简析炳灵寺石窟监测预警体系

孙淑梅

（甘肃炳灵寺文物保护研究所，甘肃永靖731600）



简析炳灵寺石窟监测预警体系

孙淑梅

（甘肃炳灵寺文物保护研究所，甘肃永靖731600）

［摘要］世界文化遗产是全人类共同的精神财富，其突出的普遍价值超越了国家界限，对人类文明的传承具有重要意义。当今，对世界文化遗产的保护已经从以抢救为主的被动式保护转向以预防为主的主动式保护。建立科学的监测体系是预防性保护工作的核心内容。科学的监测体系是缓解遗产面临风险，实现文化遗产预防性保护和可持续发展的基础。本文就炳灵寺石窟的监测预警体系的发展、面临的问题等进行了简单分析。

［关键词］炳灵寺石窟；监测预警体系；文物保护

炳灵寺石窟是丝绸之路上最重要的石窟寺之一。2014 年6月22日，在卡塔尔多哈召开的第38届世界遗产大会上，炳灵寺石窟作为“丝绸之路：长安—天山廊道的路网”遗产点之一，被成功列入《世界遗产名录》。炳灵寺石窟开创于东晋十六国时期，经西秦、北魏、北周、隋、唐、西夏、元、明、清等各代的相继修建，历时1600多年。炳灵寺是丝绸之路南道上一个重要的交通枢纽，佛教思想沿这条古道东传西渐，所以炳灵寺石窟成了我国接受印度佛教艺术的早期石窟寺之一。位于窟群北侧距地面60米高的169窟，其内保存的建弘元年（420）墨书题记，是我国石窟中现存年代最早的纪年题记，成为我国早期石窟断代的重要“标尺”。

炳灵寺石窟的保护工作从1955年建所之时就已经开始了。半个多世纪以来，炳灵寺文物保护研究所在石窟的管理和保护方面做了大量工作。刘家峡水库的建设，对炳灵寺下层洞窟造成较大威胁，所以1968年在石窟前修筑防护堤坝，并对下层被淹没洞窟进行搬迁和掩埋防护；1973年，在各洞窟安装窟龛门窗，防止飞鸟以及小动物进入洞窟对文物造成破坏；1999年，完成了炳灵寺石窟岩体加固及渗水治理工程，解决了石窟长期存在的危石掉落和渗水问题。近年来，在壁画加固、石雕修复、防风化方面也做了一些工作。但这远远不够，在保护方面还需要做大量的工作。

随着文物保护理念及科学技术的进步，科学的保护管理成为日常工作的主要内容。1982～1984年，炳灵寺石窟用干湿自记仪在92、126、128窟内进行了为期三年的气象记录观察，结果表明炳灵寺石窟区域内温差变化较大，月极值温差在16摄氏度左右，月平均温差约6摄氏度。①2009年，又购置了便携式自动气象站、二氧化碳自动记录器、室外型温湿度记录器等先进的高科技设备，对窟区的温度、湿度、日照、风向、风力、降雨量及二氧化碳等气象因素进行综合监测，为文物的科学保护提供准确的数据。

由于炳灵寺石窟位于青藏高原与黄土高原的交汇地带，地质构造属秦陇地槽系的西翼与陇西旋卷构造体系及河西的复合部，地质基础为白垩纪屑长石石英沉积红砂岩，其粘结性小，砂粒不均，强度低，岩石中蒙脱石含量达到27%左右，具有很强的吸水性，极易风化，遇水崩裂。②炳灵寺石窟所在山体裂隙较多，山体坍塌、滑坡、危石掉落现象时有发生，严重影响了石窟的稳定性。岩体结构不稳定以及渗水是炳灵寺石窟保护面临的最严峻的环境地质问题。刘家峡水库的建成改变了库区的水环境，直接影响到了处在水库库尾的炳灵寺石窟。首先是水位的上升直接导致1、16、90、133窟被淹没；其次在黄河淤沙及大寺沟山洪的共同作用下，石窟前的淤沙持续增高，改变了炳灵寺的地形地貌，石窟前河床增高，底层岩石饱水量增大，岩体长期被浸泡、软化。由于水库蓄水放水，造成小气候干湿变化频繁，加速了风化，使崖面岩体中的可溶性盐溶解、迁移，导致窟体、塑像、壁画酥碱破坏。③

