中國專題｜萬里長城竟然「有層皮」！為何會出現？專家紛關注

說起要保護建築物結構，一般會想到是用各式建材大維修。中國的一項空前龐大的建築——萬里長城，如何對抗風化，一直是文物保護領域的關注重點。過去若使用化學加固材料，有兼容性低而且有效期短等問題，據報一種名為「生物結皮」的天然生態層，已被證實能有效地加固長城牆體表層。類似的大自然寶貴資源，在全球文化遺產保護領域的應用亦愈趨廣泛。

「夯土長城」保留較多歷史原貌

大眾日常在旅遊廣告或北京看到的長城，多數是經過現代修復的部分。相較之下，中國西北的「夯土長城」(即以古法夯築的土牆)，則保留了較多的歷史原貌。這些由古人就地取材、以黃土分層壓實(或稱「夯實」)而成的土牆，歷經千年風雨，長期暴露於自然環境之中，正面臨表層風化和侵蝕等威脅。

藍藻地衣等與土壤顆粒膠結形成「生物結皮」

敦煌研究院、中國科學院西北生態環境資源研究院等單位，多年積累的野外調查結果，加上實驗對比以及深入分析，得出「生物結皮」有助加固長城牆體表層的結論。「生物結皮」是由藍藻、地衣、蘚類等微小生物，與土壤顆粒膠結形成的地表複合體。研究人員在野外調查中發現，在中國西北地區，「生物結皮」在夯土長城遺址表面覆蓋度高達67%，是保護長城的「活皮膚」。

「生物結皮」具防風固土之效

中國科學院西北研究院副研究員段育龍表示，「生物結皮」與長城遺址表面夯土基質(即古法土牆的泥土)天然融合，宛如一層薄薄的「皮膚」，兼具防風固土、減緩侵蝕、維護牆體穩定之效，「我們的研究表明，『生物結皮』具備自我維持與修復能力，與夯土材質(即古法土牆材質)高度兼容，堪稱理想的綠色保護材料」。

化學加固材料存在多種問題

歷經千年的長城，長期暴露於自然環境中，不少夯土長城面臨表層風化、裂隙擴張、牆腳被掏空倒塌等結構受損威脅，不僅破壞了長城的歷史風貌，更威脅其結構穩定性。敦煌研究院研究館員武發思認為，傳統岩土工程加固技術已為長城的結構安全打下堅實基礎，但化學加固材料在防風化方面存在兼容性低、有效期短等問題，部分材料在硬化後可能降低表層透氣性，導致鹽分積累。有見及此，研究人員轉向自然生態智慧，探索文物及生物群落和諧共生的綠色保護技術。

「生物結皮」表面如「防護傘」

研究團隊透過大量對比觀測，發現「生物結皮」對長城的保護就像「多面手」，表面如「防護傘」，緩衝雨滴擊濺，結構如「透氣雨衣」，既能阻隔雨水滲入，同時保持牆體透氣，讓水氣自由蒸發；內層更以絲狀藍藻、菌絲及苔蘚假根交織成網，緊緊「縫合」土體，大幅提升其承重與防斷裂能力，令牆身在面對風雨時更加「柔韌」。

研究人員指，中國夯土長城和世界範圍廣泛分布的土遺址，長期面臨表層風化等威脅，探索綠色、長效的保護技術，已成為文物保護領域關注的熱點問題。對於「生物結皮」等發現，中國科學院西北研究院研究員賈榮亮表示，「這些源於大自然的寶貴資源，為長城保護帶來了新的科學啟迪」。

自然方案在全球文化遺產保護應用趨廣泛

綠色、環保、生態、可持續的保護理念，已逐漸成為文物保護的共識。近年基於自然解決方案的理念，在全球文化遺產保護領域的應用愈趨廣泛，例如英國牛津大學利用植物軟覆蓋技術保護城牆遺址；敦煌研究院分別與中國科學院西北研究院、四川省文物考古研究院合作，嘗試借用生態方法，保護甘肅通渭戰國秦長城，以及四川廣漢三星堆遺址。

致力構建「人工結皮繁育與接種技術」

研究人員表示，將在現有基礎上進一步放大「生物結皮」的保護效能。針對自然條件下生物結皮拓殖需數年至數十年的瓶頸，團隊正借助人工培育及接種技術深入探索，致力構建「人工結皮繁育與接種技術」體系，力爭縮短「生物結皮」的自然形成周期。與此同時，研究團隊正全面調查不同氣候區的長城，利用基因分析技術，篩選出具備保護功能的關鍵菌群，全面評估其科研與保育價值。

「生物結皮」並非百利而無一害

「生物結皮」彷彿是「夯土長城」的天然救星，但原來它並非「有百利而無一害」。研究人員指，在半濕潤及濕潤區域，過剩的水分可能導致植物過度生長，引發根系破壞牆體；而「生物結皮」亦會吸引螞蟻、蚯蚓等小型動物，造成結構上的額外破壞及干擾。賈榮亮表示，專家們將結合遙感(即衛星和航拍探測)與地面觀測，追蹤「生物結皮」的動態，精準捕捉其保護以及破壞夯土長城的臨界點，以便在最準確的時機出手干預，防止這層「活皮膚」由保護古蹟變成破壞古蹟。

從「與自然對抗」走向「與自然共生」

從傳統的化學加固到如今的「生物結皮」，長城的保護思路正從「與自然對抗」走向「與自然共生」。這層由微小生物織就的「活皮膚」，不僅拉近古老文明與現代科技的距離，更展示了生態智慧在文化遺產保育中的巨大潛力。未來的文物保護工作將是一場更精密的科技與生態博弈，透過精準的動態監測與及時干預，方能讓這些大自然的守望者，在不傷及古蹟風貌的前提下，繼續陪伴夯土長城走過下一個千年。