第十四届全国高校地理学联合野外实习 | 五大连池篇

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，由东北师范大学地理科学学院、 哈尔滨师范大学地理科学学院、延边大学地理与海洋科学学院、辽宁师范大学地理科学学院承办。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。

实习队伍大合影

8月1日，实习队伍从齐齐哈尔出发，来到五大连池世界地质公园考察火山地质地貌。五大连池火山自然保护区位于黑龙江省黑河市西南部，地处小兴安岭西南山麓与松嫩平原的过渡地带，同时位于汾渭地堑—大兴安岭新生代火山岩裂谷带的北东端（曾普胜等，2021），属于北东向火山岩带最年轻的火山岩。公元1720-1721年老黑山喷发，喷出的熔岩阻塞乌德林河形成了五个相连的串珠状湖泊，因此得名“五大连池”。

五大连池自然保护区位置及概况（据曹宏杰等，2019）

有趣的熔岩

在五大连池的玄武岩台地上，我们发现了许多有趣的地貌景观。

1. 喷气碟

喷气碟是由于气体喷出时，将熔岩翻出，堆在喷气孔附近，形成碟状熔岩。气体来源有三种推论：裂隙论、沼泽论和气团论。裂隙论为主流推论，火山喷发时熔岩流到冒气的裂隙带，气体冲破熔岩层冒出。

喷气碟（图源自网络）

 2. 喷气锥

当喷气碟继续发育，气体进一步断续冒出时，翻出的熔岩一层一层地堆叠起来，后期气体来源减少，所以上方堆叠的熔岩较少，形成上方较窄的中空锥体。

喷气锥

3. 绳状熔岩

火山喷发溢出的熔岩流表面首先冷却呈现半凝固状态，熔岩在流动中将其推挤而成的波状、绳状熔岩。

绳状熔岩

4. 石海

喷发后形成的熔岩流向前运移，冷却的岩流表壳不断被后续的岩浆挤成碎块，从而形成大片的碎屑熔岩。

石海

奇特的现象

视频1：苔藓遇水变色

大小各异的熔岩上分布有一层灰黑色物质，仔细观察发现其为苔藓类植物，奇特的是在浇水之后，这层苔藓就变成了青绿色，这是为什么呢？

多数苔藓属典型的变水（poikilohydric）植物（Beckett，1997），在日照时间长的夏季，熔岩表面干旱缺水，温度较高，此时藓类会采取特殊的生存策略：

毛尖金发藓叶尖的白色绒毛

扫描电镜下可见苔藓突出的“疣”（据高叶青，2018）

而一旦遇水，藓类会迅速利用有限的水源，打开毛孔进行光合作用，恢复活力，因此显出青绿色（李燕红，1998）。

重要的苔藓

苔藓虽小，对原生环境的改造作用却不容小觑。作为先锋植物，它会与土壤颗粒、微生物形成结皮层，从而调节土壤的水热平衡（福英等，2015）。夏季时，苔藓能够降低土壤平均温度，减少生长季土壤温度的日波动。而在冬季，苔藓在干燥条件下颜色较暗, 可以通过降低地表反射率和增加对太阳辐射的吸收来提高土壤温度（王雅婷等，2021）。

不仅如此，苔藓结皮层可以显著提高土壤表面的水汽吸附能力（冷廷娇，2022），并通过降低表层土壤容重来增加土壤持水能力，进而改善表土的热性质。另外，苔藓具有单层细胞结构和巨大的储水细胞，能显著增加土壤水分。

苔藓对极端环境的改造作用（自绘）

苔藓的调节作用会加速成土过程，并改造区域小气候，从而加快植被的演替。五大连池上一次喷发时间是在1720-1721年，如今尚处于演替的初始阶段（地衣苔藓群落为主，含少量草本）。可以预见的是，五大连池植被会进一步演替成高级群落，土壤层也随之发育。

 陆生演替序列及其代表性群丛（据周志强等，2011）

关东大地实习的五大连池站就到此结束啦，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]  Beckett, R. P. Pressure–volume analysis of a range of poikilohydric plants implies the existence of negative turgor in vegetative cells. [J]. Annals of Botany, 1997, 79(2), 145-152.

[2]  曹宏杰,王立民,徐明怡等.五大连池新期火山熔岩台地不同植被类型土壤微生物量及酶活性变化特征[J].中南林业科技大学学报,2019,39(11):88-97.

[3]  福英,白学良,张乐等.五大连池火山熔岩地貌苔藓植物对土壤养分积累的作用[J].生态学报,2015,35(10):3288-3297.

[4]  高叶青. 白云鄂博稀土矿区苔藓植物的形态学、组织培养和生理生化特性研究[D].内蒙古大学,2018.

[5]  冷廷娇. 喀斯特区典型石生苔藓对岩面生境的影响[D].贵州大学,2022.

[6]  李燕红.苔藓植物的生理生态[ M] //吴鹏程.苔藓植物学. 北京: 科学出版社, 1998:131-147.

[7]  王雅婷,郑景明,彭霞薇.极端环境中苔藓植物的生态功能研究进展[J].植物生理学报,2022,58(01):101-108.

[8]  曾普胜,丘顺帆,李睿哲等.五大连池第四纪火山岩层序划分及其构造与生态意义[J].地球学报,2021,42(06):785-802.

图文来源 | 骆小康 欧阳茜如 东师吴正方老师 广大李文翎老师

初审 | 江涌芝

复审 | 刘洪杰

终审 | 黄荣晓