随着文物保护工作的不断深入，原来的保护设备已经远远不能满足文物保护的实际需求。岩体裂隙发育和风化等自然因素瞬息万变，肉眼观测到的是成事实的损害，没有预防性的保护措施，只能是越修越忙，文物修复保护的速度永远跟不上文物风化的速度。因此，建设文物监测预警体系显得非常紧迫。几年前，敦煌研究院已经将监测预警设施投入文物保护中，取得了显著成效。2012年，炳灵寺文物保护研究所开始筹建监测预警体系；2013年10月，炳灵寺石窟监测预警体系建成并投入使用。不同于以往遗产损毁后应急性的保护工作，文物检测预警体系强调通过遗产管理、日常巡查、定期检测和实时监测等方法，掌握遗产价值载体的损毁变化规律和影响载体安全因素作用在载体上的整个过程，以二者关联数据分析为基础，制定保护策略与方法，使遗产处于良好的状态，最终实现文化遗产地的变化可监控、风险可预知、险情可预报、保护可提前的预防性保护管理目标。科学的监测体系，既为文化遗产的系统管理提供了定性与定量分析的工具，同时也是文化遗产管理体系中的重要组成部分。通过监测，可实现炳灵寺石窟的信息化管理与科学保护，促进由抢救性保护向预防性保护过渡。

遗产监测预警体系是遗产地科学管理和保护的前提和基础。炳灵寺石窟监测目前主要针对窟区气象监测、洞窟内微环境监测、本体监测、游客监测等方面，形成了综合监测预警体系。

第一，气象监测。气象监测器设立在石窟区对面的小山丘上。主要监测遗产区的宏观环境，包括气温、湿度、降水、风速、风向、光照、气压等要素。这些气象要素均对遗产环境有着直接或间接的影响，其中光照、温湿度、降水可直接影响洞窟内壁画的保存环境，是日常管理和保护的重要参照数据。

第二，洞窟微环境。主要监测文物本体所依附洞窟内的小环境特征，如湿度、相对湿度、光照、二氧化碳、文物及文物载体表面温度，实时反映洞窟内的微环境变化趋势，研究文物病害机理和成因，为洞窟管理和文物本体保护提供科学依据。洞窟微环境起伏变化大，很可能会导致洞窟文物产生新的病害。④炳灵寺目前针对不同洞窟窟形及位置，选择了26个窟龛进行微环境监测，并对通往169窟栈道上不同高度的风向风速的开展监测，下一步可考虑对所有洞窟进行监测。

第三，文物本体监测。目前文物本体监测只限于通过人员对洞窟定期监测巡查的方法开展，通过建立文字、图像和数据文件经常性的对比监测，仅靠肉眼观察和文字记录进行检查、对比、判断，效率低且易受主观因素影响。针对塑像的结构稳定性、壁画和塑像病害监测以及修复前后的对比监测工作尚未开展。

第四，游客监测。炳灵寺石窟成为世界文化遗产后，游客人数逐年上升，遗产地在保护中利用和利用中保护的压力日益增大。为了协调文物保护与旅游的关系，合理有效地管理游客，并为以后进一步开展相关工作，炳灵寺目前已实时监测窟区内游客流量，制定游客管理制度及相关预案，合理分配景区内游客活动区域，缓解洞窟内游客压力，尽量减少文物本体受到的负面影响。

