马坚虹 张森茂

(1敦煌研究院 甘肃酒泉 736200；2敦煌二中 甘肃酒泉 736200)

美丽的敦煌莫高窟，被誉为“世界艺术画廊”。这里有数以千计的佛教艺术雕塑和总长约24km的古代精美佛教艺术壁画，是人类宝贵的文化遗产。1983年被联合国列入“世界文化遗产名录”。

在带领学生参观莫高窟的时候，我们发现：莫高窟的砾岩悬壁上是连绵不断的沙丘。有时，在刮风时还可以看到沙粒像细小的瀑布一样从崖壁上倾泄而下。这些流沙肯定是影响莫高窟安全的自然原因。那么，莫高窟的地理环境究竟是怎样的？这些流沙对壁画的危害究竟如何？人们又对此采取了哪些保护措施呢？带着这些问题，我们实地考察、了解了流沙对莫高窟的破坏及现在的防护措施。并访问了敦煌研究院的保护专家，对相关问题作了进一步了解和探讨。

一、风沙对莫高窟的危害调查

风沙对莫高窟的危害主要是对崖壁的风蚀危害、积沙危害和粉尘危害。

风蚀危害在窟区的崖壁上随处可见。在考察中，我们看到了风沙对洞窟围岩的吹蚀切割，造成了一条条风蚀缝隙，使不少地方的岩体和窟顶被剥蚀。同时，风沙还使一些露天壁画遭受磨蚀。因为风沙的磨蚀作用，现在我们已经很难看出这些露天壁画的原貌了。

积沙危害主要是流沙在窟区的堆积造成的压力危害和窟顶的堆积造成的沙壤积水危害。积沙危害是石窟坍塌、酥碱、起甲的主要原因。

粉尘危害主要是细小的沙粒随空气流动进入洞窟对洞窟内壁画的磨蚀，以及尘埃矿物的化学作用对壁画的影响（李最雄的论文中有提及）。莫高窟地处河西走廊西端，常年受内蒙古高压，干燥少雨。一方面，干燥的气候为壁画的长期保存提供了得天独厚的自然条件，另一方面，当地强烈的西北风、西南风将大量的沙物质输送到窟区，且携带砂粒、尘埃进入洞窟，对露天壁画和窟内壁画造成严重危害，大气颗粒物已成为洞窟微环境的主要污染物之一。敦煌地区气象记录（19512009年）显示，20世纪50年代为沙尘天气高发期，年平均出现频次为154.7天，1953年沙尘天气最多，达到268.0天，之后逐年递减（赵德荣，2015）。因此，风沙灾害是莫高窟长久保存和科学保护所面临的主要环境问题之一。

二、莫高窟顶的沙丘是怎么形成的

敦煌莫高窟位于库姆塔格沙漠的东部边缘。这个沙漠面积位居我国八大沙漠第六位。由于敦煌受西北季风影响，同时沿阿尔金山——三危山是一个长期的风口地带，所以沿风口就形成了大量的流动沙丘。莫高窟顶的沙丘就是流动沙丘的一部分。长期以来，由于莫高窟四周被戈壁荒漠所包围，生态环境很脆弱，所以季风极大地促使流沙侵害莫高窟壁画。

在访问专家的过程中，专家拿出了上世纪四十年代，流沙覆埋莫高窟的历史照片。流沙覆埋的情景让我们感叹。专家告诉我们，今天莫高窟的景象是敦煌研究院七十多年来治沙保护的成效反映。

三、对莫高窟顶沙丘的调查了解

从南窟区沙坡上，我们上到了窟顶地带，这里离宕泉河谷的相对高度约50多米。莫高窟的洞窟就开凿在宕泉河的北崖上。这里是鸣沙山的缓坡地带，放眼望去，一座座流动的小沙丘迤逦而来，多数沙丘上长有灰白枝条的灌木丛，专家告诉我们这就是梭梭和白刺，它们的固沙作用很强。据我们观察这里一丛梭梭可以形成一个高1.5米、面积约为2m2的固定沙丘。但有的沙丘上的梭梭已经干枯了。在硬的戈壁上，有水流痕迹的沟壑，长有一些低矮的旱生植物。在这里我们感受到西北风裹挟了缕缕沙子迎面而来，又顺着河谷的方向吹去。这就是侵蚀莫高窟的流沙。通过采访专家，我们了解到，直接影响莫高窟的流沙面积约为20多平方公里，流沙治理的难度很大。因此，风沙灾害是莫高窟长久保存和科学保护所面临的主要环境问题之一。

四、对莫高窟防沙保护的调查

在南窟区顶，我们看到了一些被流沙掩埋的土坯矮墙，我们猜想这肯定与防治流沙有关。对此，我们做了观察和记录，在距离窟顶1000米的沙漠坡地和沙丘方向，我们看到有一条西南-东北走向的长长的红柳和白刺沙拐枣组成的人工灌木屏障和一条壕沟。与这条防护林带同向的戈壁上有一条长约1公里，高约2米的“A”字型尼龙网栅栏，更远的沙丘上还有泛着黄色的麦草压制的固沙方格。经专家介绍，我们才知道这就是莫高窟防沙保护的立体屏障。也了解了前人和研究院治沙工作的艰苦探索过程。

