中国科学家汲取自然智慧探索长城绿色保护

夯土长城的风化防护，一直是文物保护领域关注的重点。如今，一种名为生物结皮的天然生态层被证实能够有效加固长城墙体表层。

这一结论基于敦煌研究院、中国科学院西北生态环境资源研究院等单位多年积累的野外调查、实验对比和深入分析，成为长城科学保护体系中的重要依据。

生物结皮是由蓝藻、地衣、藓类等微小生物与土壤颗粒胶结形成的地表复合体。研究人员在野外调查中发现，在中国西北地区，生物结皮在夯土长城遗址表面覆盖度高达67%，成为保护长城的“活皮肤”。

“我们的研究表明，生物结皮具备自我维持与修复能力，与夯土材质高度兼容，堪称理想的绿色保护材料。”中国科学院西北研究院副研究员段育龙介绍，生物结皮与长城遗址表面夯土基质天然融合，宛如一层薄薄的“皮肤”，兼具防风固土、减缓侵蚀、维护墙体稳定之效。

历经千年的长城长期暴露于自然环境中，不少夯土长城面临表层风化、裂隙扩张、掏蚀坍塌等病害威胁，不仅破坏了长城的历史风貌，更威胁着其结构稳定性。

敦煌研究院研究馆员武发思认为，传统岩土工程加固技术已筑牢长城结构安全屏障，但化学加固材料在防风化方面存在兼容性低、有效期短等问题，部分材料固化后还可能降低表层透气性，导致盐分积累。为此，研究人员转向自然生态智慧，探索文物与生物群落和谐共生的绿色保护技术。

研究团队通过大量对比观测发现，生物结皮对长城的保护就像“多面手”，表面如“防护伞”，缓冲雨滴击溅，结构如“透气雨衣”，阻渗却不挡水汽；内层更以丝状蓝藻、菌丝和苔藓假根交织成网，紧紧“缝合”土体，大幅增强夯土的抗压、抗剪与抗蚀性能，让墙体在面对风雨时更加“柔韧”。

研究人员介绍，中国夯土长城和世界范围广泛分布的土遗址长期面临表层风化等病害威胁，探索绿色长效的保护技术成为文物保护领域关注的热点问题。

“这些源于大自然的宝贵资源，为长城保护带来了新的科学启迪。”中国科学院西北研究院研究员贾荣亮说。

近年来，基于自然解决方案的理念在全球文化遗产保护领域得到更广泛应用。比如，牛津大学利用植物软覆盖技术保护城墙遗址；敦煌研究院分别与中国科学院西北研究院、四川省文物考古研究院合作，尝试借用生态手段保护甘肃通渭战国秦长城和四川广汉三星堆遗址。

绿色、环保、生态、可持续的保护理念，已逐渐成为文物保护的共识。

研究人员表示，将在现有基础上进一步放大生物结皮的保护效能。针对自然条件下生物结皮拓殖需数年至数十年的瓶颈，团队正借助人工培育与接种技术进行深入探索，着力构建“人工结皮繁育—接种技术”体系，力争缩短自然形成周期。同时，他们正开展跨气候带长城结皮普查，借助宏基因组学识别关键功能菌群，并量化评估其多重作用。

研究人员同时指出，生物结皮并非“有百利而无一害”。在半湿润及湿润区，过湿环境可能诱发植物旺盛生长及根系破坏；此外，生物结皮吸引蚂蚁、蚯蚓等小型动物的活动也可能产生额外的扰动。

“我们计划建立长期监测体系，结合遥感与地面观测，追踪生物结皮演替动态，精准捕捉保护与破坏功能切换的临界节点。”贾荣亮说。