簡析炳靈寺石窟監測預警體系

孫淑梅

（甘肅炳靈寺文物保護研究所，甘肅永靖731600）

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簡析炳靈寺石窟監測預警體系

孫淑梅

（甘肅炳靈寺文物保護研究所，甘肅永靖731600）

［摘要］世界文化遺產是全人類共同的精神財富，其突出的普遍價值超越了國家界限，對人類文明的傳承具有重要意義。當今，對世界文化遺產的保護已經從以搶救為主的被動式保護轉向以預防為主的主動式保護。建立科學的監測體系是預防性保護工作的核心內容。科學的監測體系是緩解遺產面臨風險，實現文化遺產預防性保護和可持續發展的基礎。本文就炳靈寺石窟的監測預警體系的發展、面臨的問題等進行了簡單分析。

［關鍵詞］炳靈寺石窟；監測預警體系；文物保護

炳靈寺石窟是絲綢之路上最重要的石窟寺之一。2014 年6月22日，在卡塔爾多哈召開的第38屆世界遺產大會上，炳靈寺石窟作為“絲綢之路：長安—天山廊道的路網”遺產點之一，被成功列入《世界遺產名錄》。炳靈寺石窟開創于東晉十六國時期，經西秦、北魏、北周、隋、唐、西夏、元、明、清等各代的相繼修建，歷時1600多年。炳靈寺是絲綢之路南道上一個重要的交通樞紐，佛教思想沿這條古道東傳西漸，所以炳靈寺石窟成了我國接受印度佛教藝術的早期石窟寺之一。位于窟群北側距地面60米高的169窟，其內保存的建弘元年（420）墨書題記，是我國石窟中現存年代最早的紀年題記，成為我國早期石窟斷代的重要“標尺”。

炳靈寺石窟的保護工作從1955年建所之時就已經開始了。半個多世紀以來，炳靈寺文物保護研究所在石窟的管理和保護方面做了大量工作。劉家峽水庫的建設，對炳靈寺下層洞窟造成較大威脅，所以1968年在石窟前修筑防護堤壩，并對下層被淹沒洞窟進行搬遷和掩埋防護；1973年，在各洞窟安裝窟龕門窗，防止飛鳥以及小動物進入洞窟對文物造成破壞；1999年，完成了炳靈寺石窟巖體加固及滲水治理工程，解決了石窟長期存在的危石掉落和滲水問題。近年來，在壁畫加固、石雕修復、防風化方面也做了一些工作。但這遠遠不夠，在保護方面還需要做大量的工作。

隨著文物保護理念及科學技術的進步，科學的保護管理成為日常工作的主要內容。1982～1984年，炳靈寺石窟用干濕自記儀在92、126、128窟內進行了為期三年的氣象記錄觀察，結果表明炳靈寺石窟區域內溫差變化較大，月極值溫差在16攝氏度左右，月平均溫差約6攝氏度。①2009年，又購置了便攜式自動氣象站、二氧化碳自動記錄器、室外型溫濕度記錄器等先進的高科技設備，對窟區的溫度、濕度、日照、風向、風力、降雨量及二氧化碳等氣象因素進行綜合監測，為文物的科學保護提供準確的數據。

由于炳靈寺石窟位于青藏高原與黃土高原的交匯地帶，地質構造屬秦隴地槽系的西翼與隴西旋卷構造體系及河西的復合部，地質基礎為白堊紀屑長石石英沉積紅砂巖，其粘結性小，砂粒不均，強度低，巖石中蒙脫石含量達到27%左右，具有很強的吸水性，極易風化，遇水崩裂。②炳靈寺石窟所在山體裂隙較多，山體坍塌、滑坡、危石掉落現象時有發生，嚴重影響了石窟的穩定性。巖體結構不穩定以及滲水是炳靈寺石窟保護面臨的最嚴峻的環境地質問題。劉家峽水庫的建成改變了庫區的水環境，直接影響到了處在水庫庫尾的炳靈寺石窟。首先是水位的上升直接導致1、16、90、133窟被淹沒；其次在黃河淤沙及大寺溝山洪的共同作用下，石窟前的淤沙持續增高，改變了炳靈寺的地形地貌，石窟前河床增高，底層巖石飽水量增大，巖體長期被浸泡、軟化。由于水庫蓄水放水，造成小氣候干濕變化頻繁，加速了風化，使崖面巖體中的可溶性鹽溶解、遷移，導致窟體、塑像、壁畫酥堿破壞。③

