科技日报记者 韩荣
在全球气候变化加剧的背景下，极端天气、自然灾害和生态失衡对文化遗产的威胁日益严峻。根据联合国教科文组织的数据，全球六分之一的文化遗产正面临气候变化的威胁。
当气候变化与古建筑保护“狭路相逢”，文明在风雨中该何去何从？日前，第一届气候变化下古建保护与可持续发展国际论坛在山西太原举办，相关专家对此展开讨论。
气候危机下的“脆弱文明”
2021年10月，山西一场反常的强降雨令山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院副院长安海记忆犹新。
在那场持续强降雨中，山西共有1783处文物受到影响，其中世界文化遗产平遥古城61处城墙发生坍塌。经检测，平遥古城夯土城墙的水分含量达到20%至25%。国家文物局的专家检查后认定，坍塌由自然灾害造成。
近年来，气候变化已成为威胁世界遗产最重要的因素之一，其中极端天气气候事件带来的破坏尤为直观和剧烈。以暴雨为例，持续的强降水一旦发生，即使单日降水量不大，也很可能导致古建筑的屋顶渗漏、墙体开裂、地基沉降，甚至影响整体结构的稳定性。
此外，如果降水后出现高温和暴晒等天气，就会导致温湿度剧烈变化，还会加速建筑材料的老化，致使彩画及油饰开裂。而湿度的增加也会促进霉菌的生长和生物病害的增多，导致古建筑构件霉变。
另一方面，气候变化还会导致一些有害生物的繁衍，对古建筑产生影响。“在山西，威胁古建筑的生物有蛀虫、木蜂等。在潮湿的环境下，这类病害虫害可能损坏木构件、壁画、砖塔等文物，其影响同样不容忽视。”安海说。
事实上，不仅是极端天气短时间的冲击会威胁古建筑的安全，长时间内气候的缓慢变化，同样会在不知不觉中逐渐损伤文物。科学研究表明，全球平均温度每升高1摄氏度，木材强度下降20%至25%，石材风化速率加快30%。而我国古建筑中70%以上为木构或夯土建筑，对气候波动尤为敏感。
“如果说突发的极端天气扮演了古建筑‘显性杀手’的角色，那么长期气候波动的‘隐性侵蚀’机制对古建筑则更为隐蔽，却同样致命。”中国文化遗产研究院研究员詹长法日前在接受科技日报记者采访时透露，在不同的时间尺度上古建筑受气候影响的问题也不同。
在1年到3年内的短期尺度上，主要问题是由季节性湿热波动引起的霉变、漆膜鼓起以及小范围的结构变形。而在5年到10年的中期尺度上，则可能出现结构性裂缝、饰面的大面积退化或材料性能的下降。10年以上的长期尺度，很可能会导致整个建筑群体的生态稳定性被打破，例如地基下沉、排水系统紊乱以及群体格局逐步被破坏等问题。而在更宏大的时间尺度上，温湿度循环正悄然改写古建筑的物质基因。
詹长法举例说，近年来甘肃敦煌莫高窟壁画在暖干化趋势下，地仗层中的石膏晶体因反复吸湿脱水产生应力，导致酥碱病害以每年2%的速度迅速扩散。而在我国沿海地区，盐雾侵蚀对古建筑更为致命。詹长法告诉记者，近年来福建土楼的青砖在盐溶液长期渗透后，硫酸钠结晶在孔隙内产生膨胀应力，导致砖体表面酥粉剥落，青砖强度下降约40%。
据行业部门统计，21世纪以来，我国约有十分之一的登记保护建筑遗产逐渐消失，每年约有2000处建筑遗产消失。
应对危机：从被动修复到主动守护
“气候变化为文化遗产保护工作带来了新的挑战，文物保护应从被动修复转向主动预防。”联合国教科文组织国际自然与文化遗产空间技术中心副主任王心源研究员指出，古建筑历经多年风雨侵蚀，要为其延年益寿，就需具备“治未病”的理念。
近年来，浙江杭州良渚古城遗址在这方面做出了有益的实践。日前，在良渚古城遗址公园的南城墙遗址点，工作人员使用喷壶往墙面上喷洒一种专门研发的纯天然植物精油。
