國家文物局今年將啟動第九批全國重點文物保護單位申報遴選。目前，我國已核定國保單位5000多處，其中就包含了大量的石窟寺等，以土為主要建筑材料的土遺址。如何讓這些容易風化極難保護的文化遺產實現“永久保存、永續利用”，長期以來備受關注。
在位于敦煌莫高窟的“國家古代壁畫與土遺址保護多場耦合實驗室”，看看文保專家如何做到文化遺產的預防性保護。
(資料圖片僅供參考)
探訪我國文物保護領域首個多場耦合實驗室
9盞燈沿著軌道在屋頂劃過，亮度溫度由弱變強再變弱，一個周期模擬太陽的一次東升西落。調整角度，就能模擬出一年四季的太陽照射。
多場耦合，簡單地說，就是同時模擬多種不同的條件。正是借助多場耦合實驗室，現在敦煌研究院的文保專家只需要在電腦前調節參數，在室內就能自由完成特定時間內太陽光照等對土遺址及其文物影響的實驗。
敦煌研究院多場耦合實驗室 趙建忠：做一個劣化實驗，看日照、溫度、水，還有風、雨、雪對它的一些影響。影響最大的這幾個因素能做到匹配，把一些極限的條件也考慮進去，可以說基本與實際環境是一致的。
在這間夏季倉，文保專家目前正在對一大塊“墻體”模型進行多維度測試。墻體用土遺址附近原生土質、以相似的傳統工藝制成。剛一放進倉內時，其外表規整。現在它的頂部已出現兩道大裂隙，一側墻面脫落，部分墻體發生坍塌。這是因為在倉內，它已模擬經歷了一年的日曬雨淋。
敦煌研究院多場耦合實驗室 張博：我們現在正處于正午12時陽光比較強烈的一個環境，模擬的是潮濕環境連續降完雨之后，太陽出來以后高溫高濕對表面的劣化情況。證明我們部分遺址在開挖的過程中，不能暴露于露天環境，必須對它進行一定的環境干預。
在墻體模型內部，文保專家放置有溫度傳感器，模型四周架設監測相機，從內到外，綜合各項因素，來監測墻體病害在什么條件下發生、以怎樣的機制產生等規律性問題。這就意味著，一旦獲得實驗結果，就能對尚未發生病害的土遺址及文物進行提前干預，實現防患于未然，達到遺址保護的根本目標。
敦煌研究院多場耦合實驗室 張博：通過環境模擬確定遺址是怎么“生病”的，確定了致病機理以及病害發育機制之后，我們去研究對應的防治措施。
新思路新創舉 保護文化遺產預防先行
除了夏季倉，位于敦煌研究院的這處先進文保平臺，還有冬季倉和風雨倉，三者聯合作業，就可以模擬出各種地域、各種氣候條件，預演我國石窟寺和土遺址等文化遺產將經歷何種變化，可以讓保護措施更加精準，更加科學規范。
風雨倉、夏季倉、冬季倉，共同構成我國在文物保護領域首座多場耦合實驗室，建筑面積達三千多平方米，體量巨大，倉內可模擬出零下30℃到60℃的溫度、10%至90%相對濕度，以及風、雨、雪、日照等各個地區一年四季的氣候條件。2020年底正式投入使用以來，目前，已初步完成甘肅慶陽北石窟寺砂巖風化機理和防控技術探索性研究。莫高窟的相關研究，接下來也將在這座實驗室開展。
敦煌研究院多場耦合實驗室 張博：這個環境模擬實驗室主要針對土遺址、石窟寺、露天壁畫以及各種包括受環境影響因素有病害發生的文物，都可以用于這些研究。
如何永久保存、永續利用人類珍貴的文化遺產，是文物保護工作者所面臨的終極難題。因全球氣候變化等因素引發的文物、遺址病害問題正在加劇，文化遺產珍貴而脆弱，在多因素耦合作用下，其病害多種多樣。這就需要開展多因素耦合實驗，尋求精準的保護之道。
敦煌研究院研究館員 樊錦詩：壁畫是泥巴跟草拌著抹上去的，抹了兩層以后在上面畫畫，所以說材質特別脆弱，水一出來了，泥土就軟了。現在這幾年，兩三年了，降雨量忽然就多了，我們很擔心，敦煌能保存到今天，主要靠的是干燥。
