科技為文化遺產(chǎn)撐起“保護(hù)傘”

當(dāng)下，氣候變化及其產(chǎn)生的影響受到全世界廣泛關(guān)注。異常天氣、極端氣候引發(fā)系列連鎖反應(yīng)，一些世界遺產(chǎn)在災(zāi)害中遭到重創(chuàng)，令全世界嘆惋。

日前，山西省生態(tài)環(huán)境廳、山西省文物局和山西省文物保護(hù)基金聯(lián)合發(fā)布《氣候變化下文化遺產(chǎn)保護(hù)宣言》，呼吁全社會(huì)高度關(guān)注氣候變化對(duì)文化遺產(chǎn)的深遠(yuǎn)影響，為后世子孫留下豐富的歷史遺產(chǎn)和文化財(cái)富。

文化遺產(chǎn)與氣候變化有何關(guān)系？如何在氣候變化下做好文物保護(hù)？帶著這些問(wèn)題，筆者采訪了相關(guān)專家。

多類型文化遺產(chǎn)受影響

山西省古建筑與彩塑壁畫(huà)保護(hù)研究院副院長(zhǎng)王小龍介紹，不同時(shí)代的建筑設(shè)計(jì)與當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件有直接關(guān)系。古人一直遵循敬畏自然、尊重自然、適應(yīng)自然的理念，因地制宜地創(chuàng)造自己的居住場(chǎng)所。其中最常見(jiàn)的一個(gè)規(guī)律是，在氣候變冷、降雪較多的時(shí)期，房屋屋頂更陡峭，使得積雪更易滑落，而溫暖多雨時(shí)期的建筑屋頂坡度明顯變緩。

然而，在經(jīng)受建造時(shí)期的氣候考驗(yàn)后，這些古代建筑還要繼續(xù)與現(xiàn)代的氣候變化“過(guò)招”。近年來(lái)，海水侵蝕、森林火災(zāi)、洪澇干旱、突發(fā)地震等導(dǎo)致文化遺產(chǎn)受災(zāi)事件時(shí)有發(fā)生。

此前，聯(lián)合國(guó)教育、科學(xué)及文化組織更新發(fā)布的針對(duì)世界遺產(chǎn)的氣候行動(dòng)相關(guān)政策文件指出，“氣候變化已成為世界遺產(chǎn)面臨的最重大威脅之一，可能會(huì)影響包括其完整性和真實(shí)性在內(nèi)的突出普遍價(jià)值及其在地方層面的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展?jié)摿Α薄?/p>

“文化遺產(chǎn)對(duì)氣候變化很敏感，聯(lián)合國(guó)教科文組織2024年初公布的數(shù)據(jù)顯示，全球六分之一的文化遺產(chǎn)受到氣候變化的威脅。”山西科城能源環(huán)境創(chuàng)新研究院助理研究員吳媛楓說(shuō)，氣候變化對(duì)文化遺產(chǎn)的影響是多方面的，包括短期影響和長(zhǎng)期影響。

她告訴筆者，根據(jù)相關(guān)研究，溫度升高可能導(dǎo)致一些古代建筑材料受熱膨脹，引起結(jié)構(gòu)變形或損壞。高溫還有可能加速化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致油畫(huà)或壁畫(huà)顏料褪色。

全球性的氣候變化使得極端氣候事件發(fā)生頻率逐年升高，暴雨即是其中的典型代表。吳媛楓告訴筆者，洪水、颶風(fēng)等在一定程度上可能導(dǎo)致文化遺產(chǎn)遭受物理破壞，同時(shí)突然增加降水可能導(dǎo)致地下水位上升，帶來(lái)潮濕和霉菌生長(zhǎng)，從而損害文物。

她提到，濕度和溫度的變化會(huì)給微生物生長(zhǎng)提供環(huán)境，對(duì)有機(jī)材料制造的文物構(gòu)成威脅。而紫外線強(qiáng)度的變化可能對(duì)某些敏感材料造成損害，這尤其表現(xiàn)在彩繪和紡織品中。

她還介紹，從文化遺產(chǎn)類型來(lái)看，氣候變化不僅影響了以古建筑、壁畫(huà)、彩塑為代表的物質(zhì)文化遺產(chǎn)，同時(shí)也影響著非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，例如二十四節(jié)氣。

