内容摘要：我国西北干旱地区遗存的古代建筑遗址分为两大类，一类是石窟寺，另一大类是土建筑遗址。本文阐述了中国西北干旱区石窟与土建筑遗址的病害、赋存环境、保存现状、研究进展、保护中存在的主要科学技术问题，对今后西北地区石窟与土遗址保护研究的重点问题进行了归纳和总结。最后提出应积极开展国内外相关大学和科研机构的大联合，多学科、多领域进行文物保护科技攻关，大力培养高水平文物保护科技人才，开创西北地区石窟与土建筑遗址保护科学研究和保护实践的新局面。
关键词：西北地区；石窟；土建筑遗址；保护
中图分类号：K854.3 文献标识码：A 文章编号：1000-4106(2007)05-0006-06
一、中国西北干旱区石窟与土建筑遗址保护研究的现状
在我国西北干旱地区遗存有大量的古代建筑遗址。这些古代建筑遗址分为两大类，一类是石窟寺，即在岩体上开凿洞窟，窟内制作壁画、塑像或石刻像，最著名的如敦煌莫高窟、安西榆林窟，这两处石窟保存有从十六国到清十一个朝代的约777个洞窟，45000m2壁画和2500多身彩塑像。另外主要的石窟还有天水的麦积山石窟，永靖的炳灵寺，武威的天梯山、张掖的马蹄寺石窟群和新疆的柏孜克里克、克孜尔和库木吐拉石窟等全国或省级重点文物保护单位。
古建筑遗址的另一大类是土建筑遗址，最著名的有西安半坡仰韶时期的原始村落遗址，临潼的秦兵马俑坑土建筑遗址，甘肃秦安的大地湾仰韶村落遗址，敦煌近郊的玉门关及河仓城、汉长城、安西的锁阳城遗址等，内蒙古额济纳旗的黑水城遗址，宁夏的西夏王陵，新疆吐鲁番的交河故城、高昌故城及楼兰的大批土建筑遗址。
西北地区大批的古建筑遗址是我国优秀、珍贵文化遗产的重要组成部分，不但有很高的学术研究价值，而且随着西部大开发战略的实施以及人们精神文化需求的日益增大，西北地区的文物旅游已成为我国旅游的热点，因此也具有很高的经济价值。但由于受自然环境与工程地质诸因素的影响，以及近年工业和旅游业迅速发展所造成的环境污染毁坏，使窟内的壁画、彩塑和雕像产生风化、酥碱、起甲、变色、褪色等病害。露天的建筑遗址更是遭受风蚀、风化及雨水冲刷、开裂坍塌等的威胁。许多遗址如不尽快抢救，就有遭受毁灭性破坏的可能。
过去针对个别古遗址的保护加固工程中存在的问题做过一些遗址赋存环境与保护方面的研究，如敦煌的莫高窟、安西的榆林窟、四川的乐山大佛、重庆的大足石窟，山西大同的云冈石窟，河南洛阳的龙门石窟和甘肃的麦积山、炳灵寺、北石窟，新疆吐鲁番的交河古城、克孜尔石窟等也做过一些环境地质和保护加固方面的研究，但大都针对某一具体问题进行研究，并没有从遗址的赋存环境和文物保护的特殊要求进行全面、系统、深入的研究，更没有形成具有普遍指导意义的保护理论与技术。目前还没有特别针对西北干旱区古遗址的特点和保护的特殊要求进行全面、系统的研究，更没有将遗址赋存环境与保护加固材料、加固技术以及工程实践结合起来进行研究。我国西北干旱区的石窟大都开凿于泥质胶结或半胶结状、强度极低、孔隙率大而松散的砂岩和砂砾岩岩体，石窟的环境问题较多。大批土建筑遗址存在于气候干燥而多风沙的戈壁上，产生的病害极具特殊性，保护研究的任务、目标以及对策措施也迥异。由于该地区古遗址有其独特的环境特征，保护上有特殊要求，在宏观上具有普遍的统一规律，但个体差异又较大。只有对其赋存环境特征进行系统地、全面地研究，才能有针对性地开展保护加固材料和技术的研制开发。
国内土遗址保护工作开展较晚，上世纪80年代末才开始在少数几个地方进行土质遗址科学保护研究试验。在我国文物保护工作者不懈的努力下，至本世纪初，土遗址保护工作取得了长足的进展，所涉及的研究内容越来越广泛，且部分已达较高水平。土遗址的研究主要集中在以下方面：研究土遗址的病害及破坏机理，如病害成因研究，提出风、雨、温度、洪水、地震等自然因素都可对土遗址产生破坏的观点；土遗址的风化机理研究；研究发掘与现场保护；环境和土遗址的关系研究；现代的测试手段，近景摄影、航空遥感、地震物探、面波仪，声波仪等的大量应用，极大地推动了土遗址保护的发展；研究土遗址的建筑形制，对土遗址的保护加固技术已经作了大量的室内及现场试验研究，取得了明显的成绩；对土遗址表面防风化加固材料的研究更是近年来的热点，尤其对在干旱环境下使用的PS材料的研究，已经深入到PS与土的作用机理。另外，关于灌浆材料和锚固技术也取得了新进展。
