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如何让石窟寺文物“保持健康”

来源:人民日报2025-08-23 09:34

  作者:李永辉 东南大学建筑系教授

  每一个去过四大石窟的游客,都会被那些庄严壮美的塑像震撼。

  石窟寺文物保护,是一场与时间的赛跑。在山西云冈石窟,仅仅由于表层材料的持续风化,一个洞窟每年的表层脱落量就达3公斤左右。如何“挽留”那些精美的文物,让它们在自然中消逝的脚步慢一点、再慢一点?

  环境的波动,会导致石窟寺的温度、含水量、盐分等发生变化,进而引起文物表层起甲、空鼓、裂隙、粉化、微生物繁殖、盐风化、酥碱等一系列病害。然而,石窟寺往往处于半开放环境中,且体量庞大,无法像博物馆里的文物那样“住”进恒温恒湿的密闭房间。怎样才能控制环境的周期波动呢?

  其实,无需对环境进行精准管控,只要控制变化幅度,确保其不超过破坏阈值,就能实现预防性保护了。通过研究石窟寺崖体等材料的物理属性和对环境波动的响应规律,我们团队建立了文物劣化进程预测模型。以莫高窟第98窟为例,模型对比分析了完全封闭、开放无游客和开放有游客三种状态下壁画的温湿度波动,评估得出:洞窟内6月和7月会存在短期的盐风化风险,在窟内相对湿度高于70%情况下,适当开放洞窟有助于降低这一风险。

  石窟寺的环境管控,已在多个遗产地取得显著进展。

  在莫高窟,敦煌研究院构建了多维度环境调控体系,包括建设防护林带减少沙尘暴、依据二氧化碳浓度指标控制窟内游客数量等。

  重庆大足石刻圆觉洞一度“多病缠身”。经过两年的预测和评估,我们提出了系统性环境调控方案:在入口和廊道处设置两个缓冲空间,采用双层幕墙搭配气密性良好的自动门,内置温湿度调控装置,通过调控大门、温湿度设备的启闭,缓解窟内环境的剧烈波动,从根源上降低塑像表面冷凝、酥碱等病害的发生风险。

  麦积山石窟第3窟为开敞洞窟,其下层彩塑的表层脱落率,比上层高出30%之多。经过研究,我们发现,这种差异主要源于太阳辐射量的不同:上层彩塑受檐口遮挡,接收太阳辐射量较少,材料内外温差引起的热应力也较小。模拟分析表明,当温差变化超过6摄氏度,脱落风险就会增大。增设或恢复原有窟檐,能降低塑像表面温度差超过6摄氏度的频率。然而,在当前的保护实践中,由于涉及历史原真性、风貌协调性,增设或恢复窟檐存在较大争议。

  类似争议也出现在云冈石窟的保护中。云冈石窟在辽、金、清时期曾建有窟檐,后多不存,上世纪90年代恢复了第8窟的木制窟檐,但也曾陷入窟檐形制难以考证的困境。已恢复的窟檐展现出显著保护效果,云冈石窟研究院的监测数据显示,与窟檐修建前相比,洞窟内表层掉砂量降低了70%。

  近年兴起的AI技术,有望使石窟寺环境管控能力“升级换代”。在环境监测上,现有技术对海量环境数据的价值挖掘不足,AI算法可实现高效的数据分析,及时发现异常并预测风险。在病害识别上,以人工判断为主的传统方法存在主观偏差、准确率不足的问题,AI技术可结合高光谱成像等技术,实现毫米级裂隙自动标定和病害发展趋势预测,推动文物保护从“经验驱动”迈向“数据驱动”。在环境管控上,AI 技术能够赋予系统“自主决策”的能力,实现通风、控温、控湿等设备的智能调节。

  期待石窟寺保护以环境管控为核心,尽早构建起“监测——预测——调控——预防”的新循环,让石窟寺文物“保持健康”,永续留存。(李永辉)

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