“植物庞贝城”未来之路走向何方？6 位中国科学院院士赴内蒙古乌海建言献策

“植物庞贝城”未来之路走向何方？6 位中国科学院院士赴内蒙古乌海建言献策

3 亿年前，一场规模巨大的火山爆发，将内蒙古乌达大地上的远古森林，彻底掩埋在火山灰中；3 亿年后，因为露天煤炭开采，这片远古森林的样貌得以展露，并被命名为 " 植物庞贝城 "。

△ " 植物庞贝城 " 剖面

" 植物庞贝城 " 是一座化石宝库，封存着远古植物群落完整、真实的形态，对于科学研究有着重要且不可替代的意义。但在煤炭持续开采的过程中，" 植物庞贝城 " 的保存面积减少，科学家们担心未来随着当地煤炭资源逐渐枯竭，远古森林遗迹也可能不复存在。

△ " 植物庞贝城 " 保护研究及开发利用座谈会

近日，6 位中国科学院院士赴内蒙古自治区乌海市，考察了乌达煤田地下的 " 植物庞贝城 "，并围绕 " 植物庞贝城 " 保护研究及开发利用面临的新形势新问题，与当地政府及社会各界人士开展交流。

" 植物庞贝城 " 是座怎样的 " 城 "？

大多数植物化石是经过搬运沉积后形成的，想要找到一片原位埋藏的森林，非常困难。

△中国科学院南京地质古生物研究所研究员王军

2003 年，来自中国科学院南京地质古生物研究所的王军，在内蒙古乌达煤田有了意外收获。

△直立的茎干化石

在 6 号煤层与 7 号煤层之间的灰白色岩层中，他发现了一根 " 站 " 着的茎干埋藏其中。" 我们顺着岩层继续找，每隔 3 到 5 米就有一根，这是以往没有发现的。"

△ " 植物庞贝城 " 被火山灰掩埋示意复原图

经过切片分析，王军发现保存化石的灰白色岩层是典型的火山凝灰岩。大约 3 亿年前，大量火山灰落到了乌达大地，把整片成煤沼泽森林瞬间 " 封 " 住了，所以植物的茎干才能够直立保存在岩层之中。

△庞贝古城遗址陈末摄

这样的保存方式与古罗马庞贝城遗址如出一辙。当维苏威火山突然爆发，瞬息之间，厚厚的熔岩和火山灰毫不留情地将庞贝从地球上 " 抹 " 去。然而，考古学家发现它的时候，城内的居民、动物、街道、建筑物等都完美保存，通过发掘可以让人充分看到古罗马时代社会生活的真相。因此，王军发现的这一岩层内保存的远古森林被称为 " 植物庞贝城 "。

△远古森林实际复原图

这些直立茎干，就是原位埋藏森林的重要标志。2012 年 2 月，《美国科学院院报》刊登了这一重要研究成果。经过长期的研究积累，科研人员揭开了乌达煤田地下 " 植物庞贝城 " 的整体风貌，并公布了世界上第一张大面积的远古森林实际复原图，达到约 1100 平方米。

重现 3 亿年前远古森林，全世界规模最大

由于化石保存条件的限制，大多教科书中远古森林的复原图都是 " 概念性复原 "，每一种植物之间会存在时间和空间上的误差。那么，实际复原图又是如何得到的呢？

△发掘样方

现代快报记者在 " 植物庞贝城 " 发掘现场看到，科研人员在找到标志性岩层之后，会在地上画出一个个小方格，用作定位。当发现化石时，科研人员会对化石的位置、种类进行记录，并初步描绘出其形态。最终将这些同一时期的远古植物进行 3D 整体复原，就可以 " 实现时间和空间上的零误差 "，重现 3 亿年前远古森林的壮丽景观。

△枝脉蕨未定种 Cladophlebis sp.（周卫明供图）

△中国棒囊蕨 Corynepteris sinensis（王军供图）

△厚脉栉羊齿 Pecopteris lativenosa ( 王军供图 )

△乌达科达 Cordaites wudaensis（周卫明供图）

20 多年来，科研人员发现了 7 大类 50 余种的化石植物，包括石松类、有节类、真蕨、前裸子植物、种子蕨、原始松柏、原始苏铁等，其中有 20 种已经达到了较高的研究水平。王军表示，通过对 " 植物庞贝城 " 的研究，可以回答 " 什么植物形成了煤 "" 形成煤的远古森林长什么样 " 这两个问题。

