敦煌莫高窟與風(fēng)沙賽跑

有“世界藝術(shù)畫廊”之稱的敦煌莫高窟，長期經(jīng)受著風(fēng)沙的侵蝕和破壞。為了保護(hù)這份珍貴的人類文化遺產(chǎn)，來自中國文物保護(hù)和沙漠治理等方面的30名專家最近聚集敦煌，共同為莫高窟“把脈”，探求與風(fēng)沙抗?fàn)幹贰?/p>

三大風(fēng)沙直逼莫高窟

地處敦煌市東南25公里的莫高窟，與中國八大沙漠之一的庫姆塔格沙漠相毗鄰。它東鄰三危山，西接鳴沙山，受蒙古高壓影響，這里常年干旱，降水稀少，風(fēng)沙頻繁，具有典型的沙漠氣候特征。

“在雨水入侵、自然坍塌、生物蟲害等自然破壞中，對莫高窟影響最大的還是風(fēng)沙危害，它是石窟難以長久保存的最大威脅之一。”多年從事莫高窟風(fēng)沙危害防治研究的敦煌研究院保護(hù)所副所長汪萬福說。

據(jù)不完全統(tǒng)計，在現(xiàn)存有壁畫、彩塑的莫高窟492個洞窟中，已有一半以上的壁畫和彩塑出現(xiàn)了起甲、空鼓、變色、酥堿、脫落等病害，專家們認(rèn)為，它們都與風(fēng)沙有一定的關(guān)系。

“西北、西南風(fēng)是莫高窟地區(qū)的主害風(fēng)，來自鳴沙山前沿沙丘和窟頂戈壁帶就地刮起的風(fēng)沙流是影響莫高窟保護(hù)的主要風(fēng)沙危害。”華南師范大學(xué)地理系教授吳正說。

研究發(fā)現(xiàn)，受地形、地貌影響，冬季盛行的偏西風(fēng)途經(jīng)莫高窟時，攜帶的沙物質(zhì)在莫高窟窟區(qū)大量沉積，從而形成積沙。汪萬福說，積沙的直接磨損和引起的雨水倒灌不僅導(dǎo)致底層洞窟甬道內(nèi)的壁畫變色、發(fā)霉、脫落，而且積沙還在窟頂周圍形成堆積，破壞崖體水分蒸發(fā)途徑，造成頂層洞窟壁畫酥堿、起甲等病害。

專家們認(rèn)為，積沙危害是莫高窟風(fēng)沙危害中最常見的一種，除此之外，對壁畫影響較大的還有風(fēng)蝕和粉塵。所謂的風(fēng)蝕危害，主要指風(fēng)沙流對露天壁畫、洞窟崖體的直接吹蝕和磨損，其作用緩慢但破壞性極強(qiáng)，容易引起壁畫褪色、崖體坍塌等病害。研究發(fā)現(xiàn)，莫高窟唐代早期洞窟203窟，就因?yàn)轱L(fēng)蝕而坍塌。受風(fēng)沙長期剝蝕的影響，目前莫高窟有相當(dāng)數(shù)量的頂層洞窟正在遭受著“薄頂”之災(zāi)。

為了保護(hù)洞窟內(nèi)的壁畫和彩塑，20世紀(jì)60年代，在國家的支持下，保護(hù)人員對莫高窟進(jìn)行了崖體加固，并在后來為洞窟安裝了門窗和防沙網(wǎng)，但這些措施的實(shí)施并不能完全擋住風(fēng)沙襲來時無處不在的粉塵。

多年的觀測表明，在莫高窟窟區(qū)一帶，年降塵量可達(dá)365.4噸/平方公里，專家們用掃描電鏡統(tǒng)計了5000個粉塵表面形態(tài)，發(fā)現(xiàn)棱角狀、次棱角狀細(xì)小沙粒占到了83%，這種棱角狀高硬度石英顆粒，隨氣流四處運(yùn)動，既對壁畫、彩塑進(jìn)行磨蝕，又能侵入壁畫、彩塑的顏料縫隙，造成龜裂，當(dāng)粉塵量達(dá)到一定程度時，還會產(chǎn)生一種把壁畫顏料層、白粉層向外擠壓的力量，導(dǎo)致顏料層、白粉層甚至整個壁畫的大面積脫落。

“莫高窟是比金子還貴的世界文化遺產(chǎn)，這里的每一處文物，按理來說都應(yīng)該是一塵不染，可目前還無法做到，風(fēng)沙危害長期影響著莫高窟的保護(hù)。”敦煌研究院院長樊錦詩說。