二、西北干旱区石窟与土建筑遗址保护的主要科学技术问题
(1)弄清石窟与土建筑遗址的赋存环境特征是中国西北干旱区石窟与土建筑遗址保护的主要科学技术问题之一。遗址的赋存环境包括地质环境、水环境、气象环境、社会环境等。按保护对象和拟解决的问题不同，研究方法和技术路线将有所不同。
古遗址的各种病害都是受遗址所处的工程地质、水文地质及环境诸因素影响而产生的。因此对古遗址的保护研究必须从遗址的赋存环境研究入手。这样才能从根本上解决古遗址的保护问题。
西北地区的石窟大多数处于干旱区，且大都开凿在易于手工开挖、又能保持自稳的砂岩或砂砾岩体中。这类岩石结构疏松、孔隙大，抗崩解和抗风蚀性能极差。又由于石窟均开凿在直立的崖体上，卸荷裂隙十分发育，随时危及洞窟的稳定。这种特殊的气候和地质环境，共同构成了中国西北干旱区石窟与土建筑遗址的赋存环境既存在有利于遗址保护的方面，又存在不利的方面。因而正确而全面的认识该地区石窟与土建筑遗址的赋存环境至关重要。由于特殊的自然环境，使得西北地区石窟与土建筑遗址的保护问题也具有特殊性，保护研究的重点和难点也不同于其他地区。
(2)遗址的结构及建造材料的研究是解决中国西北干旱区石窟与土建筑遗址保护的又一科学技术问题。
建筑材料是各类石窟的建筑形式及古代艺术的物质载体。丝绸之路上的石窟寺因其所处的地质环境及开凿时代的不同而具有各自的特点，有的以壁画为主(如莫高窟)，有的以泥塑为主(如天水麦积山石窟)，也有的以石雕为主(如炳灵寺)，其形制大小也有差异。壁画、彩塑的制作材料也因地域的不同而不同。必须搞清制作材料的物质成分，为文物保护提供基础数据。
古代土建筑有些在室内，但大多暴露在室外，它们的建筑形式各异。不同的建筑结构、形式拥有不同的物质组成。有些采用夯土或版筑土(如交河古城、玉门关等)，有些则以植物枝条和沙土分层夯筑(如汉长城及其烽火台)。
遗址的建筑形式与物质组成不同使得遗址的病害也各异。对此进行研究是今后保护对策研究的基础。
(3)保护加固材料、工艺、加固效果评价是石
窟与土建筑遗址保护的落脚点、难点，也是衡量保护工作成败的关键，是摆在文物保护科技工作者面前且最终必须予以解决的科学技术问题。
不同的古遗址由于其赋存环境不同、建筑结构与建筑材料的巨大差异，西北地区石窟及土建筑遗址病害类型与所处的环境和制作材料、工艺之间有着密切的关系，再加上文物保护的特殊要求，几乎没有现成的保护加固材料和技术可直接应用到石窟和土建筑遗址的保护加固中，必须筛选或研制开发出适合其特殊要求的保护加固材料和技术。其加固效果还必须采用无损检测的方法进行评价。因此，在充分认识这些病害产生机理的基础上，研发适宜的保护材料和工艺及保护效果的评价方法是西北地区石窟及土建筑保护的难点和重要内容之一。
(4)岩土体的表面防风化加固和锚固、灌浆将是该地区石窟与土建筑保护加固研究和工程实践的重点内容之一。
中国西北干旱区石窟与土建筑遗址存在的主要病害是岩土体结构疏松、风蚀和雨蚀作用强烈、裂隙发育和岩土体坍塌等。因此，岩土体的表面防风化加固和锚固、灌浆将是该地区石窟与土建筑保护加固研究和工程实践的重点内容之一。
三、西北干旱区石窟与土建筑遗址保护的思考
在全球经济结构调整的大浪潮中，我国政府及时做出实施西部大开发的战略决策。抓住时机，实施西部大开发战略是实现共同富裕、加强民族团结、保持社会稳定和边疆安全的战略举措；是扩大国内有效需求，实现经济持续快速健康发展的重要途径；是实现现代化建设第三步战略目标的客观需要；也是适应世界范围经济结构调整，提高我国国际竞争力的迫切需要；无论是在经济上还是在政治上，都具有重大的现实意义和深远的历史意义。在这种大背景下，西北地区的石窟与土建筑遗址的保护将面临新的机遇和挑战。一方面，国家已将西部地区的大遗址保护列入西部大开发的重要工作之一，保护资金的投入将越来越多。另一方面，由于西北地区的古代建筑遗址分布广、规模大，赋存环境特殊，急需解决的保护问题很多，需要大量的人力、财力的支持。
