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。
△考察现场
吉林大学古生物学与地层学研究中心教授孙跃武对现场看到精美完整的古植物标本感到非常震撼。他建议，要进一步扩大乌海“植物庞贝城”的国内外宣传，尤其是以学术研讨的方式最为有效，并结合乌海的特点，打造精品旅游文化节等活动，把“植物庞贝城”的古植物化石推向游客。
保护“植物庞贝城”已成共识
座谈会上，中国科学院南京地质古生物研究所所长詹仁斌透露，目前正在为乌达“植物庞贝城”申报“世界地质遗产地”，已经通过第一轮评审。因此，“保护是必须要做的事情，而且迫在眉睫。”
乌海市委原副书记、乌达矿务局原党委书记张海旺也出席了座谈会。20世纪90年代，他便与王军相识，并对“植物庞贝城”的发掘和研究工作给予了众多支持。他认为，煤炭是大自然赐给乌海人民的财富，“植物庞贝城”更是。“它是世界宝藏，人类共同的根脉，我们有责任保护它。”
至于如何进行原址保护，乌海市委常委、宣传部部长孟培云孟培云认为，首先要按照院士们的建议，从科学角度出发，把“植物庞贝城”的资源做一个普查，制定出一个可行的保护方案。同时，他希望能够在院士专家的指导下，将“植物庞贝城”的科普意义充分发挥出来。
△内蒙古乌达野外剖面
乌海是一座因煤而兴的城市。孟培云表示，乌海煤矿生产的历史要让后代耳熟能详，保护“植物庞贝城”，建立地质公园充分展示地质演变的历史和煤炭形成的历史，这已经成为共识。“现在是要在生产的过程中保护，在保护的过程中生产，两者关系我们尽可能把它协调好，但到了某一阶段可能就是保护优先了。”
参会的院士和学术专家们纷纷表示，将全力支持乌海市保护和利用“植物庞贝城”。
现代快报+记者 储希豪/文 丁碧轩 何刘/摄 李志强/视频
（校对 张静超）