环境因素对文物考古的影响

王保东

文物是历史遗留下来的文化瑰宝，是各个历史时期发展的见证，对历史事件、人物和社会关系具有重要体现价值。文物出土后，如何保护文物考古环境，成为从业者的一个关注要点。文章从环境因素对文物的影响入手，介绍了可视化技术在文物考古领域的应用，并总结出文物考古过程中的环境保护策略。

文物是人类社会发展的产物，主要是历史时期人们在生产和生活中留下来的遗物、遗迹。通过文物考古，能还原真实的历史场景，了解古人的社会活动;能带领人们走进历史事件和靠近历史人物，了解他们的社会关系;还能揭示人类社会的发展规律，指引当代社会健康发展。然而，面对经济社会的发展，环境污染问题也在加重，成为文物损坏的一个重要原因。好在人们的考古保护意识不断提高，对于考古活动和生态环境两者的相互关系更加明确。

環境因素对文物的影响

酸雨的主要成分是硝酸、硫酸，来源于人们生产生活中的二氧化硫、氮氧化物，他们排放到大气中发生理化反应，在水、雪、雾的作用下最终形成酸雨。酸雨具有一定腐蚀性，对于文物尤其是石质古建筑会造成严重破坏。以四川乐山大佛为例，在30年酸雨作用下，风化剥蚀速率达到0.2 g/h·m2。另外，酸雨渗入地下，会对土壤和地下水造成破坏，间接影响地下文物，因存放环境改变，导致文物的老化速度加快。

不论是地表水还是地下水，一旦发生污染，水体中的酸性、碱性、有机污染物含量明显增高。未经处理的污水排放后，会对地质环境造成影响，直接影响文物的开发和贮藏。其中，以墓葬、化石、陶器、瓷器为代表，受水污染影响最严重，不仅降低了文物的质量，还会影响整体感观。

部分文物在光辐射作用下，其表面老化速度加快，会缩短文物的贮存时间。例如木质建筑物、字画、壁画、丝绸制品等文物，在可见光的作用下，或多或少会破坏文物的结构分子，这也是展厅内不许人们使用闪光灯拍照的原因。太阳光中有蓝光、紫光、紫外线等，和一氧化碳、碳氢化合物反应，会生成醛类有机污染物，是造成文物侵蚀的原因之一。

地下水对文物的影响，除了上文提及的水污染以外，地下水位波动也会带来一些影响。例如：地下水位升高，土壤环境的湿度增大，会对文物产生侵蚀作用;地下水位降低，易引起地表沉降、塌陷，也会对文物造成破坏。从具体案例来看，因地下水位升高，埃及狮身人面像受到侵蚀，基座和主体均发生剥蚀现象。因地下水位降低，我国西安多处文物的安全受到威胁。

秦始皇陵兵马俑被誉为“世界第八大奇迹”，刚完成制作的兵马俑颜色丰富，主要使用朱砂、石绿、石青、紫色硅酸铜钡、密陀僧、炭黑、磷灰石等色彩原料。长时间埋在土中，因为和氧气隔绝，因此色彩保持较好。但是，受限于技术条件，出土后15秒内就会氧化，几分钟后发生脱水、卷曲、甚至剥落，原本的彩佣变成了灰佣。研究发现，兵马俑底层的主要成分是中国生漆，但生漆对空气湿度异常敏感，挖掘出土时离开湿度极高的地下环境，从而造成严重破坏。

可视化技术在文物考古领域的应用

可视化技术是利用计算机对数据进行处理，转化为图形、图像展示出来，而且图形图像是可以观察、测量的。在目前文物考古工作中，常用的可视化技术有：

固定翼航拍技术。对大型遗址进行保护，可采用固定翼航拍技术。先垂直俯拍，利用专用软件进行数据分析，可绘制出遗址保护区域的图像。工作人员根据图像，就能规划建筑控制地带，并根据需求对图像比例放大缩小，为保护工作提供便利。以山东龙兴寺遗址保护项目为例，固定翼航拍技术的应用，加快了规划工作进程。

三维扫描重建技术。对古生物、器物的外貌进行复原，主要采用三维扫描重建技术。相比于传统的三维扫描仪，该技术不仅能获得目标的三维数据，而且建模效率高，自带精细贴图，但精度方面尚存在改进空间。