隨著文物保護工作的不斷深入，原來的保護設備已經遠遠不能滿足文物保護的實際需求。巖體裂隙發育和風化等自然因素瞬息萬變，肉眼觀測到的是成事實的損害，沒有預防性的保護措施，只能是越修越忙，文物修復保護的速度永遠跟不上文物風化的速度。因此，建設文物監測預警體系顯得非常緊迫。幾年前，敦煌研究院已經將監測預警設施投入文物保護中，取得了顯著成效。2012年，炳靈寺文物保護研究所開始籌建監測預警體系；2013年10月，炳靈寺石窟監測預警體系建成并投入使用。不同于以往遺產損毀后應急性的保護工作，文物檢測預警體系強調通過遺產管理、日常巡查、定期檢測和實時監測等方法，掌握遺產價值載體的損毀變化規律和影響載體安全因素作用在載體上的整個過程，以二者關聯數據分析為基礎，制定保護策略與方法，使遺產處于良好的狀態，最終實現文化遺產地的變化可監控、風險可預知、險情可預報、保護可提前的預防性保護管理目標。科學的監測體系，既為文化遺產的系統管理提供了定性與定量分析的工具，同時也是文化遺產管理體系中的重要組成部分。通過監測，可實現炳靈寺石窟的信息化管理與科學保護，促進由搶救性保護向預防性保護過渡。

遺產監測預警體系是遺產地科學管理和保護的前提和基礎。炳靈寺石窟監測目前主要針對窟區氣象監測、洞窟內微環境監測、本體監測、游客監測等方面，形成了綜合監測預警體系。

第一，氣象監測。氣象監測器設立在石窟區對面的小山丘上。主要監測遺產區的宏觀環境，包括氣溫、濕度、降水、風速、風向、光照、氣壓等要素。這些氣象要素均對遺產環境有著直接或間接的影響，其中光照、溫濕度、降水可直接影響洞窟內壁畫的保存環境，是日常管理和保護的重要參照數據。

第二，洞窟微環境。主要監測文物本體所依附洞窟內的小環境特征，如濕度、相對濕度、光照、二氧化碳、文物及文物載體表面溫度，實時反映洞窟內的微環境變化趨勢，研究文物病害機理和成因，為洞窟管理和文物本體保護提供科學依據。洞窟微環境起伏變化大，很可能會導致洞窟文物產生新的病害。④炳靈寺目前針對不同洞窟窟形及位置，選擇了26個窟龕進行微環境監測，并對通往169窟棧道上不同高度的風向風速的開展監測，下一步可考慮對所有洞窟進行監測。

第三，文物本體監測。目前文物本體監測只限于通過人員對洞窟定期監測巡查的方法開展，通過建立文字、圖像和數據文件經常性的對比監測，僅靠肉眼觀察和文字記錄進行檢查、對比、判斷，效率低且易受主觀因素影響。針對塑像的結構穩定性、壁畫和塑像病害監測以及修復前后的對比監測工作尚未開展。

第四，游客監測。炳靈寺石窟成為世界文化遺產后，游客人數逐年上升，遺產地在保護中利用和利用中保護的壓力日益增大。為了協調文物保護與旅游的關系，合理有效地管理游客，并為以后進一步開展相關工作，炳靈寺目前已實時監測窟區內游客流量，制定游客管理制度及相關預案，合理分配景區內游客活動區域，緩解洞窟內游客壓力，盡量減少文物本體受到的負面影響。

