古地理学生物和生态依据生物化石是重建古地理环境最重要的依据
如现代造礁珊瑚生存在热带、亚热带浅海中，在年平均温度低于18℃的海域只能生存，不能造礁，因而珊瑚礁的存在不仅表明属于浅海环境，且是属于热带、亚热带环境；棕榈属于热带、亚热带植物，现在北半球分布于北纬35°～36°以南，第三纪时它在北半球的分布范围要比现在广阔得多，表明当时热带、亚热带所跨纬度比现在宽广；在不列颠群岛，现代矮桦生存环境的最高温度不超过22℃，八瓣仙女木不超过23℃，它们在第四纪冰期时在中欧平原的出现，表明当时该地曾经是寒冷苔原环境
生物化石的某些生态特征对重建古地理环境有重要意义
如树叶有滴雨尖是热带雨林的特征，披毛犀的长毛意味着气候寒冷
一般说来，同一种属的哺乳动物的个体，有向两极寒冷环境增大的趋势；与此相反，冷血动物的个体有向赤道湿热环境增大的趋势，最大的甲虫、蚱蜢、多足类动物等都出现在热带和亚热带
动植物的繁茂程度也是探索古地理环境的依据
厚煤层的出现一般表明当时当地环境温暖润湿，有利于植被的生长
生物化石的微细构造可用于追索古环境的细节
如根据植物化石中的年轮可推断当时的温度季节变化和降水季节变化；年轮木明显，可能表明当时当地是全年高温多雨的环境；特殊的年轮现象有可能标志着异常气候的出现
利用微体古生物往复古地理环境的工作，近10多年来有很大的进展
与枝、叶、花果等植物机体相比较，植物的孢子和花粉具有数量大，耐酸、碱，耐高温（可达300℃），耐高压，容易保存等优点
因此，植物孢子花粉组合分析在重建古植被群和往复古气候、古地理环境方面作出了可贵的贡献
通用于全球的最后冰期以来气候变迁期的划分，是以不列颠群岛及中欧、北欧孢粉分析为基础而建立的；欧洲冰期、间冰期自然地带的变化图式也是建立在孢粉分析的基础之上的
依据有孔虫、介形类等水生微体古生物对盐度、温度的适应情况，可以鉴定所生存的环境是海洋、盐湖或淡水河湖，是冷水或温水
底栖有孔虫随着水深的变化而具有不同的种属组合，因而能藉以鉴定当时的水深
根据微体化石群鉴定沿海地区海、陆相层的交替规律，研究第四纪以来海侵和海退过程的工作取得很好的成绩
运用古生物信息重建古地理环境时，要注意不能机械地按现代种属对环境的要求来解释过去的生物地理现象，因为生物在进化，生物有逐渐改变自己对环境适应程度的能力
因此，在重建距今久远的古地理环境时，应选择进化缓慢的生物为标志
一般说来，根据动物群或植物群来推断古气候、古环境，要比以个别种为依据更为可靠
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