我国石质文物保护研究进展——基于国家自然科学基金资助项目的分析

2019-04-23刘建成肖林芝谢振斌

文物保护与考古科学 2019年2期

刘建成，肖林芝，谢振斌

(1．四川省文物考古研究院，四川成都 610041； 2．广安市博物馆，四川广安 638500)

0 引言

中华民族具有五千余年连绵不断的文明历史，创造了博大精深的中华文化，留下了极其丰厚的文化遗产。其中，石质文物(包括石窟寺、石雕像、摩崖石刻和碑刻等)在我国历史文化遗产中占有极其重要的地位，具有历史悠久、分布面广、价值高的特点。截止2017年，国务院已公布七批全国重点文物保护单位总共4 296处，其中269处为石窟及石刻类石质文物。由于石质文物通常体量较大，多处于露天或半露天环境，往往不可移动，普遍存在水害、赋存岩体不稳定而导致的结构损伤破坏、本体污染、表面风化等问题。随着文物与周边环境不断交互作用，文物劣化情况日益加剧，亟待解决，石质文物保护成为重要的研究课题。近年来，相关科研机构在各级资助下针对石质文物保护开展了大量科研工作，其中国家自然科学基金资助尤其引人关注。

国家自然科学基金由国务院于1986年批准设立，由国家自然科学基金委员会负责管理，面向全国，坚持“支持基础研究，坚持自由探索，发挥导向作用”的战略定位，采取竞争机制，择优支持相关领域的研究人员开展自然科学基础研究工作[1]。国家自然科学基金是我国支持基础研究的主要渠道之一，由于其评审过程与经费管理体现了“公开、公正、公平”的原则，在科技界获得了崇高的声誉，被科研人员公认为国内最规范、最公正、最能反映研究者竞争能力的研究基金。三十年余来，国家自然科学基金有力地促进了我国基础研究持续、稳定和协调发展，发现、培养和吸引了一大批优秀青年科技人才，为推动和加快我国的科技发展、区域创新与国际合作做出了重要贡献。

目前国内学者对有关文物保护领域研究现状的梳理主要采用文献计量学的方法，通过对已发表论文相关要素进行统计分析，并且都集中于对文物保护材料的关注[2-4]，尚无专门对石质文物保护研究现状的梳理与统计。同时，由于文物保护领域涉及的国家自然科学基金较少，因而更难从国家自然科学基金的角度来梳理相关研究现状。

本研究统计了从国家自然科学基金设立以来所资助的有关石质文物保护研究的项目，通过对相关项目的认真梳理和总结，分析近来我国石质文物保护研究的学术轨迹，总结我国石质文物保护工作的重点、热点和发展趋势，以期为相关研究人员了解石质文物保护领域基础研究方向提供参考。

1 资料来源

本研究中的有关石质文物保护研究项目情况主要从国家自然科学基金网络信息系统(http：//www．nsfc．gov．cn/)和科学基金共享服务网(http：//npd．nsfc．gov．cn/)获取。检索截止时间为2017年12月31日。获得的项目资料包括项目批准号、项目名称、项目类别、申请代码、项目负责人、负责人职称、依托单位、研究期限、资助经费、关键词、中英文摘要和结题报告(结项项目)等。

2 资助情况

自国家自然科学基金设立以来，获得资助的有关石质文物保护研究的项目统计如表1所示，共计25项。

表1 获得国家自然科学基金资助项目一览表

2．1 资助项目的时间分布

自国家自然科学基金设立至今，共计25项有关石质文物保护的研究项目获得资助，各年度资助项目统计如图1所示。从图1可以看出，国家自然科学基金资助有关石质文物保护研究的项目在年份上呈“总体分布不均、年度相差悬殊”的特点。具体而言，国家自然科学基金设立4年后的1990年，石质文物保护研究开始获得资助，自国家自然科学基金设立到2001年的15年间，该领域获得资助寥寥无几，总共仅5项。而从2002年开始，几乎每年均有研究项目获得资助，总体呈现出逐渐增长的特点。同时也可以看出，2009和2012年每年均有3项研究获得资助。这表明近些年来参与到石质文物保护研究的人员越来越多，石质文物保护研究也越来越受到国家自然科学基金的重视。近些年石质文物研究领域资助项目渐长原因主要有三方面：第一，人民物质生活水平提高，精神文化需求提高，对文物的重视程度随之提高；第二，自然环境恶化严重，处于露天环境的石质文物受到广泛关注，科研工作者着手文物保护研究，积极应对石质文物保护难题；第三，各学科蓬勃发展，为石质文物保护研究提供了更多思路和强大的理论基础，多学科、多领域的交叉融合不断深入。