“隨著全球氣候變化，一些物候現(xiàn)象，如植物開(kāi)花、動(dòng)物遷徙等，可能提前發(fā)生，這與二十四節(jié)氣所反映的傳統(tǒng)物候特征可能不再完全吻合，二十四節(jié)氣對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指示功能也在弱化。”吳媛楓認(rèn)為，這些影響類型都表明，文化遺產(chǎn)保護(hù)工作需要綜合考慮氣候變化帶來(lái)的復(fù)雜挑戰(zhàn)，并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

對(duì)文保工作提出新要求

2021年10月，山西一場(chǎng)反常的強(qiáng)降雨讓王小龍記憶猶新。在那一場(chǎng)持續(xù)強(qiáng)降雨中，山西不少古建筑受到傷害。

“山西歷史上降雨量較小，是古建筑能保存至今的一個(gè)重要原因。”王小龍告訴筆者，突如其來(lái)的暴雨打了山西古建筑一個(gè)措手不及，大量古代建筑遭到雨水沖刷侵蝕困境。其中，受強(qiáng)降雨影響，山西平遙古城城墻84號(hào)內(nèi)墻發(fā)生局部坍塌，坍塌長(zhǎng)度約25米。

針對(duì)平遙古城墻“外磚內(nèi)土”的特點(diǎn)，文保人員采用改性夯土對(duì)城墻修復(fù)，大大提升了夯土的密實(shí)度、堅(jiān)硬度及防水性能。

王小龍介紹，水害是建筑遺產(chǎn)面對(duì)的最常見(jiàn)、破壞力最強(qiáng)的災(zāi)害類型之一。其對(duì)古建筑的破壞包括日常降雨帶來(lái)的屋頂滲漏、墻體和裸露木構(gòu)件潮濕，地表水、地下水帶來(lái)的墻根、柱腳潮濕。這些都有可能引起建筑木構(gòu)件腐朽、磚瓦構(gòu)件泛堿、夯土結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。另外，強(qiáng)降雨引發(fā)的洪水、泥石流、地基不均勻沉降會(huì)對(duì)古建筑造成更嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性損傷。

“雨水較少時(shí)，建筑可以及時(shí)排除濕氣；但連陰雨或者連續(xù)強(qiáng)降雨，可能導(dǎo)致材料劣化，引起局部歪閃、坍塌，甚至整體倒塌。”王小龍說(shuō)，近年來(lái)氣候變化，尤其是降雨增加，給文保工作帶來(lái)新挑戰(zhàn)，也提出了新要求。

為應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的不利影響，近年來(lái)各國(guó)政府和國(guó)際組織紛紛采取行動(dòng)。王小龍介紹，1992年聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)通過(guò)了《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》，為國(guó)際社會(huì)應(yīng)對(duì)全球氣候變化問(wèn)題制定了一個(gè)基本框架。2017年，聯(lián)合國(guó)教科文組織出臺(tái)《氣候變化問(wèn)題行動(dòng)戰(zhàn)略》，它對(duì)世界文化遺產(chǎn)的保護(hù)有著非常重要的指導(dǎo)作用。2021年，國(guó)際古跡遺址理事會(huì)年度會(huì)議通過(guò)了“文化遺產(chǎn)與氣候變化行動(dòng)”2021～2024三年科學(xué)計(jì)劃，以期完善氣候變化影響下的遺產(chǎn)保護(hù)工作體系。

我國(guó)2013年出臺(tái)的《國(guó)家適應(yīng)氣候變化戰(zhàn)略》，已涉及文化遺產(chǎn)相關(guān)內(nèi)容，要求“采取必要的保護(hù)性措施，防止水、熱、雨、雪等氣候條件變化造成旅游資源進(jìn)一步惡化，加強(qiáng)對(duì)受氣候變化威脅的風(fēng)景名勝資源以及瀕危文化和自然遺產(chǎn)的保護(hù)”。

國(guó)家文物局也在積極推進(jìn)應(yīng)對(duì)氣候變化工作，以保護(hù)文化遺產(chǎn)。具體舉措包括探索構(gòu)建文物防災(zāi)減災(zāi)體系，建立汛期文物災(zāi)情信息報(bào)告與應(yīng)急處置制度，對(duì)特定類型文物應(yīng)對(duì)極端氣候提出指導(dǎo)意見(jiàn)等。

