浅谈敦煌莫高窟的保护

第1页共5页浅谈敦煌莫高窟的保护吴相石（中国矿业大学环境与测绘学院）摘要：本文首先介绍了敦煌莫高窟的相关信息，论述了敦煌莫高窟的现状，总结了敦煌研究院成立60多年来在文物保护方面取得的成就与经验，提出了敦煌莫高窟文物的保护方法，探讨了敦煌石窟利用和保护的新思路，并对未来敦煌石窟的保护研究工作进行了展望。关键词：世界文化遗产；敦煌莫高窟；文物保护；艺术复原1莫高窟的简介敦煌，位于我国甘肃省河西走廊西端，作为古代“丝绸之路”的重镇，迄今已有2000多年的历史。它总绾中西交通的“咽喉之地”，地当南北要冲。由敦煌出发，向东经河西走廊，可至汉唐古都长安、洛阳；向西经过西域（现我国新疆地区），可入中亚、西亚及南亚诸国，还可远达欧洲的罗马；向北翻过马鬃山，便是北方草原丝绸之路；向南越过阿尔金山，可接唐蕃古道。敦煌重要的地理位置，使它在欧亚文明互动、汉族和少数民族文化交融的历史进程中占有重要的地位。公元4-14世纪，古敦煌郡地区受到佛教和佛教艺术传播的影响，古代艺术家们在此建造了敦煌莫高窟、西千佛洞、肃北五个庙石窟、安西榆林窟、东千佛洞等一批石窟，我们统称为敦煌石窟，其中尤以莫高窟最为典型。举世闻名的敦煌莫高窟（DunhuangCaves）俗称千佛洞，被誉为20世纪最有价值的文化发现——“东方卢浮宫”，坐落在河西走廊西端的敦煌，以精美的壁画和塑像闻名于世。它始建于十六国的前秦时期，历经十六国、北朝、隋、唐、五代、西夏、元等历代的兴建，形成巨大的规模，现有洞窟735个，壁画4.5万平方米、泥质彩塑2415尊，是世界上现存规模最大、内容最丰富的佛教艺术圣地。近代发现的藏经洞，内有5万多件古代文物，由此衍生专门研究藏经洞典籍和敦煌艺术的学科——敦煌学。1961年，被公布为第一批全国重点文物保护单位之一。1987年，被列为世界文化遗产。2莫高窟的保存现状敦煌石窟已经过了千百年漫长岁月，由于受到了自然营力和人类活动的长期作用，使石窟崖体及壁画和彩塑遭到了不同程度的破坏。特别是明朝后期封闭嘉峪关后，敦煌便成为边荒之地，千年佛教圣地敦煌石窟为人遗忘，长达500年之久无人问津。任凭自然坍塌、风沙侵蚀、河水入渗、偷盗破坏和烟熏火燎。截止本世纪40年代初，敦煌石窟已是一派荒凉破败、病害累累，遭到严重破坏。仅就石窟病害而言，可分为以下几类：（1）崩塌第2页共5页石窟所在崖体结构不稳定，产生的横向崖边裂隙和纵向垂直裂隙，造成石窟崖体错落失稳，裂隙还为水分入渗与盐份运移提供通道，危及文物。（2）风蚀莫高窟位于鸣沙山东麓的崖壁上，由于西北、东北、西南多风向的作用，鸣沙山大量的沙物质进入窟区，造成每年达近3000立方米积沙，污染环境，影响景观；风沙掏蚀崖壁，造成崖壁危石，威胁洞窟安全；污染磨蚀壁画和彩塑，使表面颜料脱落，失去光彩，影响视觉效果。（3）渗水雨水冲刷崖壁，形成冲沟；大气降水从石窟上层薄顶洞窟裂隙入渗；在本世纪40年代以前，由于长期无人管理，莫高窟大部分下层洞窟埋在沙中，上面的雨水和对面河水灌入有积沙的洞内，使下层洞窟长期处于饱水沙的浸泡之中；水的渗入，导致岩体中可溶盐类运移，危及壁画。（4）退化各种原因使壁画和彩塑产生病害，造成其退化。主要有：(a)崖壁裂隙或其它原因使壁画地仗层与崖壁失去粘接，导致壁画局部空鼓，有的造成大面积脱落，甚至坠毁。(b)水分入渗，造成岩体中可溶性盐类的运移，使壁画地仗层酥碱，严重者壁画完全毁坏。(c)颜料用胶不当，导致壁画颜料层龟裂，状似鳞甲，甚至起片卷翅脱落，画面成了空白。(e)光照潮湿或颜料间的相互作用，致使壁画某些颜料变色，影响艺术魅力。(f)壁画颜料层的颜料颗粒逐渐脱落减少，造成画面色调晦暗，形象模糊，一些壁画作品失去了艺术魅力。(g)壁画生长霉菌，昆虫碰撞和遗留在壁画表面的排泄物，污染壁画颜料层，改变了壁画的原有面貌。(h)彩塑木质骨架的变质或者糟朽，导致四肢断折，肢体松动、倾斜甚至解体，严重者坠毁。(5)人为破坏(a)烟火熏燎形成的烟炱，污染画面甚至使画面完全变黑，无法辨认。