麦积山石窟保存环境分析及保护对策研究

文娟 闫晨曦

摘 要：麦积山石窟在自然环境下的光、温度、湿度、大气以及自身的地质结构；生物环境下的微生物、菌类，动物、植物；以及旅游人为环境三大因素影响下，发生了的相应病变。针对这些不利影响提出相应的石窟环境保护方案。

关键词：麦积山石窟；保存环境；病害；保护方案

引言

麦积山石窟石质文物的材质结构，使得它的损毁很容易受到自然环境的影响，大气自然环境是麦积山石窟文物遭受损坏的主要原因，所处的环境与石窟的保存有着密切的关系[2]。

1 麦积山石窟保存环境的特点和可能出现的病害

麦积山石窟保存环境较为复杂，周围的环境对麦积山石窟产生较多的影响，其主要包含有自然，生物，旅游环境三方面[4-6]。

1.1 自然环境

1.1.1 温度

麦积山石窟岩石由多种矿物质组成，各矿物的膨胀系数不同，夏天遭曝晒的麦积山石窟突然受到大雨的浇淋，岩石中的矿物则会遇水膨胀，破坏了岩体表层与里层的连结，导致麦积山石窟文物表层疏松和裂隙增大，进而出现鳞片状剥落和盐的溶解结晶，在温度不断变化交替下，岩石体积膨胀收缩形成的力差在长久的作用下，就会对麦积山石窟造成破坏。

1.1.2 湿度

麦积山年平均降雨量在700～900毫米之间，年蒸发量约600毫米，蒸发量低于降雨量，相对湿度维持在75%左右。天水地区干湿交替的变化，对麦积山石窟和壁画、雕塑产生严重的起甲龟裂、褪色现象。促进了石窟岩体干湿、冻融的产生，造成岩体结构松驰，形成崩解破坏。再有地下水地表水的渗流，会增加窟内的湿度，加速石窟岩体、塑像、石雕的剥落、酥软、粉化等病害。导致壁画的内聚力减弱，产生裂隙，引起大面积起甲、空臌、脱落、木骨架糟朽等。

1.1.3 光

麦积山石窟海拔较高，石窟没有遮挡措施常年露置外面，受较多的太阳光辐射，辐射可使石窟表面老化，降低石窟品象，缩短石窟保存寿命，紫外线对石窟的破坏也是特别严重的。光辐射污染对麦积山石窟的保护不容忽视，在有阳光照射下会产生有机类腐蚀性污染物，久而久之将毁坏文物，另外由于阳光中紫外线的影响，也会使石窟壁画和塑像表面褪色、剥落。

1.1.4 大气

随着近几年我国经济的发展，麦积山石窟窟区周围城镇大办厂矿企业，这些小企业缺乏严格的管理，“三废”任意排放，另外人们生活水平的提高，汽车数量也增加，汽车尾气对环境的污染开始凸显了出来，这些污染物的排放对石窟环境产生了很大的危害，环境污染包括大气污染、水体污染及酸雨污染。

大气污染指大气中的氧化物、碳氢化合物，硫化物以及空气中漂浮的尘埃和小颗粒，尤其以空气中超标的硫化物，SO2，及其它有害腐蚀物最为严重。大气中硫化物，SO2超标必然导致酸雨的形成，酸雨会淋蚀石窟雕塑和壁画，酸雨中带入侵蚀性的CO2和HSO4，促使石窟碳酸盐、硫酸盐分解，大大降低了石窟岩体的强度。空气中大量粉尘，煤灰等颗粒粘附或沉积在石质文物表面，形成难以去除的有色沉积物，严重污损了石雕壁画外貌，而且形成很难清洗的污垢留在雕塑壁画上。其次，麦积山石窟窟区周围厂矿企业、居民燃煤和人口大量增加有額外的热量带入大气中，也会对麦积山石窟窟区的小气候环境产生变化，不利于石窟的保护。

1.1.5 地质结构（地震）

麦积山所处的天水地区，属于特殊的地理位置，地质结构复杂，是地震的多发地带，这里的地震基本烈度为六度。地震对麦积山石窟有非常大的影响，众多的洞窟在地震中被破坏，这在历史上有大量的记载，地震还会使石窟雕塑，空臌的壁画受震坠落，塑像内部木质骨架与主牵拉桩年久松动，受震后整个塑像发生位移向前倾斜，部分脱离崖面，这都是石窟保存中非常大的问题。