2．2 项目类别分布

石质文物保护研究涉及的项目类别主要为面上项目、青年科学基金项目、地区科学基金项目和国际(地区)合作与交流项目(图2)。其中面上项目占所有项目的60%，为主要资助项目。青年基金占12%，共计3项，值得指出的是，近些年来石质文物保护队伍逐渐年轻化，2015年和2016年分别都有青年学者(年龄35岁以下)获得资助。另外，地区科学基金项目占到所有项目的24%。地区科学基金项目是为支持特定地区(多为少数民族地区等欠发达区域)依托单位的科学技术人员开展创新性的科学研究[1]。这些特定地区往往科研条件较差，但区域内石质文物数量众多，因而吸引众多科研工作者参与到石质文物保护中来。在25项基金中，仅有一项国际(地区)合作与交流项目。

2．3 项目分属学部、学科

石质文物保护研究领域获得资助的项目分属于4个不同的学部(图3)，其中最多的为地球科学学部，占到了37．5%。同时，根据国家自然科学基金学科分类，获得资助的25项石质文物保护研究项目分属于12个不同的一级学科目录下，涉及到多学部多学科(表2)。由此说明石质文物保护是一项综合性的工作，该类研究的开展需要多学科交叉融合。近年来，科技工作者试图从多种角度开展石质文物的研究工作，其中不乏高新技术的引入。例如2015年获批项目将光学材料——红外吸光片应用于石窟寺的防风化保护中。

2．4 项目依托单位分布

在获得资助的项目中，项目依托单位主要分为高等院校、中科院研究所和文博单位，其分布如图4。其中大多数研究项目依托于具有较好科研和实验条件的高等院校，占到73.91%，说明石质文物保护研究的科研队伍大多活跃于高等院校中，其中重庆大学和浙江大学获得资助项目部最多，均为3项。25项获得资助项目中仅有两项为文博科研机构，其一为中国文化遗产研究院，其二为敦煌研究院。这说明长期致力于文物研究的文博研究机构对石质文物保护方向的基础性研究领域人才相对匮乏。

表2 资助项目分属一级学科分类表

2．5 研究队伍

图5和图6分别为自然科学基金获项目负责人获资助年份时的职称和年龄分布。可以明显看出，获得资助的研究人员多集中在35～45岁之间(占64%)，主要为副高级职称。这样的中青年科研工作者有一定的前期科学研究基础，精力旺盛，求知欲旺，进取心强。同时可以看出，获资助项目负责人的年龄结构呈现出年轻化的趋势。

2．6 资助项目成果

科研成果的认定往往是以发表的论文和获得专利作为标志。为了准确了解国家自然科学基金对石质文物保护研究的作用，对基金项目立项后5年内负责人名下涉及石质文物保护的论文和专利成果进行了统计，统计结果如图7和图8。其中依托项目发表的中文文章数量来自于“中国知网数据库”，发表的英文文章数量来自于“Web of Science”，专利成果信息来自“国家知识产权局专利审查信息查询系统”。项目成果信息查询截止时间为2017年12月31日。需要说明的是，25项基金中有6项(第20到25)到检索截止时间时不足5年，统计资料欠缺。浙江大学张秉坚教授8年内获国家自然科学基金资助3项，计数周期不足5年，因而前两项科研成果仅统计资助周期内成果。

统计结果表明，25项基金项目立项后5年内负责人名下发表文章与申请专利共计148项，平均每个项目下5.92项。项目成果数量相差悬殊，少者无文章见诸刊物，多者达17项。148项成果中有中文论文105篇，英文论文18篇，专利25项。

从成果的类型来看，发表的中文文章居多，占总成果的70.95%，而英文文章仅为12.16%。从文章类型分布来看，我国目前有关石质文物保护的研究影响力还主要停留在国内，与国外相关领域的交流仍然较少，研究成果在国际上的接受度还普遍偏低。