(b)涂写刻画，损伤画面，破坏了壁画艺术的完整性。3莫高窟的保护3.1不平凡的保护历程敦煌研究院（前身为敦煌艺术研究所）自1943年成立开始，在常书鸿先生的带领下，开始了敦煌莫高窟的保护工作。修筑了850米的围墙，联接了部分无法达到的洞窟；清除了300多个洞窟的积沙，拆除了白俄在洞窟内搭建的土炕、土灶；对洞窟作了初步整理，少量洞窟还安装了门窗；设警卫股负责洞窟安全警卫。此外，进行洞窟编号，开始调查洞窟内容，撰写洞窟说明，带领游人参观讲解等。当时所做的各项工作，大体形成了现在的保护、研究、弘扬的基础。进入50年代以后，国之重宝的莫高窟，受到国家的特别关爱，列为第一批重点保护单位，屡次组织专家全面综合考察，根据现状和存在的严重病害，制订计划，拨出专款，展开全面抢救性修复。第3页共5页进入80年代后，实行了更有效地保护，在重视抢救修复的同时，也重视常规的保养维护；在重视保护莫高窟遗址的同时，也重视遗址环境的保护；在重视科学技术保护的同时，也重视通过实施管理措施的保护。这个时期，制订了莫高窟科学保护的长远规划，培养了科学保护的技术人才。充实了保护的科学手段，扩大了国内外的合作保护，加强了保护管理机构，采取了多项保护管理措施。这个时期，随着国家重视科技及科学技术的不断进步，莫高窟的保护工作也步入了一个新的发展阶段——保护时期。与此同时，适逢与美国盖蒂保护研究所和日本东京国立文化节开展国际合作保护的契机，对促进保护人才的成长，引进先进的技术和设备，推进科学保护工作，起了重要作用。这个阶段先后进行了工程阻沙、化学固沙、生物固沙相结合的综合治沙试验；全自动的气象环境监测与洞窟环境监测；壁画颜色无损监测；薄顶洞窟与破损崖体的观测与加固；壁画颜料变色机理探讨；壁画胶结材料的分析；壁画修复材料的评估；风化石质文物加固材料的应用；裂隙位移监测；石窟崖体与附加建筑物稳定性的研究；莫高窟窟区地震危险性分析；榆林窟危岩铆索加固与裂隙灌浆；壁画图象数字化处理及计算机存贮等。上述工作表明，保护工作进入80年代以来，保护已不限于抢救性修复，而是从遗址现状的全局着眼，以预防为主为原则，开展多学科综合研究。3.2多学科的综合性科学的保护科学和技术是做好文化遗产保护工作的基础，是最大限度延缓文化遗产寿命的必要条件。敦煌研究院针对莫高窟具有丰富信息和珍贵价值的独特性，及石窟和环境复杂构成的特点，长期坚持自然科学和人文社会科学的综合研究。一方面，通过人文社会科学的多种学科结合，开展敦煌石窟和敦煌文献的研究，对其所承载的信息和价值进行调查、整理、考证、解读，经过数十年的不懈努力，对敦煌和莫高窟历史、地理、艺术、内容、文化和佛教史进行了全方位的研究，取得了丰硕的成果。通过出版180多种专著，2600多篇论文，对莫高窟的历史、艺术、科技、社会等多元价值进行了全面揭示，为敦煌学研究和弘扬民族优秀传统文化做出了突出贡献，改变了敦煌在中国，研究在外国的局面。另一方面，通过自然科学多学科的结合和多层面的工作，开展对莫高窟及其环境的调查、分析、研究，主要有石窟窟区环境与洞窟内微环境的监测研究，砂砾岩风化机理研究，风沙危害和防治研究，壁画材质分析研究，壁画病害机理研究，壁画修复材料和砂砾岩石窟岩体裂隙灌浆材料筛选研究，土遗址保护研究等等，取得了一大批科研成果。这些成果逐步解决了石窟本体和其生存环境的依存关系，以及石窟本体为什么有病害，病害机理是什么，应采用什么材料和技术来加固和修复保护等一系列长期困扰敦煌石窟保护的难题。由于加强了科研，石质文物和土质文物的保护理论和实践都有了重大突破，深化了对石窟和周围环境及其现状和病害的认识，对疑难壁画病害的形成原因和机理研究取得了重要进展，创造性地研制出石质文物和土质文物的加固材料，初步探索出石质文物和土质文物的加固技术和工艺，从而使莫高窟和榆林窟的岩体加固、壁画和彩塑修复取得了较好的成效，使敦煌石窟及其环境得到了很好的保护，焕发了古老石窟昔日的光彩，并逐步形成以环境监测和保护、壁画分析和修复、石窟加固、石窟档案为内容的科技保护体系，使敦煌研究院在壁画和土遗址保护领域达到了国内领先水平，已成为我国石窟和土遗址文物保护的基地，并发挥了积极的辐射作用。