1.2 生物环境

除了以上所说的自然环境对麦积山石窟保存到影响外，还有生物环境对麦积山石窟的影响，这里主要有微生物对石窟的影响，动物对石窟的影响，植物对石窟的影响三个方面。

1.2.1 微生物、菌类

麦积山石窟常年雨水充沛，温度适宜，滋生了很多霉菌，石窟缝隙中有种类丰富的放线菌类、真菌、原生物群。如细菌类生物藻、类等，这些微生物有专门的本领，就是它们可用自身分泌的生物酶，将动物食物，植物秸秆中所含的蛋白质和维生素，淀粉、脂肪水解成易被自己消化吸收的化合物，这些霉菌不仅使石窟美观产生了影响，也会对石窟结构造成破坏。

细菌、藻类在岩石缝隙中生存，汲取岩石矿物中的铁、巧等元素作为养分，造成岩体矿物元素的流失；同时微生物、菌类产生的分泌、排泄物会对岩石形成腐蚀，岩石就会被溶蚀分解。

1.2.2 动物

麦积山景区气候温和，降水量多，植被丰富。良好的自然环境为许多动物提供了栖息场所，早前的麦积山石窟长期无人看管，洞窟没有门窗的保护，大量的鸟虫、雀类、松鼠、飞鼠、土蜂以及一些尚未查明的动物长期栖息石窟内，它们在壁画、塑像上攀爬、做窝、打眼、产卵、排泄粪便，并经常在石窟内打洞、窟上做窝，使的窟内雕塑和壁画的很多部位都有腐蚀及毁坏的现象，雕塑和壁画表面千疮百孔。

不同类型的动物对石窟壁画、雕塑，相关建筑的损坏方式不一样，目前，仍旧活动在石窟上的动物有松鼠、老鼠，野猫野狗，燕子、木蜂、飞蛾，瓢虫等。麦积山石窟壁画空鼓的另外一个重要特征是空鼓壁画中间有大量的小孔洞，这些小孔洞就是这些动物活动造成的。鸟类在塑像和壁画上筑巢，排泄物引起壁画颜料褪色、翘起、脱落，加速壁画病害的发生，另外动物粪便中带有其他成分，落在雕像上会产生腐蚀性反应，给雕像带来危害。

历史战乱也影响到了麦积山，洞窟成了百姓的避难所。他们经常在洞窟内搭锅做饭，甚至还烧土炕造成烟熏壁画和洞窟的损坏。（图是下载的还是自己拍的？说明一下最好）

1.2.3 植物

麦积山石窟周围及临近山体地方植被普遍茂盛，当苔藓类和树木的根系进入岩石裂缝，会随着树木的生长不断向里延伸，岩石的裂隙会变得越来越大，使雕塑壁画破裂。同时在植物生长过程中根从地下不断汲取水分，石窟上体周围水分含量形成差异，也是导致石窟产生一系列病变的原因。

1.3 旅游环境

麦积山石窟旅游参观的游客对石窟内小气候的影响也是很明显的。大量的参观者呼出的水汽、CO2、及身体释放的热量会让石窟内湿度，温度、CO2浓度猛然上升，对石窟内文物的保护极为不利。另外少数游客缺乏道德意识观念，在参观石窟文物的同时吸烟、拍照，甚至个别随意涂刻，机械性地损伤石窟文物，破坏了麦积山石窟艺术的完整性。

2 针对麦积山石窟所处环境制定的保护方案

2.1 自然环境的控制方面

2.1.1 温湿度的控制

对麦积山石窟温度，湿度、空气污染的控制，需要改善窟内通排风条件，在石窟内放置干燥剂，如氯化钙，氧化钙，可以将这些干燥剂放入一个大的器皿中，然后放置在石窟内，让其吸收石窟内的水分，二氧化碳，硫化物等有害气体，防止湿度和有害氣体对石窟文物的破坏，麦积山石窟工作人员及时对干燥剂清换，这样有利于石窟文物保护。

2.1.2 防止阳光辐射的措施

为了避免日光照射，保持石窟内温度和湿度有一个相对稳定的值，可以在石窟上加一些遮挡阳光的措施，如加遮雨棚，有效阻止阳光直射使石质文物表面，防止温度急剧变化加速石质文物风化剥蚀。

2.1.3 石窟加固保护

采取有效措施对石窟表面和石雕佛像进行加固，对病害严重的部位进行清洗、修补，加固。为防止环境破坏采取加固措施：加固方法有灌浆加固，PS渗透加固，结合麦积山石窟雕塑及壁画空鼓的程度、空鼓的不同表现形式，主要采用灌浆回贴加固，同时辅以锚杆挂麻技术，对空鼓特别严重的壁画还要采用填泥的修复方法，选择制作材料兼容性好的填充材料和黏结材料作为浆液，整体加固增加稳定性[8]。

