第十四届全国高校地理学联合野外实习 | 长白山篇

前言

第十四届全国高校地理学联合野外实习由全国大学生地理学野外联合实践教学高校联盟、全国高校地理学理科人才培养基地联席单位、教育部全国地理学野外实践教学虚拟教研室主办，由东北师范大学必威betway体育官方网站、 哈尔滨师范大学必威betway体育官方网站、延边大学地理与海洋科学学院、辽宁师范大学必威betway体育官方网站承办。来自全国40多个地理学人才培养单位的200余位专家、带队教师及学生参加实习。本次联合实习聚焦东北地区地理学的典型问题，为来自全国各地的同学提供了地理研究的新视角和新思路，促进了地理学人才培养单位之间的交流、合作与借鉴，对探索地理学野外实践教学改革模式、培养卓越地理学后备人才以及促进地理学科发展具有重要意义。

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8月6日至8月7日，实习队伍来到长白山区进行考察。长白山地处吉林省东南（41°23′N~42°36′N，126°55′E~129°E），同时位于太平洋板块与欧亚板块俯冲地带，是一座规模巨大的火山（刘嘉麒，1983），由数以百计的火山锥和广阔的熔岩台地组成，火山群总面积达12000平方千米。长白山积雪丰富，且主峰被灰白色的火山浮石覆盖，因此得名“长白”。

长白山天池火山最近的一次大规模爆炸式喷发活动发生在公元946年11月3日——公元947年2月7日（Oppenheimer et al., 2017; 潘波等, 2017; Yun et al., 2023），被称为“千年大喷发”，是全球2000年以来最大的爆炸式火山大喷发之一，喷出的巨量火山灰和火山浮石完全覆盖了火山锥体，毁坏了5000km2以上的原始森林，对植被演替、土壤发育等进程产生巨大影响，为长白山留下了不可磨灭的痕迹，下面就让我们跟随实习队伍去看看吧。

我院师生在天池合影留念

美人松

流水的馈赠

美人松是长白松的别称，是欧洲赤松的一个地理变种，天然分布区较为狭窄，只见于长白山北坡二道白河镇海拔650-1600m的狭长地带。相较于山杨、白桦等阔叶树种，美人松的竞争力并不强，为何会在二道白河镇出现美人松纯林呢？

笔直的美人松林

许嘉巍老师精彩的讲述为我们回答了这个问题。此处位于长白山北坡，是东南季风的背风坡，降水量较少，山火频发，摧毁了原有植被，而后水流将针叶林带的美人松种子携带至此处，在此处形成了带状分布的美人松纯林。流水同时为二道白河镇所在区域来了火山灰，也造成了土壤发育程度低、土层薄，土壤结构差、土壤呈酸性（pH为4.2~4.9）、腐殖质含量低、持水性差、透水性强的特点，但长白松对土壤的适应能力较强，因此能成为先锋种，在此处保留纯林。

炭化木

火山遗珠

炭化木或炭屑是原来的森林被大量灼热的火山灰和浮石等火山碎屑物灼烧形成的残余物，木炭样品是众多14C测年对象中最理想的测年样品之一，清除样品中现代碳的污染后，可获得可靠的14C年龄（仇士华等,1990）。沿天池火山锥体四周碎屑 物中都有炭化木分布,产状有水平的、直立的或斜卧地层中,甚至还有连根直立的。研究者利用炭化木定年+古籍查阅的方式确定了千年大爆发的具体时间（Oppenheimer et al., 2017; Yun et al., 2023）。

炭化木样品

天池火山天文峰土壤剖面（Yu et al., 2013）灰白色即为浮石层

植被垂直带谱坡向差异

火山之殇

长白山千年大爆发的喷发类型为普林尼式喷发（刘若新等，1997），偏东向喷发并在强烈高空西北风的共同作用下，使各坡向火山灰和浮石的沉积厚度不同，东坡最厚，南坡和西坡次之，北坡最少，当时形成了全域性火山灰裸地（Machida and Aria, 1983）。巨厚的火山灰覆盖在土壤之上，限制了植被的生长，火山灰的厚度因此成为控制植被演替进程的关键因素。

长白山海拔1800m以上各坡向火山灰分布图（宗盛伟，2014）

不同坡向间火山灰侵蚀程度存在差异，长白山地形总体呈北坡最陡、东坡最缓的格局，且北坡在火山喷发时覆盖的火山灰最少，因此北坡的火山灰侵蚀最早，植被演替处于中后阶段，植被垂直带谱最为典型，从低海拔至高海拔依次为红松针阔混交林带，针叶林带，岳桦林带和山地苔原带。

长白山北坡植被带垂直分布（引自星球研究所）

东坡覆盖的火山灰最多，目前仍然处于流水侵蚀阶段，土壤发育不良，尚处于演替的初级阶段（高海拔区有长白山落叶松分布）。南坡和西坡植被演替处于中间阶段，垂直分带不明显。

