敦煌莫高窟与风沙赛跑

有“世界艺术画廊”之称的敦煌莫高窟，长期经受着风沙的侵蚀和破坏。为了保护这份珍贵的人类文化遗产，来自中国文物保护和沙漠治理等方面的30名专家最近聚集敦煌，共同为莫高窟“把脉”，探求与风沙抗争之路。

三大风沙直逼莫高窟

地处敦煌市东南25公里的莫高窟，与中国沙漠之一的库姆塔格沙漠相毗邻。它东邻三危山，西接鸣沙山，受蒙古高压影响，这里常年干旱，降水稀少，风沙频繁，具有典型的沙漠气候特征。

“在雨水入侵、自然坍塌、生物虫害等自然破坏中，对莫高窟影响最大的还是风沙危害，它是石窟难以长久保存的最大威胁之一。”多年从事莫高窟风沙危害防治研究的敦煌研究院保护所副所长汪万福说。

据不完全统计，在现存有壁画、彩塑的莫高窟492个洞窟中，已有一半以上的壁画和彩塑出现了起甲、空鼓、变色、酥碱、脱落等病害，专家们认为，它们都与风沙有一定的关系。

“西北、西南风是莫高窟地区的主害风，来自鸣沙山前沿沙丘和窟顶戈壁带就地刮起的风沙流是影响莫高窟保护的主要风沙危害。”华南师范大学地理系教授吴正说。

研究发现，受地形、地貌影响，冬季盛行的偏西风途经莫高窟时，携带的沙物质在莫高窟窟区大量沉积，从而形成积沙。汪万福说，积沙的直接磨损和引起的雨水倒灌不仅导致底层洞窟甬道内的壁画变色、发霉、脱落，而且积沙还在窟顶周围形成堆积，破坏崖体水分蒸发途径，造成顶层洞窟壁画酥碱、起甲等病害。

专家们认为，积沙危害是莫高窟风沙危害中最常见的一种，除此之外，对壁画影响较大的还有风蚀和粉尘。所谓的风蚀危害，主要指风沙流对露天壁画、洞窟崖体的直接吹蚀和磨损，其作用缓慢但破坏性极强，容易引起壁画褪色、崖体坍塌等病害。研究发现，莫高窟唐代早期洞窟203窟，就因为风蚀而坍塌。受风沙长期剥蚀的影响，目前莫高窟有相当数量的顶层洞窟正在遭受着“薄顶”之灾。

为了保护洞窟内的壁画和彩塑，20世纪60年代，在国家的支持下，保护人员对莫高窟进行了崖体加固，并在后来为洞窟安装了门窗和防沙网，但这些措施的实施并不能完全挡住风沙袭来时无处不在的粉尘。

多年的观测表明，在莫高窟窟区一带，年降尘量可达365.4吨/平方公里，专家们用扫描电镜统计了5000个粉尘表面形态，发现棱角状、次棱角状细小沙粒占到了83%，这种棱角状高硬度石英颗粒，随气流四处运动，既对壁画、彩塑进行磨蚀，又能侵入壁画、彩塑的颜料缝隙，造成龟裂，当粉尘量达到一定程度时，还会产生一种把壁画颜料层、白粉层向外挤压的力量，导致颜料层、白粉层甚至整个壁画的大面积脱落。

“莫高窟是比金子还贵的世界文化遗产，这里的每一处文物，按理来说都应该是一尘不染，可目前还无法做到，风沙危害长期影响着莫高窟的保护。”敦煌研究院院长樊锦诗说。

一场艰苦的马拉松赛

由于身处流沙戈壁，从公元4世纪建窟伊始，敦煌莫高窟就与风沙结下了不解之“缘”。莫高窟与风沙“赛跑”，已非一日之事。

从莫高窟现存题记、碑刻等零星记载来看，远在11世纪西夏占领敦煌时期，莫高窟就已有了简单的风沙治理。

1944年，国立敦煌艺术研究所（敦煌研究院前身）成立，莫高窟有了历史上第一个专门保护机构，莫高窟风沙治理从此正式开始。

为了阻挡窟顶不断落下的流沙，20世纪50年代，保护人员先是在莫高窟窟顶戈壁带修筑了一条长1088米的土墙，然后又在崖顶开挖了一条长1000米、宽1米的防沙沟。建成初期，两项工程都收到了明显成效，但后因风沙太大，不到几年两项工程都以失效而告终。

1960年，保护人员在窟顶戈壁带设置了局部阻沙木栅栏。木栅栏建成初期，取得了明显的阻沙效果，但沙物质很快聚集在了崖面附近，造成了潜在隐患。1962年，在离窟顶较远的沙丘边缘，保护人员尝试用草方格与木栅栏相结合进行治沙试验，与此同时，在沙丘前沿进行了碎石压沙试验。这些措施，在一定时期都起到了固沙、阻沙效果，但因工程量小，不到几年便被风沙掩埋。

1989年，保护人员先后采用PS（高模数的硅酸钾）、ACC（40％的甲基丙烯酸酯和60％的丙烯酸酯）等化学试剂，在莫高窟窟顶戈壁带进行治沙试验，并对风蚀严重的崖面进行了化学固沙。