炳靈寺監測預警體系建成已投入使用，還有部分監測項目未開展。針對炳靈寺石窟目前面臨的主要病害，亟需開展以下幾項監測內容：

第一，地下水位監測。因炳靈寺石窟所在大寺溝內的河床逐年抬升，原先最下層洞窟距地面20多米，現在已經低于河床，不斷淤積在窟區內的泥沙攜帶大量的水分。調查窟區內地下水埋深、地下水與地面的聯系以及水質狀況，水質的物理、化學特性，水的儲量與運動狀態，蓄水層特性，承壓水狀況等，這是個詳細而龐大的監測項目。當然主要的目的是研究地下水位對石窟的影響，所以可針對性地開展相關監測工作。

第二，地形地貌及周邊環境監測。炳靈寺成功申遺后，對遺產核心區及緩沖區內文物賦存環境建設編制了管理規劃，主要包括文物遺產區和緩沖地帶內的植被、動物養殖情況，當地的主要生態系統類型及現狀，生態系統與周圍環境的關系，人為建筑等內容。地形地貌監測因其區域面積廣，部分區域由于地形條件限制人員無法進行定期巡查，所以目前可通過衛星定期的高精度航拍圖進行監測，這就需要與相關單位進行合作開展。

第三，崖體滲水及可溶鹽運移監測。目前炳靈寺目前各洞窟主要病害是塑像的酥堿風化，以及壁畫的起甲、酥堿、空鼓脫落。下層洞窟受劉家峽水庫蓄水以及崖體自身滲水影響較大，病害更嚴重，特別是靠崖體一側壁面上的塑像、壁畫酥堿脫落更明顯。這種現象就是崖體內可溶鹽在毛細水的運移過程中，在崖體表面反復結晶溶解，破壞巖石結構，從而對塑像和壁畫造成損害。對崖體滲水及可溶鹽的有效監測，探究其運行情況，能為進一步開展文物保護提供有力的支撐。

第四，文物病害監測。主要開展文物本體病害定期監測。目前炳靈寺石窟文物本體存在較多病害，但其病害發生發展狀況卻無從知曉，參照十幾年前個別照片與今天文物保存狀況發現還是存在不小差異。目前開展的保護工作只是通過人們肉眼觀察和評估，而沒有科學的監測數據支撐，針對文物本體開展的保護也只是對其外在表現狀態下開展，可是不同文物病害發展速度不同。通過監測文物本體狀況，就可能及時地對還未發生的文物病害進行控制和治理，達到事半功倍的效果。

目前在敦煌研究院等單位的協助下，已經建立了炳靈寺石窟環境監測體系，但是因為炳靈寺文研人員配置問題，駕馭高科技設備及對監測數據的處理和運用，還存在較多的困難，如何使監測工作在文物保護工作中發揮更加積極的作用，將是我們亟需解決的重大問題。

隨著絲綢之路經濟帶概念的提出和付諸實施，絲綢之路沿線的世界文化遺產將得到更好的保護。炳靈寺石窟通過遺產監測體系，科學分析炳靈寺石窟所面臨的自然和人為風險因素，運用物聯網技術、傳感技術等先進技術，創建“風險監測—綜合預報—提前預警—及時處理”的遺產保護管理工作模式，最大限度地減小各種風險因素對遺產所造成的危害，實現變化可監測、風險可預報、險情可預控、保護可提前的保護管理目標，使得遺產的真實性、完整性得到有效保護。但是文物保護是一項任重道遠的工作，監測只是更科學地保護及管理文化遺產地而開展的輔助措施，我們的目的是如何更好地將遺產保護、傳承下去，而不是極盡所能如何不斷擴大監測的范圍。所以針對不同遺產地類型及其文物賦存環境特征，開展“對癥下藥”的監測工作才是正確的，才不會喧賓奪主而忽略了初衷。

［注釋］

①②王亨通：《溫差變化對炳靈寺石窟的影響》，《敦煌學輯刊》，1990年第2期，第106～107頁。

③王亨通：《炳靈寺石窟的環境保護問題》，《絲綢之路》，1996年第2期，第18頁。

④樊錦詩：《堅持敦煌莫高窟管理體制不動搖》，《敦煌研究》，2015年第4期，第2頁。

［中圖分類號］G269.27

［文獻標識碼］A

［文章編號］1005-3115（2016）12-0068-02