3 分析与讨论

3．1 石质文物保护研究范围

石质文物保护是一个多学科交叉的研究领域，其研究范围涉及到物理学、化学、生物学、环境科学、地质学等领域。研究对象广泛，涉及知识面宽，技术复杂，学科跨度大。科学地凝练问题，使石质文物保护研究从原来注重保护工艺和保护方法的研究转变到注重石质文物保护研究的重大和前沿科学问题上，这是石质文物保护研究能否更好健康发展的关键。经过几十年的努力，石质文物保护研究已经涉及到多个学科领域，形成了较为广阔的研究面。但从研究的时效性和创新性来看，石质文物保护研究方向和时代的需求密切相关，需要根据不同时代的科技水平和文物保护的实际需求不断拓宽研究范围和方向。尤其近些年来，全球经济社会快速发展导致的环境污染、文物赋存环境骤变等问题越来越凸显，石质文物保护研究面临着前所未有的机遇和挑战。石质文物保护所面临的问题越来越复杂，探讨的科学问题也越来越深入，同时出现了一系列新的问题，值得相关科研工作者不懈努力共同攻关。

25项有关石质文物保护研究自然科学基金项目分属12个学科，学科多样性显示了石质文物保护研究的巨大学术范围。但目前项目主要集中于地质学(工程地质学)、建筑环境与结构工程、环境化学三个学科，而力学、物理学、高分子科学等学科仅有个别项。由此可见，石质文物保护研究领域仍然具有较大的学术研究空间。

3．2 石质文物保护研究人才队伍

1) 青年科研力量不断增强。随着人们物质生活的不断满足，人们对精神文化的需求也越来越高。作为文化的载体，文物的价值也越来越受到重视，因而文物保护任务繁重。随着我国经济社会的快速发展，科学研究水平也逐年提高，研究队伍逐步壮大尤其是一大批青年学者投入到石质文物保护研究事业中。近年来，石质文物保护研究领域获得青年科学基金资助的项目也越来越多。2015和2016年连续两年均有青年学者获得资助。通过大力培养和支持青年学者，为青年人才的成长提供独立思考和开展研究的机会，促进了他们在科研领域的快速成长。近些年来的一些重大科研项目极大地推动了青年科研力量的发展。“十一五”国家科技支撑计划项目“石质文物保护关键技术”、“十二五”期间国家文物局启动的“文物保护科技优秀青年研究计划”以及“十三五”区域文化遗产保护项目“川渝石窟十三五保护利用”等课题的有力实施都将使石质文物保护青年科研力量得到进一步加强，研究深度也将进一步加大。

2) 科研力量分布不均。通过分析近些年获得资助的有关石质文物保护研究的自然科学基金项目可以发现，该领域研究的科研力量分布极不均衡，主要体现在两方面：科研力量集中于高校；地域分布不均匀。

分析石质文物保护相关自然科学基金可以发现，高校获得资助占73.91%，中科院研究机构占17.39%，而长期从事文物研究的文博单位仅占8.7%。说明目前从事石质文物保护研究的主要科研力量仍以高校为主。项目的分布显示了我国高校具有较强的科研能力，其在基础研究的广度、深度、角度都有其独特性。但石质文物保护是集基础研究、应用基础研究、开发应用研究于一体的综合交叉性领域，是物理学、化学、生物学、环境科学、地质学等学科高度交叉的学科，并且研究成果的实用性具有重要意义。因而石质文物保护研究仍需要更多社会单位、民间团体、文博研究机构等掌握大量第一手资料及具有丰富实践经验的人员参与。只有科研力量在各类性质的单位中均衡分布才能使石质文物保护研究沿着更加合理的道路不断深化和完善。但由于待遇、职称、管理等多种因素，近些年来文博单位的大量人才向高校流动，明显削弱了文博系统科技保护的力量，科研力量分布不均的状态难以迅速扭转。

从获得资助项目的依托单位地理位置分布(图9)来看，各地区项目分布不一，说明石质文物保护研究力量的地域分布不均衡。获资助项目较多集中于我国中部省、市、自治区，而东北、东南省份鲜有相关研究项目的资助。同时，各科研单位间的研究力量也极不均衡，25个项目分属于16个研究机构，其中浙江大学、重庆大学、中国科学院地质与地球物理研究所各有3项获得资助，占总资助项目的36%。同时，获得资助的项目中有6项(占24%)基金项目为地区科学基金。导致项目分部不均的原因，一方面是各地区科技、经济发展状况有差异导致科研条件、科研设备的差异，另一方面也是较为重要的是项目都集中于具有重要石质文物的省份，如我国四大石窟和大足石刻所在省市及其相邻省市。