1990年，国际社会开始参与莫高窟风沙治理。美国盖蒂保护所与敦煌研究院、原中国科学院兰州沙漠研究所合作，在莫高窟窟顶戈壁带利用尼龙网栅栏进行治沙试验，并建成了一个“A”字形防沙体系。观测表明，这一工程完成后，对过境风沙流起到了很好的阻拦和疏导作用，使洞窟前的积沙减少了60％～80％，目前这一试验仍在继续。

为了将过境风沙流携带的沙物质输送到窟区之外，1992年，保护人员在莫高窟窟顶开挖了一条长65米、宽4米、深2米的输沙沟。与此同时，在窟顶戈壁带和沙丘边缘进行生物治沙试验，目前已建成两条长为2公里，宽分别为12米、14米的灌木林带，对西来的风沙起到了很好的阻挡作用。

2002年，在香港敦煌佛迹功德林计划的资助下，在莫高窟窟顶戈壁带和沙丘边缘，保护人员开始了较大范围的风沙防治试验。现已建成南北长约九百米、东西宽约二百三十米的一个试验区。其中，草方格压沙约三百亩，砾石压沙4900平方米。同时，在试验区内，研究人员还进行了“蜂巢式塑料网沙障”“新型耐候性HDPE经编防风阻沙栅栏”等新材料试验。

胜利“曙光”初现

经过几代敦煌人的努力和国内外相关机构的大力合作，莫高窟风沙危害防治已经取得明显成效。

“可以肯定地说，我们的风沙防治试验取得了阶段性成果，与20世纪80年代甚至更早的时间相比，风沙对莫高窟的危害大大降低了，最明显的一个变化是窟区的积原来至少减少了90％，每年从窟区清扫的积沙，已经由20世纪的3000立方米～4000立方米，降至现在的近100立方米左右。”汪万福说。

这一点，长期在莫高窟生活和工作过的老一辈敦煌学家感受最深。敦煌研究院原保护所副所长李云鹤说，20世纪五六十年代，风沙袭来时，整个窟区变得天昏地暗，窟顶上的沙子像雨点似地往下落，从洞窟前走过，一会儿工夫，头上、衣服上就会积下厚厚一层，不光正常的研究工作受到影响，就连游人也无法进洞参观。现在，情况明显好多了。

除了进入窟区的积沙明显减少之外，窟顶的治沙试验还大大降低了风沙流进入窟区的风速和减少了窟区内随风飘动的粉尘。汪万福说，目前尽管还没有详细的效果监测统计数据，但通过窟顶戈壁带、沙丘边缘的防沙试验，加上洞窟门上防尘网的安装，莫高窟洞窟内壁画、塑像的局域小环境明显与以往不同了。

专家们认为，到目前为止，尽管莫高窟风沙危害没有得到彻底遏制，但这些局部范围的短期治沙试验，特别是20世纪90年代以来开展的工程、生物、化学等治沙试验，不仅对过境风沙流起到了很好的治理作用，而且为今后建立更加完善的风沙综合防护体系打下了基础。

“任何治理措施都不能给莫高窟保护工作带来不良影响和潜在威胁，这是一切保护工作开展的前提，过去由于经费、技术、人才的问题，在莫高窟风沙危害防治上，走了许多弯路，现在回过头来看，这些都是值得总结的经验。”樊锦诗说。

“终点”还很遥远

国家重点基础发展规划项目“中国北方沙漠化过程及其防治研究”首席科学家、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所所长王涛说，经过多年的观测、研究和试验，莫高窟风沙防治已取得了明显成效，但风沙对莫高窟的直接危害和潜在影响依然存在，以往单纯的被动清沙和局部范围内的小规模治沙已经不能适应莫高窟保护的长远需求。

专家们认为，作为世界文化遗产，莫高窟风沙防治不在风沙本身，而在于莫高窟的保护，要改善大环境，同时也要保护小环境，建立一种人为参与的动态平衡体系，特别不能因为治沙而改变千百年来有利于莫高窟壁画和彩塑保护的干燥气候环境。

“干燥的气候环境保护了莫高窟精美的壁画和彩塑，同时，它所引起的风沙危害，又在肆无忌惮地破坏着它所能触及的壁画、彩塑和坚硬的洞窟崖体。”专家说。

在莫高窟风沙防治上，多年来存有两种不同观点，一种主张“人为干预”，通过防沙、治沙工程的设置来达到风沙治理目的；另一种主张“无为而治”，保持其自然原貌就是最好的风沙防治办法。汪万福说，迫于莫高窟保护的重要性和紧迫性，多年的防沙实践实际上体现了第一种观点。

甘肃省治沙研究所研究员王继和说，由于来自鸣沙山的沙尘源未得到有效控制，尽管目前窟区内的风沙危害大大降低了，但各种治沙试验使大量的沙物质在窟顶形成了堆积，而且部分沙物质还越过窟前河谷，在三危山山脚形成堆积，从而对莫高窟形成了包围之势。

中国地质大学教授张咸恭说，生物固沙有利于大环境的改善，但对水的问题要做详细计算，莫高窟地区是一个水资源十分短缺的地方，自然降水和地下水都十分稀少，如何科学用水，合理造林，十分关键,在大规模治沙工程开展之前，要先对各种治沙措施进行效益评估。

针对中国科学院寒区旱区环境与工程研究所提出的《敦煌莫高窟风沙危害综合防护体系规划》，与会专家们讨论后认为，采取以固为主，固、阻、输、导相结合的防护原则，建立一个由工程、生物、化学等措施组成的多层次、多功能综合防护体系，是解决莫高窟风沙危害的根本办法。