1.古人在洞窟的德功碑中，就有关于清理洞窟流沙和修建挡沙设施的记载，我们认为，沿窟的一些矮墙应该是古人防沙的措施。

2.1944年，敦煌成立了敦煌艺术研究所，以第一任所长常书鸿为首的石窟保护中的重点工作之一，就是开始清沙和防沙，他们付出了艰辛的劳动，保护了莫高窟的安全。

3.1961年开始，研究院的职工做了以修筑挡沙墙、碎石压沙的大规模防沙工作，现在我们还可以看到这些工程的遗迹。

4.1989年开始的综合防沙治沙工作，形成了由工程、植物、物理化学相结合的阻、固、输、导为一体的综合防护体系。

研究院保护所用PS材料对风化崖壁进行了化学加固，效果更好。

1989年和1990年，敦煌研究院又和联合国教科文组织及中科院寒、旱区环境研究所合作，对风沙规律进行深入探究，确定了“阻、固、输、导”的治沙方案。在窟顶戈壁上设立了“A”字形尼龙防护网，同时通过人工种植固沙植物形成了沙生灌木防护林带。

2002年，敦煌研究院保护所引进覆压麦草方格法固定流动沙丘，把麦草放到画的一米的边上，要竖着放在边上，然后再用特制的铁锹把麦草往地里扎，扎进沙地里，然后再用铁锹挖个像锅底一样的游涡。大大提高了风沙防治面积，减少了鸣沙山流沙的生成，效果良好。

2008年，莫高窟保护利用工程风沙防护工程开始（砾石铺压部分）实施。大面积砾石铺压在国内风沙防护工程中首次运用，施工工艺有待探索，本工程根据要求分阶段实施。由于本工程实施分为直接压盖和地面处理后压盖两个部分，且面积较大，施工时直接压盖划分为七个施工区域，阶段施工；地面处理后压盖工程划分为十个条带，按划分条带采用平行流水作业方法及合理的施工流向，地面处理后砾石压盖施工按照先易后难，先基础后面层的原则依次进行。

据我们了解，综合治理使窟区流沙得到了很好的治理，窟区流沙量减少了70%左右。

回顾总结莫高窟风沙危害的治理，按照各个阶段的主要特点及其存在的突出问题，我们将其归结为三个时期。

第一个时期：20世纪70年代，以清除洞窟积沙为主。这一阶段的主要特点是清除窟内和窟区积沙，在窟顶崖面及窟区等区域设置以阻为主的零星试验工程。例如，1951年前后，给100余个洞窟安装了门，清理了300余个洞窟及窟区的积沙。在窟前设置草方格沙障及种植防护林带，在窟顶崖面修筑挡沙墙、开挖输沙沟、扎设防沙栅栏等，但由于种种原因，防沙效果不佳，甚至一些工程措施由于设置位置不当造成新的隐患，后来被迫拆除。

第二个时期：从20世纪80年代初至90年代末。在窟顶安装了全自动气象站，开始对莫高窟区域环境要素特别是风况等进行系统监测。

第三个时期：从20世纪初至今，对莫高窟风沙危害有了新的认识。针对第二个时期出现的戈壁区尼龙网栅栏两侧严重积沙、植物固沙规模过小等实际问题，在窟顶南端开挖输沙沟，开始探索进一步扩大固沙范围，在林带前沿设置高立式尼龙网栅栏，开展草方格沙障固沙试验研究。1999年，在窟顶鸣沙山前缘，继续采用滴灌技术栽植梭梭、柠条等5种沙生植物，使植物固沙面积进一步扩大。然而，由于林带前缘没有任何防护措施，在阻固流沙进入窟顶戈壁带的同时，造成灌木林带内积沙较多，滴灌设备与幼苗被流沙掩埋。因此，2002-2003年，在灌木林带前沿设置了草方格沙障，并取得突破性进展。

五、对窟区沙生植物的调查和我们的建议设想

在调查活动中，我们还重点考察了窟顶戈壁沙漠的植物种类和群落。天然植物主要有红柳、沙拐枣、梭梭、白刺、羽叶三芒草、猪毛菜。红柳比较稀少，沙拐枣、梭梭、白刺的群落分布也很稀疏，但它们的固沙能力很强。另外，羽叶三芒草在可以积水的沙洼里有分布。

通过我们的观察和与治沙专家的交流。我们设想：如果在治沙方格中种植羽状三芒草，应该对固定流沙有很好的作用，因为我们在麦草方格中见到了存活的三芒草。同时，如果在两条林带之间人工种植容易生存的三芒草植物也可以减少贴地流沙的数量，不过这需要人工滴灌措施。我们的想法得到了专家的肯定。

通过这次考察活动，我们深深体会到，人与自然的和谐相处也需要“疏导”，科学也需要创新。科技创新活动为我们参加社会实践提供了良好的平台。