一場艱苦的馬拉松賽

由于身處流沙戈壁，從公元４世紀(jì)建窟伊始，敦煌莫高窟就與風(fēng)沙結(jié)下了不解之“緣”。莫高窟與風(fēng)沙“賽跑”，已非一日之事。

從莫高窟現(xiàn)存題記、碑刻等零星記載來看，遠(yuǎn)在11世紀(jì)西夏占領(lǐng)敦煌時期，莫高窟就已有了簡單的風(fēng)沙治理。

1944年，國立敦煌藝術(shù)研究所（敦煌研究院前身）成立，莫高窟有了歷史上第一個專門保護(hù)機(jī)構(gòu)，莫高窟風(fēng)沙治理從此正式開始。

為了阻擋窟頂不斷落下的流沙，20世紀(jì)50年代，保護(hù)人員先是在莫高窟窟頂戈壁帶修筑了一條長1088米的土墻，然后又在崖頂開挖了一條長1000米、寬1米的防沙溝。建成初期，兩項(xiàng)工程都收到了明顯成效，但后因風(fēng)沙太大，不到幾年兩項(xiàng)工程都以失效而告終。

1960年，保護(hù)人員在窟頂戈壁帶設(shè)置了局部阻沙木柵欄。木柵欄建成初期，取得了明顯的阻沙效果，但沙物質(zhì)很快聚集在了崖面附近，造成了潛在隱患。1962年，在離窟頂較遠(yuǎn)的沙丘邊緣，保護(hù)人員嘗試用草方格與木柵欄相結(jié)合進(jìn)行治沙試驗(yàn)，與此同時，在沙丘前沿進(jìn)行了碎石壓沙試驗(yàn)。這些措施，在一定時期都起到了固沙、阻沙效果，但因工程量小，不到幾年便被風(fēng)沙掩埋。

1989年，保護(hù)人員先后采用PS（高模數(shù)的硅酸鉀）、ACC（40％的甲基丙烯酸酯和60％的丙烯酸酯）等化學(xué)試劑，在莫高窟窟頂戈壁帶進(jìn)行治沙試驗(yàn)，并對風(fēng)蝕嚴(yán)重的崖面進(jìn)行了化學(xué)固沙。

1990年，國際社會開始參與莫高窟風(fēng)沙治理。美國蓋蒂保護(hù)所與敦煌研究院、原中國科學(xué)院蘭州沙漠研究所合作，在莫高窟窟頂戈壁帶利用尼龍網(wǎng)柵欄進(jìn)行治沙試驗(yàn)，并建成了一個“A”字形防沙體系。觀測表明，這一工程完成后，對過境風(fēng)沙流起到了很好的阻攔和疏導(dǎo)作用，使洞窟前的積沙減少了60％～80％，目前這一試驗(yàn)仍在繼續(xù)。

為了將過境風(fēng)沙流攜帶的沙物質(zhì)輸送到窟區(qū)之外，1992年，保護(hù)人員在莫高窟窟頂開挖了一條長65米、寬4米、深2米的輸沙溝。與此同時，在窟頂戈壁帶和沙丘邊緣進(jìn)行生物治沙試驗(yàn)，目前已建成兩條長為2公里，寬分別為12米、14米的灌木林帶，對西來的風(fēng)沙起到了很好的阻擋作用。

2002年，在香港敦煌佛跡功德林計劃的資助下，在莫高窟窟頂戈壁帶和沙丘邊緣，保護(hù)人員開始了較大范圍的風(fēng)沙防治試驗(yàn)。現(xiàn)已建成南北長約九百米、東西寬約二百三十米的一個試驗(yàn)區(qū)。其中，草方格壓沙約三百畝，礫石壓沙4900平方米。同時，在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，研究人員還進(jìn)行了“蜂巢式塑料網(wǎng)沙障”“新型耐候性HDPE經(jīng)編防風(fēng)阻沙柵欄”等新材料試驗(yàn)。

勝利“曙光”初現(xiàn)

經(jīng)過幾代敦煌人的努力和國內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)的大力合作，莫高窟風(fēng)沙危害防治已經(jīng)取得明顯成效。

“可以肯定地說，我們的風(fēng)沙防治試驗(yàn)取得了階段性成果，與20世紀(jì)80年代甚至更早的時間相比，風(fēng)沙對莫高窟的危害大大降低了，最明顯的一個變化是窟區(qū)的積沙比原來至少減少了90％，每年從窟區(qū)清掃的積沙，已經(jīng)由20世紀(jì)的3000立方米～4000立方米，降至現(xiàn)在的近100立方米左右。”汪萬福說。

這一點(diǎn)，長期在莫高窟生活和工作過的老一輩敦煌學(xué)家感受最深。敦煌研究院原保護(hù)所副所長李云鶴說，20世紀(jì)五六十年代，風(fēng)沙襲來時，整個窟區(qū)變得天昏地暗，窟頂上的沙子像雨點(diǎn)似地往下落，從洞窟前走過，一會兒工夫，頭上、衣服上就會積下厚厚一層，不光正常的研究工作受到影響，就連游人也無法進(jìn)洞參觀。現(xiàn)在，情況明顯好多了。