图像采集技术。对文物进行数字化处理，可采用图像采集技术，它是测量绘图和三维模型技术相结合的成果。针对大型遗物，进行远近结合多视角拍照，其中远距离大视角照片确定形状，近距离照片增加细节;针对小型遗物，进行多角度环绕拍照，一般器型越复杂，照片拍摄角度就越多。以吉林大学文物保护实验室为例，大到佛像，小到陶器、瓷器和石器，在三维建模和数字化建档方面均有尝试，而且取得了良好的效果。

虚拟现实技术。在文物修复和展览方面，虚拟现实技术可调整不同视角、视距，将遗物生动、立体、直观地展示出来。考古遗址现场虚拟展示，可以还原发掘现场，实现人机互动，为游客带来良好体验。

文物考古过程中的环境保护策略

面对田野考古工作，环境保护方法包括：将环保理念贯穿在田野调查到挖掘完毕的全过程。工作人员在保护文物的同时，注意考古区域及周边环境的保护，规范每一个工作环节，避免出现环境破坏的行为。考古挖掘工作前，要进行充分的调查分析，了解文物的基本情况，包括材质、外观、性能、历史时期等。文物所处的环境，包括地质、地形、水文、土壤理化性质等。完善的调查资料，能为挖掘工作提供数据支持，实现考古和环保的双赢。制定科学可行的挖掘方案，既要考虑到地表土层的理化特点，又要注重生态平衡，尽量恢复原来的土层和环境状态。根据不同的文物，选择不同的保存方式，常见如回填保护、露天展览、建设博物馆等。

对于文物遗址，环境保护的关键是采用针对性的保护方法。如果是分散性的文物，可以建设展馆展厅;如果是大型遗址，可以建设古遗址公园。我国地域广阔、历史悠久，大型遗址类型多样，具有数量多、年代远、分布广的特点。对于大型遗址的保护，既要保护成果、又要惠及社会，建设古遗址公园就是一种能兼顾遗址保护和生态环境的方法。例如：将古遗址公园建设在城郊接壤区域，既能为城市增加绿地，又能辐射到周边乡镇，纳入到城镇建设规划中，为人们提供观赏休闲场所，同时达到环境保护的目标。

文物考古工作中，制定全面保护规划，应结合《考古勘探工作规程》《考古发掘管理办法》《国家文物局关于进一步加强考古管理的意见》等规范要求，综合考虑经济状况、建设方案、文物调查结果，来制定保护规划方案。制定保护章程时，根据不同级别的生态环境保护区，有针对性、有目的地开展保护工作。

文物考古遵循生态原则，应树立环保理念，认识到考古和环境之间的相互作用，编制考古发掘方案、进行田野发掘时，均要将环境保护放在首位，尊重自然、热爱自然，人为活动要符合自然发展规律。要对工作人员进行教育，以“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”规范自己的行为，减少垃圾和废物的产生量，减少噪音污染，最大程度上降低对生态环境的影响。还要监督考古工作的进展，采取必要的监测技术手段，分析评估考古活动对自然带来的影响，并采取针对性的保护措施。

文物考古工作的开展，除了文物保护部门以外，还会涉及环保部门、当地政府及科研机构。相关部门之间加强协作，按照规定章程开展作业，保证流程公开、公正、透明，提高工作效率，避免出现徇私舞弊现象。即在环保部门的监督下，考古发掘工地标准化和规范化建设，设置必要的围挡和标识，合理布设临时道路、堆土场、卫生间、临时库房等设施。如果是重要的考古发掘项目，还要配置现场保护移动平台，确保重要出土文物得到及时妥善的保护和处理。在当地政府的协助下，出土文物、标本和各类记录资料建档保管，鼓励有条件的单位对公众开放考古工地、考古工作站，开展形式多样的公众考古活动，发挥出文物的公众教育作用。和科研机构展开合作，开展多学科、跨学科联合攻关，不断提升考古发掘工作质量和科研水平。

文物考古和生态环境相互作用。其中环境对文物的影响，主要是酸雨、水污染、光辐射、地下水变化等。文章以固定翼航拍技术、三维扫描重建技术、图像采集技术、虚拟现实技术为例，介绍了可视化技术在文物考古领域的应用，提出了文物考古工作中的环境保护策略。希望为实际作业提供参考，实现考古活动和环境保护的双赢。

作者单位：甘肃省酒泉市肃州区博物馆