长白山植被类型图（宗盛伟，2014）

现代林线上移

一去不复返

而随着火山灰的不断侵蚀，亚高山地区的地质基础渐趋稳定，苔原植被将逐步向草本植被、森林植被发展，使现代林线逐渐上移这一演替进程将持续进行（靳英华等，2013），西坡上山路上所见的岳桦树苗就是现代林线上移的最好证据。

海拔约2200m处，可见岳桦小树苗

西坡海拔2200m以上的盘山道路，偶见岳桦林小树苗

草本植物入侵

消失的苔原带

沿着盘山公路攀登，实习队伍到达了西坡海拔约2200m处，可奇怪的是，道路两旁的景观并非理想中的高山灌木苔原带，映入眼帘的多为草本植物（小叶章、地榆等），只在局部地区可见苔原带的残余——牛皮杜鹃，这是为何？

高山苔原带遭草本植物入侵

蓝圈为地榆，黄圈为小叶章，皆为草本植物

 局地残留牛皮杜鹃（高山苔原带的原生灌木）

原来，随着近年来氮沉降和全球变暖的不断加剧，长白山西坡正在上演“小叶章入侵”的现象，高山苔原的生长空间被不断挤兑。在地形较陡、地表粗糙度且含水量较高的区域，更容易发生小叶章的入侵（谭鑫源，2022），在其他地区，牛皮杜鹃得以保存。

长白山苔原是我国乃至欧亚大陆东部独有的高山苔原，苔原带对环境变化极为敏感，而如今随着气候变暖和氮沉降，这一景观正面临威胁。十多年来，草本植物入侵是一个指示，生态景观受到更多干扰、逐步恶化。未来从研究、实践到社会层面路阻且长。作为新时代地理学子，共肩使命，守护东北净土，守护我们共同的家园。

二道白河镇

长白山生态旅游名片

在长白山北坡，有一个特殊的小镇叫二道白河镇，它有着丰富的林业资源，曾是一个重要的林业基地，但也面临生态破坏的危机。2005年，长白山保护开发区管理委员会成立，二道白河镇林业砍伐活动受到制约，转而承担起长白山北坡登山驿站的角色。但这远远不够，为激发新发展活力，二道白河镇以文化产业为中心，试图打造生态旅游小镇，以“慢城、慢行、慢生活”为特色，让旅客停留在此处。

白河林业局，旧林业基地的缩影

为此，二道白河镇建起了吉林省第一个慢行交通系统，车道限速较低，并配有完善的减速系统。在这里，无需担心交通拥堵、噪音污染、空气质量等问题，只要放慢脚步，放松心情，尽情享受慢城带来的品质体验。在这里，骑一辆公共自行车，沿着慢行系统欣赏小镇的风景，可看到美人松林、白桦林、火山湿地、城市商业等不同的路段，感受小镇的多样性和魅力；可听到二道白河的潺潺流水声，观赏中华秋沙鸭等各种水鸟在河边嬉戏，体验小镇的生机和活力。

“森林里的小镇”二道白河镇

关东大地实习的长白山站就到此结束啦，我们即将展开白山黑水地区的下一站，继续踏上探索之旅，领略东北大地自然景观与人文底蕴的绝妙融合。

参考文献：

[1]Machida H and Arai F. Extensive ash falls in and around the Sea of Japan from large late Quaternary eruptions[J]. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 1983, 18(1-4):151-164.

[2]Oppenheimer C, Wacker L, Xu J et al. Multi-proxy dating the ‘Millennium Eruption’of Changbaishan to late 946 CE[J]. Quaternary Science Reviews, 2017, 158, 164-171.

[3]Yun S, Lee J, Chang C et al. A re-assessment of historical records pertaining to the activity of Mt. Baekdu (Paektu, Tianchi) volcano[J]. Geoscience Letters, 10(1), 2023, 1-20.

[4]Yu H, Xu J, Luan P et al. Probabilistic assessment of tephra fallout hazard at Changbaishan volcano, Northeast China[J]. Natural Hazards, 2013, 69:1369-1388.

[5]刘若新, 仇士华,蔡莲珍等. 长白山天池火山最近一次大喷发年代研究及其意义[J]. 中国科学: D 辑, 1997, 27(5):437~441.

[6]靳英华,许嘉巍,梁宇等.火山干扰下的长白山植被分布规律[J].地理科学,2013,33(02):203-208.

[7]潘波, 樊祺诚, 许建东等. 长白山天池火山千年大喷发的岩浆过程[J]. 岩石学报, 2017, 33(1), 10.

[8]谭鑫源. 长白山苔原带草本植物上侵过程的竞争机制研究[D].东北师范大学,2022.

[9]张建亮,崔国发,黄祥童等.国家一级保护植物长白松种群结构与动态预测[J].北京林业大学学报,2014,36(03):26-33.

[10]宗盛伟. 长白山亚高山苔原带植被变化与机理研究[D].东北师范大学,2014

图文来源 | 骆小康 欧阳茜如 王欣 吴礼彬老师 江东翼

初审 | 江涌芝

复审 | 刘洪杰

终审 | 黄荣晓