炳灵寺监测预警体系建成已投入使用，还有部分监测项目未开展。针对炳灵寺石窟目前面临的主要病害，亟需开展以下几项监测内容：

第一，地下水位监测。因炳灵寺石窟所在大寺沟内的河床逐年抬升，原先最下层洞窟距地面20多米，现在已经低于河床，不断淤积在窟区内的泥沙携带大量的水分。调查窟区内地下水埋深、地下水与地面的联系以及水质状况，水质的物理、化学特性，水的储量与运动状态，蓄水层特性，承压水状况等，这是个详细而庞大的监测项目。当然主要的目的是研究地下水位对石窟的影响，所以可针对性地开展相关监测工作。

第二，地形地貌及周边环境监测。炳灵寺成功申遗后，对遗产核心区及缓冲区内文物赋存环境建设编制了管理规划，主要包括文物遗产区和缓冲地带内的植被、动物养殖情况，当地的主要生态系统类型及现状，生态系统与周围环境的关系，人为建筑等内容。地形地貌监测因其区域面积广，部分区域由于地形条件限制人员无法进行定期巡查，所以目前可通过卫星定期的高精度航拍图进行监测，这就需要与相关单位进行合作开展。

第三，崖体渗水及可溶盐运移监测。目前炳灵寺目前各洞窟主要病害是塑像的酥碱风化，以及壁画的起甲、酥碱、空鼓脱落。下层洞窟受刘家峡水库蓄水以及崖体自身渗水影响较大，病害更严重，特别是靠崖体一侧壁面上的塑像、壁画酥碱脱落更明显。这种现象就是崖体内可溶盐在毛细水的运移过程中，在崖体表面反复结晶溶解，破坏岩石结构，从而对塑像和壁画造成损害。对崖体渗水及可溶盐的有效监测，探究其运行情况，能为进一步开展文物保护提供有力的支撑。

第四，文物病害监测。主要开展文物本体病害定期监测。目前炳灵寺石窟文物本体存在较多病害，但其病害发生发展状况却无从知晓，参照十几年前个别照片与今天文物保存状况发现还是存在不小差异。目前开展的保护工作只是通过人们肉眼观察和评估，而没有科学的监测数据支撑，针对文物本体开展的保护也只是对其外在表现状态下开展，可是不同文物病害发展速度不同。通过监测文物本体状况，就可能及时地对还未发生的文物病害进行控制和治理，达到事半功倍的效果。

目前在敦煌研究院等单位的协助下，已经建立了炳灵寺石窟环境监测体系，但是因为炳灵寺文研人员配置问题，驾驭高科技设备及对监测数据的处理和运用，还存在较多的困难，如何使监测工作在文物保护工作中发挥更加积极的作用，将是我们亟需解决的重大问题。

随着丝绸之路经济带概念的提出和付诸实施，丝绸之路沿线的世界文化遗产将得到更好的保护。炳灵寺石窟通过遗产监测体系，科学分析炳灵寺石窟所面临的自然和人为风险因素，运用物联网技术、传感技术等先进技术，创建“风险监测—综合预报—提前预警—及时处理”的遗产保护管理工作模式，最大限度地减小各种风险因素对遗产所造成的危害，实现变化可监测、风险可预报、险情可预控、保护可提前的保护管理目标，使得遗产的真实性、完整性得到有效保护。但是文物保护是一项任重道远的工作，监测只是更科学地保护及管理文化遗产地而开展的辅助措施，我们的目的是如何更好地将遗产保护、传承下去，而不是极尽所能如何不断扩大监测的范围。所以针对不同遗产地类型及其文物赋存环境特征，开展“对症下药”的监测工作才是正确的，才不会喧宾夺主而忽略了初衷。

［注释］

①②王亨通：《温差变化对炳灵寺石窟的影响》，《敦煌学辑刊》，1990年第2期，第106～107页。

③王亨通：《炳灵寺石窟的环境保护问题》，《丝绸之路》，1996年第2期，第18页。

④樊锦诗：《坚持敦煌莫高窟管理体制不动摇》，《敦煌研究》，2015年第4期，第2页。

［中图分类号］G269.27

［文献标识码］A

［文章编号］1005-3115（2016）12-0068-02