中国科学家汲取自然智慧探索长城绿色保护

先来聊个有意思的话题——长城，这个历经千年的超级地标，它的保护问题，尤其是夯土长城的风化防护，一直都是文物保护领域的硬骨头。好消息是，研究人员近些年发现，一种叫生物结皮的天然生态层，居然能有效加固长城墙体表层。这一发现来自敦煌研究院和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，已经成了长城科学保护的重要依据。

什么是生物结皮？简单说，就是蓝藻、地衣、藓类这些微小生物跟土壤颗粒黏在一起，形成的一层复合体。野外调查发现，在中国西北地区的夯土长城遗址上，这东西的覆盖率高达67%，简直是长城自带的一层“活皮肤”。

2025年10月21日，中国科学院西北研究院副研究员段育龙在秦长城渭源段采集生物结皮样品。新华社发

“我们的研究表明，生物结皮具备自我维持与修复能力，跟夯土材质高度兼容，几乎就是理想的绿色保护材料。”中科院西北研究院的副研究员段育龙这样解释。打个比方，生物结皮就像一层薄薄的“皮肤”，紧紧贴合在长城表面，既能防风固土，又能减缓侵蚀，墙体稳定性也跟着增强了。

话说回来，长城在户外风吹日晒了几千年，表层风化、裂缝扩张、掏蚀坍塌这些问题可不少。这不仅破坏了历史风貌，更威胁到结构稳定。

对于这些问题，传统的岩土工程加固技术已经能筑牢结构安全屏障。不过，化学加固材料在防风化方面往往有点“水土不服”——兼容性低、有效期短，有时还会降低透气性，导致盐分在墙体内积聚。所以，研究人员开始转向大自然的生态智慧，琢磨着能不能让文物和生物群落和谐共生，走一条绿色保护的路子。

2025年10月25日，敦煌研究院研究馆员武发思用红外热成像仪拍摄明长城永昌段生物结皮。新华社发

研究团队通过大量对比发现，生物结皮的保护作用像个“多面手”：表面像把防护伞，缓冲雨滴的冲击；结构又像一件透气雨衣，能阻渗却又不挡水汽；内层更是厉害，丝状蓝藻、菌丝和苔藓假根交织成网，把土体“缝合”得紧紧的，大大增强了夯土的抗压、抗剪与抗蚀性能，让墙体在风雨面前变得更“柔韧”。

实际上，不只是中国的长城，全球范围内大量土遗址都面临着表层风化的威胁，探索绿色长效的保护技术，无疑是文保领域的热点问题。

“这些来自大自然的宝贵资源，给长城保护带来了新的启迪。”中科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越来越普及。比如牛津大学用植物软覆盖技术保护城墙遗址，敦煌研究院也联合中科院西北研究院、四川省文物考古研究院，尝试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。

2024年11月28日，中国科学院西北研究院研究员贾荣亮在秦长城渭源段采集长城本体监测数据。新华社发

绿色、环保、生态、可持续——这套保护理念，正在成为文物保护界的共识。

当然，研究还得往前推。研究人员表示，接下来要着力放大生物结皮的保护效能。眼下有个瓶颈：自然条件下生物结皮拓殖需要数年到几十年时间，太慢了。所以团队正在探索人工培育和接种技术，构建“人工结皮繁育—接种技术”体系，争取缩短这个周期。同时，跨气候带的长城结皮普查也在展开，他们打算借助宏基因组学识别关键功能菌群，量化评估结皮的多重作用。

不过，生物结皮也不是万能的。在半湿润和湿润区，过湿的环境可能诱发植物疯长，根系反而会破坏墙体；结皮吸引来的蚂蚁、蚯蚓等小动物，也可能带来额外扰动。

“我们计划建立长期监测体系，把遥感跟地面观测结合起来，追踪生物结皮的演替动态，精准捕捉保护和破坏功能切换的临界节点。”贾荣亮研究员总结道。