除了進(jìn)入窟區(qū)的積沙明顯減少之外，窟頂?shù)闹紊吃囼?yàn)還大大降低了風(fēng)沙流進(jìn)入窟區(qū)的風(fēng)速和減少了窟區(qū)內(nèi)隨風(fēng)飄動的粉塵。汪萬福說，目前盡管還沒有詳細(xì)的效果監(jiān)測統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但通過窟頂戈壁帶、沙丘邊緣的防沙試驗(yàn)，加上洞窟門上防塵網(wǎng)的安裝，莫高窟洞窟內(nèi)壁畫、塑像的局域小環(huán)境明顯與以往不同了。

專家們認(rèn)為，到目前為止，盡管莫高窟風(fēng)沙危害沒有得到徹底遏制，但這些局部范圍的短期治沙試驗(yàn)，特別是20世紀(jì)90年代以來開展的工程、生物、化學(xué)等治沙試驗(yàn)，不僅對過境風(fēng)沙流起到了很好的治理作用，而且為今后建立更加完善的風(fēng)沙綜合防護(hù)體系打下了基礎(chǔ)。

“任何治理措施都不能給莫高窟保護(hù)工作帶來不良影響和潛在威脅，這是一切保護(hù)工作開展的前提，過去由于經(jīng)費(fèi)、技術(shù)、人才的問題，在莫高窟風(fēng)沙危害防治上，走了許多彎路，現(xiàn)在回過頭來看，這些都是值得總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)。”樊錦詩說。

“終點(diǎn)”還很遙遠(yuǎn)

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目“中國北方沙漠化過程及其防治研究”首席科學(xué)家、中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所所長王濤說，經(jīng)過多年的觀測、研究和試驗(yàn)，莫高窟風(fēng)沙防治已取得了明顯成效，但風(fēng)沙對莫高窟的直接危害和潛在影響依然存在，以往單純的被動清沙和局部范圍內(nèi)的小規(guī)模治沙已經(jīng)不能適應(yīng)莫高窟保護(hù)的長遠(yuǎn)需求。

專家們認(rèn)為，作為世界文化遺產(chǎn)，莫高窟風(fēng)沙防治不在風(fēng)沙本身，而在于莫高窟的保護(hù)，要改善大環(huán)境，同時也要保護(hù)小環(huán)境，建立一種人為參與的動態(tài)平衡體系，特別不能因?yàn)橹紊扯淖兦О倌陙碛欣谀呖弑诋嫼筒仕鼙Ｗo(hù)的干燥氣候環(huán)境。

“干燥的氣候環(huán)境保護(hù)了莫高窟精美的壁畫和彩塑，同時，它所引起的風(fēng)沙危害，又在肆無忌憚地破壞著它所能觸及的壁畫、彩塑和堅硬的洞窟崖體。”專家說。

在莫高窟風(fēng)沙防治上，多年來存有兩種不同觀點(diǎn)，一種主張“人為干預(yù)”，通過防沙、治沙工程的設(shè)置來達(dá)到風(fēng)沙治理目的；另一種主張“無為而治”，保持其自然原貌就是最好的風(fēng)沙防治辦法。汪萬福說，迫于莫高窟保護(hù)的重要性和緊迫性，多年的防沙實(shí)踐實(shí)際上體現(xiàn)了第一種觀點(diǎn)。

甘肅省治沙研究所研究員王繼和說，由于來自鳴沙山的沙塵源未得到有效控制，盡管目前窟區(qū)內(nèi)的風(fēng)沙危害大大降低了，但各種治沙試驗(yàn)使大量的沙物質(zhì)在窟頂形成了堆積，而且部分沙物質(zhì)還越過窟前河谷，在三危山山腳形成堆積，從而對莫高窟形成了包圍之勢。

中國地質(zhì)大學(xué)教授張咸恭說，生物固沙有利于大環(huán)境的改善，但對水的問題要做詳細(xì)計算，莫高窟地區(qū)是一個水資源十分短缺的地方，自然降水和地下水都十分稀少，如何科學(xué)用水，合理造林，十分關(guān)鍵，在大規(guī)模治沙工程開展之前，要先對各種治沙措施進(jìn)行效益評估。

針對中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所提出的《敦煌莫高窟風(fēng)沙危害綜合防護(hù)體系規(guī)劃》，與會專家們討論后認(rèn)為，采取以固為主，固、阻、輸、導(dǎo)相結(jié)合的防護(hù)原則，建立一個由工程、生物、化學(xué)等措施組成的多層次、多功能綜合防護(hù)體系，是解決莫高窟風(fēng)沙危害的根本辦法。