杭州良渚古城遗址世界遗产监测管理中心的工作人员高海彦介绍，这种纯天然植物精油是中心与浙江大学文物保护材料实验室为良渚遗址量身定制的“护肤品”，可有效抑制苔藓和微生物的生长。
“良渚遗址的主要建筑材料是土，而当地的气候条件冬季阴冷、夏季高温、潮湿多雨，会对遗址本体造成开裂、坍塌、粉化等多种病害。”高海彦解释道，多年来良渚遗址管理部门持续与多所大学和科研机构合作，研究为良渚遗址“延年益寿”的良方，开展多学科会诊。
“古建筑保护工作应具备风险意识，而不是仅关注某个具体的故障处理。”在王心源看来，面对气候危机，我国文物保护正经历从“亡羊补牢”到“未雨绸缪”的转变，而关键就在于因地制宜的科技创新。
在干旱的西北地区，风蚀问题长期威胁着当地环境。为了加强对敦煌石窟的保护，当地采用了一种创新的“硅烷渗透+生态固沙”组合技术：首先，在崖体表面喷涂纳米硅烷保护剂形成憎水膜，能使风蚀速率降低60%。与此同时，当地还在石窟周边种植耐旱植被，构建防风固沙带从而降低风速。
在湿热的南方地区，难题常源于“水”，为此在古建筑保护上则侧重于“呼吸型保护”。以苏州园林为例，其假山石通过荧光碳点示踪技术检测渗流路径后，采用“石墨烯改性环氧树脂”进行裂隙填充。这种方法不仅保持了石材的透气性，还将盐结晶破坏的概率降低了70%。
尽管近年来古建筑保护在科技创新的赋能下取得一定的成绩，但詹长法坦言，实现古建筑的全面预防性保护仍任重道远。
一方面，我国针对古建筑的基础数据不足，许多古建筑甚至缺乏基本的病害记录和气候变化曲线，这使得难以进行长期趋势判断。
另一方面，我国在专业文物保护人才方面仍然相对匮乏。詹长法认为，预防性保护需要既懂技术、材料，又精通修复理论的人才，但目前这类复合型人才依然短缺。
“从‘抢救性修复’转向‘气候适应性维护’，还有很长一段路要走。但可以确定的是，加强监测与风险评估、加强人才培养与技术创新无疑是必经之路。”詹长法说。
文保呼吁构建全生命周期防护系统
在山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院院长路易看来，在极端气候频发的今天，古建筑需要的不仅是修复，更需要“主动适应”的韧性。
那么何为韧性保护体系？应该建设怎样的古建筑韧性保护体系？
王心源介绍，韧性保护体系是指在面对外部冲击时能够快速反应和弹性调适的风险治理体系。构建韧性保护体系不仅要充分利用空间信息技术的监测、预测分析能力，增强文化遗产本体的韧性，还要加强文化遗产本体与赋存环境的关系研究，联系过去全球变化与社区可持续发展的研究，增强文化遗产赋存环境的韧性。
作为一种更为科学、系统的防护体系，韧性保护体系也对文物保护工作提出了新的要求。
“气候变化并非在挑战我们的修复能力，而是在挑战我们应对变化的能力。”詹长法指出，构建古建筑的韧性保护体系，首先应将古建筑防护工作前置。在日常工作中，文保工作者不仅需要对古建筑进行持续监测、记录数据并建立模型，还需构建全过程干预机制，从日常的环境监测、材料健康评估，到修复后的跟踪反馈，形成完整的闭环。
其次，需要整合现有的文物保护体系，建立跨领域的协作平台，在统一规范标准的同时，实现数据互通与资源共享，推进各相关部门之间的机制协同。
最后，应扩大文物保护工作的参与维度。詹长法认为，文物保护不能仅依赖政府力量，科研院所应提供技术支持，高校需建立文化遗产科学保护综合交叉学科，以培育专业人才。通过“传统智慧+现代科技”的融合模式，构建跨学科、跨区域的协同机制，这将成为应对气候挑战的核心路径。
“古建筑不是活在过去的老物件，它们是在当今复杂世界中持续呼吸的文化生命体。要想让它们活得长久、站得稳固，我们必须为它们建立一套‘全生命周期’的防护系统。”詹长法说。