據介紹，針對石窟寺和土遺址，近年來，保護加固工程中逐步開始了先現場試驗后實施措施的新模式。現場試驗雖然真實，但一場雨一場雪要等很久，集齊各種氣象氣候試驗條件，更是難上加難。而石窟寺和土遺址保護刻不容緩，多場耦合實驗室的建成應用，成了文化遺產保護領域的那道東風。
敦煌研究院多場耦合實驗室 張博：我們夏天可以模擬降雪凍融，冬季可以模擬降雨日照，包括降雪降雨的均勻度都達到了比較高的標準。我們可以加入單一的影響因素，或者是多種因素同時耦合性地來對它進行模擬實驗。
按照春夏秋冬時序和轉合特征，實驗明確了真實環境條件的模擬加載方式。同時，實驗室挑高約為兩層普通住宅樓的高度，這個龐大的空間內，還可以對數噸重的大型石窟寺和土遺址樣品進行耦合實驗。
敦煌研究院多場耦合實驗室 張博：尺寸太小的話，它在收縮的過程中，裂隙就不會發育，有一些病害在小樣品上是表現不出來的。所以我們倉體的優勢就表現出來。我們在做一些大型樣品的時候，這個病害是能夠表征出來的。
不僅如此，將備選的修復加固材料一同放進倉內進行測試，完成文物遺址“病情診斷”的同時，也找到了“對癥療法”。打通室內研究和現場實踐的有效銜接，就為開展石窟壁畫和土遺址預防性保護，提供了更前瞻更高效的新可能。
從莫高窟到三星堆 土遺址保護迎來新機遇
將科技引入文物保護領域，多舉措護航文化遺產是時代趨勢。敦煌研究院致力于建成“世界文化遺產保護的典范和敦煌學研究的高地”，目前牽頭建成的我國首座多場耦合實驗室取得的研究成果，未來將投入全國不同環境下文物遺址的保護中。
不同于西方歷史遺留的大量石砌建筑遺址，中國幾千年來夯土是最廣泛使用的建筑技術，一般民居乃至宮殿、寺廟都有夯土結構建筑。中國土遺址包含的歷史過程從石器時期綿延至近代，是人類重要的文物資源。如何將它們保護好、利用好，是文保專家一直研究的課題。
敦煌研究院多場耦合實驗室 張博：我們可以模擬露天壁畫以及室內壁畫的環境溫度，來看這個壁畫的病害是如何產生的，以及篩選的加固材料在環境影響因素之下適用性是否合適。
在夏季倉內正在接受日照實驗的這塊墻體，是用三星堆遺址的泥土塑成，這就意味著，在多場耦合實驗室開展的研究對象，已從干旱環境中的北石窟寺，拓展到了潮濕環境下的三星堆。按照我國干濕地區劃分，目前，學術界一般將土遺址分為位于干旱半干旱地區土遺址和潮濕地區土遺址兩大類。土遺址的病害已分成片狀剝蝕、裂隙縫、浸水、粉化等9個類型，初步形成了干旱環境下土遺址保護加固的成套技術體系。潮濕環境下土遺址的病害類型及保護加固，仍有待進一步完善。
敦煌研究院多場耦合實驗室 張博：目前我們實驗倉體的各項環境要素，是能夠覆蓋中國絕大部分的氣象條件。土遺址的話，我們選擇了鎖陽城遺址作為干旱區代表，西安秦東陵作為濕潤區的一個遺址代表。潮濕區的話，我們以三星堆的樣品做了一個模擬。現在我們這個研究正在進行當中。
20世紀50年代起開展古代壁畫保護修復及20世紀80年代起開展土遺址保護工作以來，我國古代壁畫與土遺址保護技術得到長足進展。以國家需求為導向，專家介紹，目前文保團隊正在致力于全面科學構建我國古代壁畫病害綜合防治體系，多場耦合實驗室的建成應用，真實揭示了土遺址病害產生的機理，進而能夠制定土遺址保護的技術標準。我國文化遺產的保護，正在經歷從搶救性保護向預防性保護過渡，石窟寺和土遺址保護的整體水平將得到全面提升。
責任編輯：Rex_14