3) 主要团队贡献显著。通过相关科研成果查阅统计可以发现，在25个涉及石质文物保护研究的基金项目中，有6项是浙江大学张秉坚教授团队相关的项目(刘强和杨富巍曾师从张秉坚教授)，有3项是中国科学院地质与地球物理研究所杨志法研究员团队(尚彦军、张路青等)项目，有两项为中国地质大学(武汉)方云教授团队(严绍军等)项目，有两项为重庆大学王镛先教授团队项目。这些骨干科研团队相关课题占总项目的52%，对推动石质文物保护基础研究做出了重要贡献。值得指出的是，这些长期致力于石质文物保护的科研团队通过不懈努力奋进，已经形成了老中青相结合的研究梯队，石质文物保护的基础研究将得到快速发展。

3．3 石质文物保护研究方向

近些年来，石质文物保护基础研究快速发展，科研工作者围绕石质文物风化机理、防风化材料、防风化方法、风化速度、环境因素等开展了大量的研究工作，并逐渐深入，各个研究方向都呈现出蓬勃发展的势头，但从自然科学基金资助项目来看，石质文物保护研究方向分布极不均匀，扎堆现象较为严重。

风化一般是岩石在日光、空气、水和生物等外力作用下所发生的变化和受破坏过程，风化问题是石质文物劣化(失效)的核心问题[2]。因而在统计的25项自然科学基金项目中，有84%(21项)的项目涉及石质文物的风化问题。为了减缓石质文物的风化，科研工作者针对风化问题主要从3个方面开展了大量研究：文物风化机理、防风化材料、防风化方法。在有关石质文物保护的自然科学基金项目中，高达40%(10项)的研究涉及石质文物的风化机理，36%(9项)的研究涉及石质文物防风化材料，28%(7项)研究涉及石质文物防风化方法技术。其中防风化材料研究是热点，科研工作者研究了多种石质文物防护材料，如生物矿化材料、含氟聚合物、自凝性纳米氟磷灰石等。

近些年，随着经济社会的发展，生活水平不断提高，在生活便利的同时，石质文物保存环境受到了很大的改变，使得石质文物所在的长期稳定自然环境骤变，导致文物劣化加剧。因而环境因素也是石质文物保护研究的一大方向。在统计的自然科学基金项目中，涉及环境因素的项目占25%(5项)。环境因素涉及方方面面，不同材质的石质文物在不同环境改变情况下表现出的劣化情况大大不同。近些年来，随着实验手段的不断创新，科研工作者考虑了多种环境因素对石质文物的影响。如升温/降温速率对石质文物的影响、多场(MHC)耦合作用对石质文物的影响。

石质文物风化的力学特性及文物结构稳定研究仍然是石质文物保护基础性研究方向，占16%。风化石质文物的结构力学变化特征、热力变化特性、风化的表面过程及微形态等方面对石质文物的防护提供理论指导和科学支撑。石质文物地震安全评估和文物剥落治理技术属于结构性保护，其他研究均是基于石质文物结构性安全的前提下进行。石质文物风化速度的研究(8%)为更加科学合理判断石质文物劣化情况提供可靠依据。

3．4 石质文物保护研究展望

通过分析有关石质文物保护研究的国家自然科学基金项目可知，我国在石质文物保护领域有较好的研究基础，形成了规模较大、水平较高的研究群体，具有良好的发展态势。但笔者认为石质文物保护研究的深度和广度还需进一步拓宽和加深，可以从以下几方面进行拓展。

加强相关领域合作。石质文物保护是一个多学科交叉的研究领域，其研究范围涉及物理学、化学、生物学、环境科学、地质学等领域。研究对象广泛，涉及知识面宽，技术复杂，学科跨度大。不同技术间的交叉融合为更多科学问题的解决提供了新的思路和方法，成为现代科学研究的重要特征之一。统计结果表明，国内学者在该方向上尚处于初级阶段，需要更多物理学、化学、生物学等背景的学者参与相关研究，推动整体研究水平的提高。同时，研究项目中也要加强与国外最新研究理论技术相结合，积极借鉴各方面的研究成果。

积极探索应用新技术。近年来生物技术、超声波、雷达、太赫兹等技术研究与发展取得了长足的进步，也逐渐应用到多种学科领域。将这些技术有机融合到石质文物保护研究中将大大助推石质文物保护的发展，例如应用生物技术可控修复石质文物等。高精尖技术手段的应用虽然是解决石质文物保护领域科学问题的重要工具，但是学术创新性强的基础科学问题才是推动该领域向前不断发展的助推者。

科学凝练问题。石质文物保护研究是应用性较强的研究领域，但是要推动该领域的长足发展，需要从基础研究的角度去发掘和凝练科学问题。不能仅仅聚焦技术应用方面，而忽略了关键科学问题的凝练。