以古生物化石资源为核心，构建多维度科普教育体系，着力打造地学科普与地质文化传播的标杆阵地。在实践中创新实施“双向辐射”策略：馆内依托化石修复室、展厅、科普报告厅等平台，开展主题讲座、互动实验、修复体验等活动，营造出沉浸式的科普场景，年均接待访客超50万人次；馆外通过“流动博物馆”进乡村、学校、社区和企业（简称四进），将化石模型、科普展板等展览资源输送至全省10余个县市，累计开展活动1051场次，覆盖10万余人次（见表2），有效推动城乡科普均衡发展。同时，与文旅机构合作开发“古生物探秘之旅”研学路线，融合野外考察与实践体验，接待研学团队超2.5万人次，助力“科普+旅游”深度融合发展。

通过全媒体方式开展科普创作，并搭建多平台分发体系，联合出版《石画石说》等科普著作，以通俗语言解读古生物演化历程；在《贵州教育》开设“地博时空”专栏，累计连载116期，发行量超过1160万份；制作《凝视》等科普影像作品，其中《凝视》获国家级奖项，借助可视化手段降低知识理解门槛。“海怪同盟”系列文创产品将古生物元素转化为大众文化产品，获得国家级文创大赛银奖，年销售额破百万元，成功探索“科学+艺术+商业”融合传播新路径。

以“馆校融合”为特色，成立研学中心并开发40余项沉浸式课程。例如，“海怪之夜”运用AR技术还原古海洋生态系统；“化石小猎人”开展野外模拟发掘活动，形成“室内建构—户外探索”立体化教学模式；科普课程“地博三叠纪”入选全国优质科普资源包。同时，与多家高校、科研单位共建科普基地，联合开展“古生物化石保护进校园”等跨界活动，年服务人数超过5万人次，构建了“科研赋能科普、科普促进教育”的良性循环体系。

通过“内容创作—活动辐射—课程研发—产教融合”一体化实践，博物馆获评“国家一级博物馆”“全国科普教育基地”等多项国家级荣誉，2023年获评国家4A级景区。其“研究型科普”模式获自然资源部认可。该模式将古生物资源转化为可参与、可体验的科普内容，通过文旅融合与校企合作，推动科普向文化传播和社会服务方向延伸，为地质遗迹科普提供了“贵州样本”，在连接科学与公众、促进地方文化发展方面发挥了显著的示范作用。

（三）贵州古生物化石资源的科学研究

围绕古生物化石资源开展的系统性科学研究成效显著。已完成“贵州省古生物化石群保护及研究”“古生物化石的多维数字化及其生态埋藏学科普研究——以贵州省地质博物馆三叠纪海生爬行动物为例”等50余项科研项目，在省级以上学术刊物发表成果61篇，研究领域覆盖三叠纪海生爬行动物软组织保存、晚二叠世植物—节肢动物群落等国际前沿热点。已主办省级以上学术会议10场，包括2023年联合北京大学、美国加利福尼亚大学、意大利米兰大学在米兰成功举办的“第四届三叠纪海生脊椎动物群及其后演化国际研讨会”，以及“贵州三叠纪化石群世界遗产价值国际学术研讨会”，有力推动了国际交流与合作。

在“十四五”期间，完成地质资料、古生物保护等科研成果25项，包括标准及技术指南5项、专著3本、专利11项、软件著作权6项。2022年建成岩矿及古生物保护与研究实验室，并向社会开放共享；2024年与贵州大学、贵州省地质调查院联合共建“贵州省古生物与古环境全省重点实验室”。依托贵州省地勘基金、省科技厅计划项目支持，对青岩生物群、安顺地区等重点化石产地开展系统性保护工作，通过设立标识、实施抢救性保护、围岩加固、三维激光扫描等手段实现原位保护与数字化建档。借助地球化学分析，解析古海洋环境特征。已完成全省69处重点化石产地边界修订，编制修复技术与影响评价指南，发布首批重要化石名录与分级细则，构建了涵盖地层序列的化石分级管理体系。同时，运用结构光扫描、多光谱成像技术，对454件三叠纪海生爬行动物化石进行亚毫米级三维建模，建成国内首个多源信息数字标本库。通过无人机倾斜摄影与SLAM技术实现喀斯特地质廊道实景重建与展陈空间增强现实导航，支持化石残损部位的虚拟复原与交互式观察，有效推动古生物遗迹资源研究向数字化、智能化深入发展。

（一）存在的问题

当前，贵州省古生物化石资源的保护与利用仍面临多重挑战，主要体现在两大方面。

1.资源保护形势依然严峻

一方面，古生物化石保护定位不够精准，缺乏常态化的跨部门协作机制，导致如青岩古生物化石群非核心区开发呈现碎片化与无序状态；乌当区奥陶纪地层剖面的损毁率已超过50%。另一方面，非法盗采现象屡禁不止，珍稀脊椎动物化石与软组织化石频繁被盗掘，相关执法主要依赖基层临时性的多部门联合行动，执法力度和持续性有待加强。此外，数字化建设严重滞后，尚未建立完善的智慧管理平台，科研数据挖掘和利用深度不足，制约了化石资源的整体保护效能与科学研究水平的提升。