遗址加固是将胶粘材料或支撑材料应用到文物的实际的结构中，以便保证文物的持续的耐久性或结构的完整性。在过去的十多年来，我们开展了石窟与土建筑遗址赋存环境、建筑形式和材料、砂砾岩石窟裂隙灌浆材料与技术、土建筑遗址防风化加固材料和工艺、土建筑遗址开裂墙体的锚固技术等的系统研究。对砂砾岩石窟裂隙灌浆材料PS-F进行了系统、深入的研究，尤其是对PS-F浆液的组成成分、结石体的强度特征、微观结构进行了大量的实验研究；对土建筑遗址防风化加固材料PS与遗址土体的作用机理、加固前后的物理力学性能的变化规律进行了系统实验研究；还开展了开裂遗址土体的锚固实验研究。并在敦煌莫高窟、安西榆林窟等石窟，以及敦煌玉门关、河仓城遗址，宁夏银川的西夏陵三号陵等土建筑遗址的保护加固工程中得到应用，但由于遗址文物保护的特殊要求，仍有大量的问题还有待今后进一步研究，如：建立遗址文物保护理论问题；岩土工程勘察与加固技术与文物保护的适应性问题；石窟与土建筑遗址加固技术的规范化问题；保护加固效果的无损检测问题等。解决所有上述问题将是今后保护科研和保护工程实践的重点。
文物的保护与科学研究，是一项系统的综合性科学。它既涉及社会科学，又涉及自然科学的诸领域，如考古学、化学、物理学、地质学、环境科学、生物学等。只有依靠多学科的综合、交叉才能有效地完成一项具体的文物保护项目。文物的保护和科学研究，对于人们认识自己的历史和创造力量，揭示人类社会发展的客观规律，认识并促进当代和未来社会的发展，具有重要的意义。多年来，根据上述原则，文物保护取得了长足的进展。运用科学技术手段控制和防止自然力对文化遗址的损害和破坏，是文物保护与科学研究的一个重要环节。保护科学技术研究是采取利用现代科学技术手段与传统文物保护技术相结合的方针，既要充分利用现代科学技术又要研究总结和提高行之有效的传统技术。文物保护项目应组织各学科联合攻关，并及时推广文物保护科学技术的新成果，使古建筑遗址延年益寿，将古代劳动人民留给我们的珍贵文化遗产完整地传给子孙后代。
文物保护不存在放之四海而皆准、在任何情况下均行之有效的方法，因为遗址的类型及其自然状况、社会状况完全不同，所以解决方法也完全不同。但指导遗址保护管理的基本原则，以及为确保其成功的基本程序则是存在的。
目前文物保护界的现状是保护人才的奇缺，同时，现有的保护加固技术不能满足规模大、分布广、赋存环境特殊的西北干旱地区石窟与土建筑遗址的保护需求。迫切的任务是要积极主动地联合国内外相关科研教学机构，大力培养文物保护科技人才，并形成多学科、多领域联合进行文物保护科技攻关的局面。以文物保护科研机构为主体，发挥高校和相关科研院所的优势，共同推进西北干旱区石窟与土建筑遗址的保护工作上一个新台阶，以保存大量珍贵的文化遗产，为西北地区社会、经济的可持续发展奉献一份力量。
2005年，敦煌研究院已被国家文物局确定为古代壁画保护重点科研基地，该基地将以石窟和土建筑遗址保护研究为重点，将把人才培养、联合国内外高等院校和科研院所开展文物保护科技攻关作为主要任务，为中国西北地区文物保护，尤其是石窟和土建筑遗址的保护发挥积极的作用。在此基础上还应积极申请建立国家级的古遗址保护工程技术研究中心，立足敦煌，面向西北，带动西北地区遗址文物保护快速发展。在人才培养方面，我们早在2002年就与兰州大学联合成立了文物保护研究中心，通过院校联合的方式加大人才培养的力度。目前我们已与美国盖蒂保护研究所、英国伦敦大学考陶尔德艺术学院合作举办了壁画保护研究生班，敦煌研究院已联合多家高校和科研院所承担了科技部科技支撑计划中的“土遗址保护关键技术研究”、“古代壁画脱盐关键技术研究”课题，这两个课题将主要侧重于对西北地区石窟与土建筑遗址的保护技术攻关。相信通过上述课题的研究，西北地区的石窟与土建筑遗址的保护研究水平与工程实践将迈上一个新的台阶。
责任编辑：萧 阳