環(huán)境因素對文物考古的影響

王保東

文物是歷史遺留下來的文化瑰寶，是各個歷史時期發(fā)展的見證，對歷史事件、人物和社會關系具有重要體現(xiàn)價值。文物出土后，如何保護文物考古環(huán)境，成為從業(yè)者的一個關注要點。文章從環(huán)境因素對文物的影響入手，介紹了可視化技術在文物考古領域的應用，并總結(jié)出文物考古過程中的環(huán)境保護策略。

文物是人類社會發(fā)展的產(chǎn)物，主要是歷史時期人們在生產(chǎn)和生活中留下來的遺物、遺跡。通過文物考古，能還原真實的歷史場景，了解古人的社會活動;能帶領人們走進歷史事件和靠近歷史人物，了解他們的社會關系;還能揭示人類社會的發(fā)展規(guī)律，指引當代社會健康發(fā)展。然而，面對經(jīng)濟社會的發(fā)展，環(huán)境污染問題也在加重，成為文物損壞的一個重要原因。好在人們的考古保護意識不斷提高，對于考古活動和生態(tài)環(huán)境兩者的相互關系更加明確。

環(huán)境因素對文物的影響

酸雨的主要成分是硝酸、硫酸，來源于人們生產(chǎn)生活中的二氧化硫、氮氧化物，他們排放到大氣中發(fā)生理化反應，在水、雪、霧的作用下最終形成酸雨。酸雨具有一定腐蝕性，對于文物尤其是石質(zhì)古建筑會造成嚴重破壞。以四川樂山大佛為例，在30年酸雨作用下，風化剝蝕速率達到0.2 g/h·m2。另外，酸雨滲入地下，會對土壤和地下水造成破壞，間接影響地下文物，因存放環(huán)境改變，導致文物的老化速度加快。

不論是地表水還是地下水，一旦發(fā)生污染，水體中的酸性、堿性、有機污染物含量明顯增高。未經(jīng)處理的污水排放后，會對地質(zhì)環(huán)境造成影響，直接影響文物的開發(fā)和貯藏。其中，以墓葬、化石、陶器、瓷器為代表，受水污染影響最嚴重，不僅降低了文物的質(zhì)量，還會影響整體感觀。

部分文物在光輻射作用下，其表面老化速度加快，會縮短文物的貯存時間。例如木質(zhì)建筑物、字畫、壁畫、絲綢制品等文物，在可見光的作用下，或多或少會破壞文物的結(jié)構分子，這也是展廳內(nèi)不許人們使用閃光燈拍照的原因。太陽光中有藍光、紫光、紫外線等，和一氧化碳、碳氫化合物反應，會生成醛類有機污染物，是造成文物侵蝕的原因之一。

地下水對文物的影響，除了上文提及的水污染以外，地下水位波動也會帶來一些影響。例如：地下水位升高，土壤環(huán)境的濕度增大，會對文物產(chǎn)生侵蝕作用;地下水位降低，易引起地表沉降、塌陷，也會對文物造成破壞。從具體案例來看，因地下水位升高，埃及獅身人面像受到侵蝕，基座和主體均發(fā)生剝蝕現(xiàn)象。因地下水位降低，我國西安多處文物的安全受到威脅。

秦始皇陵兵馬俑被譽為“世界第八大奇跡”，剛完成制作的兵馬俑顏色豐富，主要使用朱砂、石綠、石青、紫色硅酸銅鋇、密陀僧、炭黑、磷灰石等色彩原料。長時間埋在土中，因為和氧氣隔絕，因此色彩保持較好。但是，受限于技術條件，出土后15秒內(nèi)就會氧化，幾分鐘后發(fā)生脫水、卷曲、甚至剝落，原本的彩傭變成了灰傭。研究發(fā)現(xiàn)，兵馬俑底層的主要成分是中國生漆，但生漆對空氣濕度異常敏感，挖掘出土時離開濕度極高的地下環(huán)境，從而造成嚴重破壞。

可視化技術在文物考古領域的應用

可視化技術是利用計算機對數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)化為圖形、圖像展示出來，而且圖形圖像是可以觀察、測量的。在目前文物考古工作中，常用的可視化技術有：

固定翼航拍技術。對大型遺址進行保護，可采用固定翼航拍技術。先垂直俯拍，利用專用軟件進行數(shù)據(jù)分析，可繪制出遺址保護區(qū)域的圖像。工作人員根據(jù)圖像，就能規(guī)劃建筑控制地帶，并根據(jù)需求對圖像比例放大縮小，為保護工作提供便利。以山東龍興寺遺址保護項目為例，固定翼航拍技術的應用，加快了規(guī)劃工作進程。

三維掃描重建技術。對古生物、器物的外貌進行復原，主要采用三維掃描重建技術。相比于傳統(tǒng)的三維掃描儀，該技術不僅能獲得目標的三維數(shù)據(jù)，而且建模效率高，自帶精細貼圖，但精度方面尚存在改進空間。

圖像采集技術。對文物進行數(shù)字化處理，可采用圖像采集技術，它是測量繪圖和三維模型技術相結(jié)合的成果。針對大型遺物，進行遠近結(jié)合多視角拍照，其中遠距離大視角照片確定形狀，近距離照片增加細節(jié);針對小型遺物，進行多角度環(huán)繞拍照，一般器型越復雜，照片拍攝角度就越多。以吉林大學文物保護實驗室為例，大到佛像，小到陶器、瓷器和石器，在三維建模和數(shù)字化建檔方面均有嘗試，而且取得了良好的效果。