△ " 植物庞贝城 " 范围示意图

迄今为止，科研人员对 " 植物庞贝城 " 的实际复原已经超过 8000 平方米，全世界规模最大。

除了在成煤植物的演化、植被群落生态方面有着重要研究意义，在古气候学领域，" 植物庞贝城 " 所处的气候环境，正是从冰期向温室过渡的时期，这与目前地球所处的气候环境具有非常强烈的对比意义。王军认为，通过对 " 植物庞贝城 " 的化石 " 解密 "，对探究现代植被跟随气候变化的生长趋势有着重要的参考意义。

△远古森林实际复原图

为世界保存 " 植物庞贝城 " 遗址非常必要

根据科研人员判断，原始的 " 植物庞贝城 " 分布面积和乌达煤田的面积是一致的，约 35 平方公里。但随着开采的持续进行，剩余的分布面积不断减少。

2023 年 11 月 9 日，乌海市人民政府、国家能源集团乌海能源公司、中国科学院南京地质古生物研究所召开了 " 植物庞贝城 " 保护研究及开发利用座谈会。会上，中国科学院院士周志炎通过视频表示，" 植物庞贝城 " 的内容很丰富，现在研究的还只是一小部分，需要继续研究，" 为世界，也是为我们国家保存下来珍贵的、宝贵的自然科学历史遗产，这是非常非常必要的。"

△发掘现场

" 从长远看，‘植物庞贝城’对于科学的普及教育，对于社会发展、经济建设都有很大的好处。" 但是，中国科学院院士戎嘉余也提到，不能只从古生物学研究角度来看待遗址保存问题，也要考虑到经济发展需要，政府部门要主动参与和支持，积极协调，实现双赢。

" 如果过了 50 年或者 100 年，后人会怎么看我们现在做的？" 中国科学院院士李献华在会上抛出了这样的问题。他觉得，将 " 植物庞贝城 " 栩栩如生地保存下来，一定会对植物学研究有很大的贡献。如果没有把遗址保存下来，以后仅仅通过论文来了解 " 植物庞贝城 "，那就太遗憾了。

中国科学院院士周忠和肯定了地方政府对科研工作的支持。他认为，如果能在乌达煤田保存一部分遗址，那必然也是一件震撼世界的事。" 对拓宽生命演化研究领域的认知边疆，发展和提升我们的文化自信，具有重要意义。" 此外，周忠和也表示，" 植物庞贝城 " 反映了 3 亿年前全球构造运动背景，保护 " 植物庞贝城 " 不仅是保护了植物化石，也是保护了整个地球历史的重要瞬间。

△发掘的远古植物化石

中国科学院院士沈树忠向大家讲述了浙江湖州余村践行 " 两山 " 理论，将废弃矿山改造，找到绿色发展 " 金钥匙 " 的案例，建议乌海市可以借鉴 " 他山之石 "，既保护经济发展，同时又保护好具有科学意义和科普意义的化石产地。

原址保存还是异地保存？院士建议：同步推进

对于 " 植物庞贝城 " 原址保存还是异地保存的问题，中国科学院院士朱敏建议 " 同步推进 "。乌海市的绿色转型需要提前准备起来，原址保存要有选址规划，对于急需保存的化石资源可以异地保存。同时，朱敏也提到，如果今后申报国家地质公园，还要增加更多的地质元素，这就要依靠进一步的研究。

△发掘的远古植物化石

中国科学院院士徐义刚表示，" 植物庞贝城 " 与辽西地区发现的动物群化石都是因火山喷发造就的特异埋藏，在世界上都很有名，这两张 " 名片 " 对我国而言缺一不可，而且也是研究多圈层相互作用的一个非常难得的地方。他建议，可以在当地政府、科研院所的支持下，进一步摸清 " 植物庞贝城 " 分布面积，选择合适的区域进行保存，这样也能够减少对生产的影响。" 从科学和乌海发展的角度来看，原址保存和异地保存‘两条腿’都要走。"

围绕如何保护 " 植物庞贝城 "，参加此次座谈会的专家学者也提出了建设性意见建议。

北京大学地球与空间科学学院教授王德明介绍，在安徽发现的新杭森林 " 在多年前就划定了保护范围，但是进一步的防护未能跟进，风吹、雨淋、日晒、现生植被等因素使得泥岩中开挖发掘出来的原位化石根系、树木受到了极大的影响和破坏。" 因此，王德明认为，一定要在原址划定保护范围，并及时跟进硬件保护设施，从而防止风化、剥落等不利因素。