在我國文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域的首個(gè)多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗室，1:1基于傳統工藝制備的夯土墻體試驗樣品正在經(jīng)歷“太陽(yáng)”的照射。“太陽(yáng)”由9盞架設在屋頂的燈組成，經(jīng)過(guò)人工調節，一次照射周期就能模擬一輪太陽(yáng)的東升西落。
“實(shí)驗室可以加速模擬漫長(cháng)而微妙的自然變化，幫助更快獲知長(cháng)城對不同環(huán)境的響應機制，以及對不同保護措施的耐候性。”敦煌研究院保護研究所副所長(cháng)裴強強說(shuō)。
這是敦煌研究院國家古代壁畫(huà)與土遺址保護多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗室的試驗場(chǎng)景。（受訪(fǎng)者供圖）
西北地區多以黃土夯筑長(cháng)城為主，在漫長(cháng)時(shí)光中，墻體根部掏蝕凹進(jìn)、墻面風(fēng)化剝落、裂隙發(fā)育等病害都在加速長(cháng)城的“衰老”。
“文物保護要從搶救性保護向預防性保護轉變，就必須搞清楚文物劣化的深層次機理。”敦煌研究院副院長(cháng)郭青林說(shuō)。
長(cháng)城體量大、周邊自然環(huán)境復雜，老一輩文物工作者在專(zhuān)注對長(cháng)城本體進(jìn)行“搶救”的同時(shí)，通過(guò)開(kāi)展小體量的室內實(shí)驗和足尺現場(chǎng)試驗積極探索預防性保護之道。國家古代壁畫(huà)與土遺址保護多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗室就是我國文物科技領(lǐng)域一次全新探索。
多場(chǎng)耦合，指模擬溫濕度、光照、降雨、降雪多因素時(shí)序性自然環(huán)境條件。裴強強介紹，實(shí)驗室從規劃到建成，前后歷時(shí)近15年，他們基于不同區域10年間的基礎氣候資料，分析總結提取了對長(cháng)城影響較大的極端天氣和氣候環(huán)境，并想方設法在實(shí)驗室實(shí)現模擬加載。
2020年底，多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗室正式投運。這個(gè)實(shí)驗室不僅具有時(shí)間可控、變量可控、條件可重復、能進(jìn)行足尺模型試驗等優(yōu)點(diǎn)，還能承載數噸重的大型土遺址樣品，可在較短時(shí)間內模擬土遺址長(cháng)期受自然環(huán)境影響出現的病害。
截至目前，甘肅省已經(jīng)突破并掌握了包括錨固灌漿加固技術(shù)、支頂加固技術(shù)、表面防風(fēng)化技術(shù)在內的一系列土質(zhì)長(cháng)城保護關(guān)鍵技術(shù)，并形成了一整套成熟的保護理論和工藝技術(shù)規范。針對根部掏蝕土遺址病害發(fā)育機制與穩定性問(wèn)題，多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗室獲得了相關(guān)理論性指標。
這是9月11日在敦煌研究院國家古代壁畫(huà)與土遺址保護多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗室冬季倉拍攝的正在試驗中的土遺址監測樣品。新華社記者張智敏攝
裴強強介紹，目前長(cháng)城保護修復最大的難點(diǎn)還是對古代傳統工藝的科學(xué)認知。
萬(wàn)里長(cháng)城“因地制宜”建造，在千百年中矗立不倒，其背后體現了古人獨特的建造智慧。
甘肅東西綿延1600多公里，從東向西，土壤中沙子、石頭逐漸增多，土壤黏性逐漸降低。古人便利用紅柳、蘆葦等植物為長(cháng)城“加筋”，通過(guò)植物的拉接力提高墻體的整體穩定性。長(cháng)城的營(yíng)造技術(shù)可以形容為傳統夯筑工藝的“升級版”。
裴強強說(shuō)，古代技藝的傳承主要依靠工匠口口相傳，沒(méi)有留下詳盡的文字資料，科研人員只能通過(guò)分析試驗來(lái)模仿、模擬。比如，相傳在夯土中加入粥漿、羊桃藤、紅糖水等物質(zhì)，可增加墻體強度。他們也用試驗證實(shí)了它們的作用，但具體的配方、工藝仍需摸索。
在與多場(chǎng)耦合環(huán)境模擬實(shí)驗室相距不遠的另一座實(shí)驗室里，記者還看到許多不同的夯錘和各種圓柱狀的夯筑樣品。
“我們在無(wú)限趨近長(cháng)城建造的真相，但總有距離和困惑。”裴強強說(shuō)，未來(lái)他們希望通過(guò)研究試驗，不斷構建不同區域環(huán)境下長(cháng)城建造技藝的指標性理論，深化對長(cháng)城建造智慧的認識。
這是5月17日在甘肅省嘉峪關(guān)市拍攝的懸壁長(cháng)城（無(wú)人機照片）。新華社記者陳斌攝
2022年9月，明長(cháng)城西端起點(diǎn)所在的嘉峪關(guān)在實(shí)施一項長(cháng)城保護修繕工程中，融合運用了研究性修繕理念。在修繕中，文物工作者除了在長(cháng)城表面滲透PS材料（一種高模數的硅酸鉀溶液）進(jìn)行加固外，還實(shí)施了紅柳麻絲加筋、麻撮加筋、草泥抹面、夯筑砌補等傳統工藝保護措施。
甘肅省文物局副局長(cháng)仇健說(shuō)，當前長(cháng)城保護正由注重搶救性保護向搶救性與研究性、預防性保護并重轉變。（記者何問(wèn)）
(責任編輯：陳冬梅)