虛擬現(xiàn)實技術。在文物修復和展覽方面，虛擬現(xiàn)實技術可調(diào)整不同視角、視距，將遺物生動、立體、直觀地展示出來。考古遺址現(xiàn)場虛擬展示，可以還原發(fā)掘現(xiàn)場，實現(xiàn)人機互動，為游客帶來良好體驗。

文物考古過程中的環(huán)境保護策略

面對田野考古工作，環(huán)境保護方法包括：將環(huán)保理念貫穿在田野調(diào)查到挖掘完畢的全過程。工作人員在保護文物的同時，注意考古區(qū)域及周邊環(huán)境的保護，規(guī)范每一個工作環(huán)節(jié)，避免出現(xiàn)環(huán)境破壞的行為。考古挖掘工作前，要進行充分的調(diào)查分析，了解文物的基本情況，包括材質(zhì)、外觀、性能、歷史時期等。文物所處的環(huán)境，包括地質(zhì)、地形、水文、土壤理化性質(zhì)等。完善的調(diào)查資料，能為挖掘工作提供數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)考古和環(huán)保的雙贏。制定科學可行的挖掘方案，既要考慮到地表土層的理化特點，又要注重生態(tài)平衡，盡量恢復原來的土層和環(huán)境狀態(tài)。根據(jù)不同的文物，選擇不同的保存方式，常見如回填保護、露天展覽、建設博物館等。

對于文物遺址，環(huán)境保護的關鍵是采用針對性的保護方法。如果是分散性的文物，可以建設展館展廳;如果是大型遺址，可以建設古遺址公園。我國地域廣闊、歷史悠久，大型遺址類型多樣，具有數(shù)量多、年代遠、分布廣的特點。對于大型遺址的保護，既要保護成果、又要惠及社會，建設古遺址公園就是一種能兼顧遺址保護和生態(tài)環(huán)境的方法。例如：將古遺址公園建設在城郊接壤區(qū)域，既能為城市增加綠地，又能輻射到周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，納入到城鎮(zhèn)建設規(guī)劃中，為人們提供觀賞休閑場所，同時達到環(huán)境保護的目標。

文物考古工作中，制定全面保護規(guī)劃，應結(jié)合《考古勘探工作規(guī)程》《考古發(fā)掘管理辦法》《國家文物局關于進一步加強考古管理的意見》等規(guī)范要求，綜合考慮經(jīng)濟狀況、建設方案、文物調(diào)查結(jié)果，來制定保護規(guī)劃方案。制定保護章程時，根據(jù)不同級別的生態(tài)環(huán)境保護區(qū)，有針對性、有目的地開展保護工作。

文物考古遵循生態(tài)原則，應樹立環(huán)保理念，認識到考古和環(huán)境之間的相互作用，編制考古發(fā)掘方案、進行田野發(fā)掘時，均要將環(huán)境保護放在首位，尊重自然、熱愛自然，人為活動要符合自然發(fā)展規(guī)律。要對工作人員進行教育，以“保護為主、搶救第一、合理利用、加強管理”規(guī)范自己的行為，減少垃圾和廢物的產(chǎn)生量，減少噪音污染，最大程度上降低對生態(tài)環(huán)境的影響。還要監(jiān)督考古工作的進展，采取必要的監(jiān)測技術手段，分析評估考古活動對自然帶來的影響，并采取針對性的保護措施。

文物考古工作的開展，除了文物保護部門以外，還會涉及環(huán)保部門、當?shù)卣翱蒲袡C構。相關部門之間加強協(xié)作，按照規(guī)定章程開展作業(yè)，保證流程公開、公正、透明，提高工作效率，避免出現(xiàn)徇私舞弊現(xiàn)象。即在環(huán)保部門的監(jiān)督下，考古發(fā)掘工地標準化和規(guī)范化建設，設置必要的圍擋和標識，合理布設臨時道路、堆土場、衛(wèi)生間、臨時庫房等設施。如果是重要的考古發(fā)掘項目，還要配置現(xiàn)場保護移動平臺，確保重要出土文物得到及時妥善的保護和處理。在當?shù)卣膮f(xié)助下，出土文物、標本和各類記錄資料建檔保管，鼓勵有條件的單位對公眾開放考古工地、考古工作站，開展形式多樣的公眾考古活動，發(fā)揮出文物的公眾教育作用。和科研機構展開合作，開展多學科、跨學科聯(lián)合攻關，不斷提升考古發(fā)掘工作質(zhì)量和科研水平。

文物考古和生態(tài)環(huán)境相互作用。其中環(huán)境對文物的影響，主要是酸雨、水污染、光輻射、地下水變化等。文章以固定翼航拍技術、三維掃描重建技術、圖像采集技術、虛擬現(xiàn)實技術為例，介紹了可視化技術在文物考古領域的應用，提出了文物考古工作中的環(huán)境保護策略。希望為實際作業(yè)提供參考，實現(xiàn)考古活動和環(huán)境保護的雙贏。

作者單位：甘肅省酒泉市肅州區(qū)博物館