數(shù)字技術(shù)提供解決方案

“保護(hù)文物的行動(dòng)，不僅在災(zāi)害之時(shí)，更在日常的每刻每時(shí)。下雨了防水，發(fā)生火災(zāi)了防火，這樣的應(yīng)急措施很重要，但并非長(zhǎng)久之計(jì)。”北京大學(xué)考古文博學(xué)院教授徐怡濤認(rèn)為，應(yīng)對(duì)氣候變化風(fēng)險(xiǎn)，除了要充分了解文物的自身材料性質(zhì)，還要結(jié)合其所處環(huán)境面臨的氣候變化趨勢(shì)及環(huán)境變化特點(diǎn)，開(kāi)展有針對(duì)性的保護(hù)工作。以古建筑的日常維護(hù)為例，平常做好一些不起眼的工作，比如屋頂拔草、更換個(gè)別椽子或門窗構(gòu)件、墻體抹灰、加固松動(dòng)的臺(tái)基、局部修補(bǔ)或更換風(fēng)化的地磚等，就能幫助古建筑延年益壽。

在王小龍看來(lái)，讓文化遺產(chǎn)免受氣候變化帶來(lái)的損害，需要全社會(huì)付出努力，更需要多部門、跨學(xué)科合作。同時(shí)，要不斷優(yōu)化文物保護(hù)政策體制機(jī)制，提升遺產(chǎn)抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力。

為了應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)文物保護(hù)工作造成的影響，近年來(lái)科技已經(jīng)起到了關(guān)鍵作用。譬如高光譜成像儀、光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)等高科技設(shè)備，能夠?qū)ξ奈镔|(zhì)地結(jié)構(gòu)、工藝信息等進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)分析，有利于深入發(fā)掘和全面認(rèn)知文物本體價(jià)值。在文物修復(fù)和展示方面，借助多圖像三維建模、3D打印等技術(shù)手段，可以高精度、快速獲取文物三維幾何數(shù)據(jù)，為修復(fù)工作提供幫助，促使文物恢復(fù)本來(lái)面貌，最大程度地保存其原始價(jià)值。

盡管人類的積極作為可以減輕氣候變化的影響，但是世界遺產(chǎn)本身的老化、劣化也難以人的意志為轉(zhuǎn)移。聯(lián)合國(guó)教科文組織國(guó)際自然與文化遺產(chǎn)空間技術(shù)中心副主任王心源認(rèn)為，數(shù)字化是延緩文化遺產(chǎn)老化甚至永久保存文化遺產(chǎn)信息的一個(gè)重要手段。

不久前，曾侯乙尊盤(pán)數(shù)字化復(fù)原成果發(fā)布，該成果運(yùn)用工業(yè)CT技術(shù)，首次獲取曾侯乙尊盤(pán)完整三維結(jié)構(gòu)模型，并通過(guò)數(shù)字化處理，制作三維數(shù)字化復(fù)原視頻。

作為我國(guó)迄今為止制作工藝最為復(fù)雜的青銅器，曾侯乙尊盤(pán)被考古界視為商周青銅器的巔峰之作。此次業(yè)界專家運(yùn)用工業(yè)CT技術(shù)對(duì)曾侯乙尊盤(pán)精準(zhǔn)三維掃描建模，清晰復(fù)原內(nèi)部結(jié)構(gòu)，走出了文物數(shù)字化之路。

“歷史文化遺產(chǎn)是不可再生、不可替代的寶貴資源。”王小龍認(rèn)為，數(shù)字技術(shù)為文化遺產(chǎn)保護(hù)和利用提供了全新的解決方案。它不僅可以更準(zhǔn)確地記錄、更完整地保存古建筑所蘊(yùn)含的信息，更為科學(xué)管理與深入研究提供了數(shù)據(jù)支撐，也可以提升文化遺產(chǎn)活化利用水平。

“復(fù)雜的氣候變化下，如何保護(hù)好歷史文化遺產(chǎn)，更好挖掘其多方面價(jià)值，使其融入當(dāng)下人們的生活，是當(dāng)代文保人面臨的課題。數(shù)字技術(shù)的廣泛運(yùn)用，為解決這一課題開(kāi)啟了新的空間，并且潛力無(wú)限。”王小龍說(shuō)。