2.活化利用能力不足

在科学传播方面，相关成果的转化效率较低，传统展陈方式吸引力不足，贵州省地质博物馆的社会影响力仍较为有限，低于同区域综合类博物馆——贵州省博物馆的同期水平，人才结构方面存在明显失衡，兼具科技创新与管理能力的复合型人才缺口较大，加之与高校联合培养实用性人才的机制尚未建立，限制了专业队伍技术能力的持续提升。资金保障机制较为单一，高度依赖财政投入，社会资本参与度较低，制约了保护与利用工作的广泛开展。

（二）应对策略

针对上述问题，结合贵州省古生物化石资源特点与发展需求，从科技赋能、人才培育、产业联动三个维度，提出系统性应对策略，推动化石资源保护与利用高质量发展。

1.科技赋能与保护升级并举，构建现代化保护体系

执法与新技术应用双轮驱动，全面提升保护效能，夯实资源守护根基。进一步细化化石保护分级方案，强化国家重点保护古生物化石的保护。借鉴辽宁省打击盗采行为的成功经验，健全公安机关与自然资源部门的联合执法机制，强化执法力度，提高协作效率。深入推进科技赋能化石保护管理工作，在古生物化石集中产地的核心区域率先布设AI监控系统，搭建“空天地一体化”智慧监测平台，通过智能监控严守红线，实时监测人员活动、地质变化情况，通过智能算法识别违规行为，自动触发预警并推送至执法部门，实现对化石资源的全天候、全方位动态监管，提升执法响应速度和精准性，推动化石保护向科学化、精细化和高效化方向发展。数字赋能驱动价值跃升，融合三维扫描、高精度建模等先进数字化技术，构建覆盖化石标本采集、处理、研究、展示与存档的全链条数字平台。打通科研、展示与管理的全链条环节，通过深度挖掘与分析科研数据，强化古生物信息的集成管理与共享应用，以数字技术激发价值释放，进一步释放化石资源的科研与文化价值，驱动贵州由“化石王国”向“文旅金矿”质变跃升。

2.人才培育与科普传播共进，夯实可持续发展基础

人才与科普双重构建，拓展认知广度，深化参与深度。校地协同培育复合型人才，联合贵州大学、贵州师范大学等高校设立“古生物+数字技术”交叉学科，借鉴北京联合大学的复合型人才培养模式，并邀请非遗传承人参与实战教学，强化学生跨学科能力与实操素养。同时，推动将古生物化石保护相关课程纳入高校校本课程体系，逐步构建“保护—认知—参与”的公众教育闭环，形成完整、系统、可持续的公民教育路径与人才培育路径。创新科普手段，激发公众参与，在沉浸式科普体验展项的打造方面，借鉴重庆“云科考”技术，运用VR手段复原寒武纪凯里生物群、三叠纪海生爬行动物等古生态场景，在贵州省地质博物馆打造“穿越寒武纪”“探秘三叠纪海洋”等沉浸式科普展项，设置互动式化石挖掘模拟、古生物知识问答等体验环节，增强科普内容的互动性与吸引力，激发公众对古生物学的兴趣与探索欲，达成保护与利用永续发展的目标。

3.资源整合与产业升级联动，激活社会参与活力

资源与产业协同发力，充分释放古生物化石的经济价值，推动文旅融合发展。借鉴世界遗产地的管理经验，在青岩古生物化石群、凯里生物群产地、关岭地质公园等区域创建“石旅融合”示范区（如关岭地质公园年接待游客逾 20000人次），同步培育化石工艺产业链，挖掘化石文化内涵，联合非遗传承人、文创企业开发化石仿制品、石雕工艺品、古生物主题文创产品，建立“设计—生产—销售”完整产业链，举办化石工艺品展销会、文创设计大赛，提升产品知名度与市场竞争力。创新价值转化路径，开展碳汇交易试点，参照德国生态补偿模式，将化石保护区域的生态修复成果纳入碳汇核算体系，通过碳汇交易获取资金，开发化石主题数字文创产品，利用数字文创收益反哺保护工程。鼓励社会资本参与“石旅融合”项目、化石工艺产业链建设，力争实现年引资规模达到千万级，推动化石资源从科研价值向经济价值、文化价值多元转化，实现保护与利用的协同发展。

贵州古生物化石资源丰富，具有极高的科学价值。当前其保护与利用成效显著，但仍面临诸多挑战。贵州省地质博物馆构建的“科研—展示—科普”协同模式，为古生物化石活化利用提供了创新路径，有效推动了科学研究、科普教育与文旅产业的融合发展。然而，资源保护碎片化、盗采现象猖獗、数字化程度偏低以及管理能力与机制建设不足等问题，已成为制约其进一步发展的关键障碍。本项研究提出进一步完善分级保护制度、联合执法机制、智能监控系统、科技赋能保护和管理能力等保护策略，同时倡导创建“石旅融合”示范区、试点碳汇交易、培育复合型人才、打造沉浸式科普体验等化石保护利用与人才培养举措。这些举措有望在强化保护中活化利用，在利用中反哺保护，推动贵州古生物保护研究事业可持续发展，并为全球地质遗产保护提供具有借鉴意义的“贵州范式”。