3.3预防性的保护第4页共5页由于时序的单一方向性，表征着某个阶段人类文明活动的文物，其本身就具有唯一性和不可再造性，现代文明社会的快速发展又严重加剧了文物毁坏的程度，我们面临的难题是文物的不可替代性和其本身不可抗拒被毁坏的特质。而文物保护的目的就是延缓文物的衰老过程。因此，预防文物病害的发生就成了文物保护科学研究的更高目标。敦煌研究院通过二十年的艰苦探索和实践，使敦煌石窟的保护工作从原来的抢救性保护过渡到科学保护阶段。在这一过程中，我们深切体会到要真正扭转文物保护的被动局面，变被动为主动，必须在大量保护科研成果的基础上向全面、规范的预防性保护转化。预防性保护是国际文物保护的发展方向，是延长文物寿命所必须，是更主动、更积极的保护。为此，我们开展了预防性的保护项目，如“洞窟游客承载量”的综合研究项目，这个项目的提出是为了应对逐步升温的旅游压力、切实处理好文物保护与旅游发展的关系、预防不适当的开放给文物带来的破坏，采取缓解游客对洞窟造成压力的措施提供科学依据。又如为了抢救敦煌石窟珍贵的文物信息，使之得到永久真实的保存，国家科技部、国家文物局和甘肃省科委先后立项，将日新月异的计算机技术和数字技术应用到敦煌石窟文物保护工作中来，开展壁画图像数字化存贮与再现技术的科技攻关，美国梅隆基金会和美国西北大学也参与了该项目的合作研究，目前项目已取得突破性进展并付诸实施。敦煌石窟壁画彩塑的数字化，不仅永久保存了文物信息，还可为敦煌学研究提供准确和详细的信息资料，并可制作虚拟洞窟供游客参观欣赏，为缓解石窟开放的压力，保护壁画提供了技术保障。此外，我们还开展了“敦煌莫高窟环境演化与石窟保护研究”、“敦煌莫高窟及周边地区环境演化科普教育”，我们希望通过这些项目把认识文物赋存环境对文物保护的重要性提升到一个新的高度，同时也希望唤起全社会树立保护环境、保护人类珍贵遗产的意识。3.4利用和保护的新思路3.4.1敦煌石窟虚拟重现与漫游敦煌石窟虚拟漫游系统的设计目标是：具备基本的漫游功能，即自由控制漫游路线；具备局部对象的拾取、放大等处理功能，满足考古工作者和艺术工作者的需要；提供较高真实感的绘制，特别是在壁画的清晰度方面，要保证用户在接近壁画时仍具有一定的分辨率，提供面向游客的石窟漫游等。因为敦煌石窟彼此之间相互独立，用户在实际参观中某一时刻所关注的只可能是一个石窟，所以我们将各个石窟分别建模和漫游，并以外景漫游将它们有机地串在一起。这不仅为实现自由式的漫游提供了设计方便，而且在实际应用中，也可以方便研究人员开展工作。3.4.2壁画色彩复原与演变模拟敦煌壁画色彩复原的思路是：根据图像的主要颜色，自动将壁画图像划分得到几张单色图像；利用壁画的属性检索出与当前壁画相似的完好的壁画作为复原的参考壁画；同时应用敦煌传统用色知识，壁画风格知识、敦煌研究专家的经验知识，进行色彩复原推理；最后，利用变色演示技术，可以产生很多中间图像，逼真地模拟壁画演变的全过程，供敦煌色彩专家和文物保护专家参考。壁画复原演变模拟涉及的主要技术包括：色彩分层、色彩风格表达检索、类比推理、色彩协调映射等方面。通过浙江大学与敦煌研究院双方计算机与文物保护专家们的共同努力，已经基本完成了莫高窟第17、45、85、205、419窟中壁画与彩塑的数字化摄影与保存，第5页共5页并开发了包括莫高窟外景在内的石窟虚拟展示与旅游参观系统；另外，以第205窟的南墙壁画为重点，完成了壁画图像色彩的数字化复原与历史演变过程模拟。同时，还开发了支持石窟现场调查、病害标记、材料分析、环境监测与壁画修复等全过程的计算机辅助石窟保护修复辅助系统、能临摹创作敦煌风格图案的智能图案辅助设计系统。目前，我们正进一步加深对面向濒危文物保护的信息数字化关键技术研究开发，完善各个应用软件系统，并拟推广应用到其他遗址、文物的保