2.2 生物环境的控制方面

2.2.1 微生物、菌类

对于麦积山石窟有危害的放线菌类、真菌、原生物群的控制方面，可以在日常调查中每发现一处即进行赶快防治。对景区木制门窗的菌类采取人工杀死的防治方法，雕塑、壁画文物处的采用木瓜蛋白酶溶液来处理，或是用氯胺丁的酒精溶液清洗酶斑，杀菌防霉效果也很好。

2.2.2 动物

动物对石窟的危害，主要有昆虫、鸟类、鼠类等，对于这些动物的防治有下列方法。

（1）鼠类的防治

在麦积山石窟动物中，鼠类对石窟的的危害最为严重，防治困难程度也是最大的。我们主要采用放置老鼠夹捕鼠器，安装纱网和放置老鼠药3种方法进行预防，放置老鼠药和放置老鼠夹捕鼠器这两个是最直接的，也最有效的方法，可以杀死老鼠，安装纱网是间接的控制方法，目的是减少鼠类进入石窟库内，这3种方法配合使用，是防治石窟鼠害的有效办法。

（2）昆虫类

对麦积山石窟内的昆虫，可以利用昆虫的趋光性，在洞窟附近架设黑光灯，诱集昆虫成虫并灭杀，还可以用化学药品进行杀虫。根据麦积山石窟蜂类孔虫零星发生的特点，且它们大多钻蛀雕塑、壁画及木制门窗，在不破坏石窟文物的前提下，人为破坏巢穴的物理防治方法和化学的环保农药高渗苯氧威乳油方法结合治理，用3%高渗苯氧威乳油和0.05%的噻虫啉微胶囊悬浮剂喷雾防治石窟瓢虫及蝽类昆虫，有很好的效果。

（3）鸟类

在麦积山石窟利用鸟类白天在外面活动、夜晚归巢的习性，麦积山石窟保护工作人员可以对发现的鸟巢及时捣毁，或者是用惊吓的方法驱赶害鸟，可以有效防止鸟类麦积山石窟文物的危害。

2.2.3 植物

杜绝游人在在麦积山石窟窟顶及其附近登山运动，对石窟顶部植物合理减少，防止植物根系进入岩石。对石窟表面苔藓类加以铲除，防治产生霉菌在石窟表面形成大大小小的斑点，影响石窟文物美观，破坏石窟岩石结构，对较大的植物喷洒除草剂，让它自然枯萎，这样就不破坏植物根系，对石窟保护很有利[10]。

2.3 旅游环境的控制方面

2.3.1 完善管理制度

旅游环境对麦积山石窟影响较大，所以石窟工作人员制定合理的管理计划是非常有必要的[15]，制定一套合理的石窟开放管理制度，健全监督制度，加强管理，是石窟长远保存的前提。

2.3.2 治理石窟周边环境

政府部门加大力度对石窟附近工厂进行改造，减少工厂排放的有害气体，粉尘，小颗粒的排放。或者搬迁石窟附近的工厂，走可持续发展的道路，走有利于石窟文物保护的道路，限制汽车进入麦积山石窟五公里的地区，减少汽车尾气对间接影响。

2.3.3 控制游客数量

根据游客对石窟小气候环境影响的规律，控制每天旅游参观者的人数，以此来减少CO2排放量，维持石窟内小气候，对石窟的游客参观数和停留的时间加以控制，轮流开放洞窟，制定合理的参观线路。

2.3.4 强化保护意识

对乱扔垃圾，乱刻乱划要予以严惩，向游客大力宣传石窟文物作为人类文化遗产的重要价值和有关旅游规定，增强游客对麦积山石窟的保护意识。

天水师范学院项目“甘肃东部地区石窟寺潮湿环境下泥质塑像和壁画保护材料筛选和修复工艺研究”成果，项目号：TAS1609

参考文献

[1] 天水麦积山石窟研究综述[D].魏海霞.西北师范大学 2011.

[2] 麦积山石窟保存现状调查[J].张少昀.丝绸之路.2016（08）.

[3] “丝绸之路”上中小型石窟的环境现状与价值提升[D].罗晓春.陕西师范大学 2015.

[4] 敦煌莫高窟第87窟现状调查和主要病害成因研究[D].张艳杰.兰州大学 2011.

[5] 从环境监测结果分析克孜尔石窟的主要病害成因[J].严妍，刘成，赵丽，苗利辉，叶梅，邓宏.西部考古.2012（00）.

作者简介：

文娟，女，汉族，甘肃天水，天水师范学院化学工程与技术学院讲师。