火山喷发是地球上最具影响力的自然干扰之一。它们会扰乱生态系统、改变地形景观并影响气候。其喷发产物范围广泛，从细微但分布极广的尘埃沉降到近源的火山灰，后者可覆盖地貌、填满山谷，深度可达数十米甚至更深。尽管人们对年际至十年尺度上的火山干扰的影响已有充分研究，但对植被组成在百年及更长时间尺度上的变化却知之甚少。长白山是一座休眠火山，历史上多次喷发。最近一次大喷发精确定年到公元946年，称为“千年大喷发”，是近两千年来世界上最大的火山喷发之一。长白山“千年大喷发”形成了大量的炭化木保留至今，是分析千年尺度植被变化的重要材料。迄今为止，尚未有研究系统地、详尽地聚焦于对比千年大喷发前与现今的植被物种组成，以评估火山喷发后千年尺度的植被演变。

本文通过对保存在千年大喷发沉积物中的炭化木以及泥炭沉积柱中的植硅体记录进行分析，以比较喷发前和喷发后的植被物种组成。基于我们在长白山两个海拔地点（图1）采集的102个喷发前炭化木样本，我们重建了千年大喷发前长白山森林的组成。基于在苔原带内发现的炭化木位置远高于当前的林线，我们假设，由于千年大喷发的影响，两个时期的植被物种组成和分布存在显著差异。我们还利用植硅体记录重建了过去千年间不同时期的古植被。此外，作为我们早期基于炭化树木研究的补充，本研究通过全面的再分析，为千年尺度气候变化提供了新的见解。本研究建立在我们对研究区域的长期科学调查基础之上，综合了先前的研究成果，并扩展了对千年大喷发后该地区生态学的认识。通过结合新发现的材料和历史数据，并采用互补的分析方法，我们旨在刻画和辨析喷发后植被变化与全球变暖驱动的火山植被动态，并就此提出我们关于千年大喷发后生态演替的新见解。

本研究通过对比10世纪早期的森林组成与结构发现：现今长白山森林中阔叶树种丰度显著增加（图2），而大喷发前曾有大量云杉林覆盖的高海拔地区（图3）目前为高山苔原主导景观。这些差异反映了火山喷发后长达千年的生态恢复进程，其影响远超近期气候变暖效应。我们的研究不仅证实长白山——亚洲东部最南端的高山苔原——正持续经历自千年大喷发后延续至今的生态演替与范围萎缩，更强调森林动态（包括林线海拔与物种组成）在历史、现在与未来的变化，除响应气候变化与近期干扰外（图4），仍部分受制于“千年大喷发”的长期生态效应。这一认识突显了在评估当代气候变化对植被动态影响时，必须充分考虑历史重大扰动事件的持久影响。

以上研究成果以“Impacts of the Millennium Eruption and climate change on vegetation species composition of Changbaishan”为题发表于《Communications Earth & Environment》期刊。杜海波教授为第一作者与通讯作者，吴正方教授、贺红士教授、宗盛伟教授、介冬梅教授、高桂在副教授、剑桥大学Clive Oppenheimer教授、Ulf Büntgen教授，瑞士联邦森林、雪与景观研究所Mai-He Li研究员，西班牙比利牛斯生态研究所J. Julio Camarero研究员等为主要合作作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目、吉林省教育厅重点项目的支持。

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https://doi.org/10.1038/s43247-025-02787-z