龟兹中心柱窟地域性营建技术研究*

刘 帆 武 晶 滕树勤

(1.新疆大学建筑工程学院, 乌鲁木齐 830017; 2.河北工业大学建筑与艺术设计学院, 天津 300131)

龟兹位于新疆阿克苏地区库车、拜城、新和县一带,是古西域佛教文化的中心,佛教东传的重要节点,也是佛教石窟建筑艺术创造相当多的一处,[1]现存洞窟有近20处700余个,[2]包括克孜尔石窟、库木吐拉石窟、森木塞姆石窟、克孜尔尕哈石窟等。[3]石窟寺作为佛教建筑的一种特殊形式,最早起源于印度。[4]佛教东渐,印度佛教石窟艺术通过丝绸之路经中、西亚传播至西域。由于各地区气候环境、地质地貌、经济状况、文化风俗上的差异,石窟寺在向东传播的过程中各成体系,形成了地域性特征突出的不同形制,[5]龟兹石窟也相应地呈现出地域特征明显的石窟凿筑风格。[6]根据洞窟形制的不同,龟兹石窟可分为中心柱窟、僧房窟、大像窟、讲经窟和储物窟等多种类型,[7]其中以中心柱窟数量最多且最具特色,其在营建技术方面表现出明显的地域性特征。

1 龟兹石窟建筑营建背景

1.1 自然气候

龟兹地处暖温带,属大陆性干旱气候,日照丰富,太阳辐射强烈,气候干燥,风沙大,降水少,夏季炎热,冬季干冷,年、日温差均较大。[8]夏季多大风,春季次之,大风出现时常伴有沙暴,风后浮尘有时持续数天。[9]窟区年平均气温11.5 ℃,月平均最高气温在7月份,为25.4 ℃,极端最高气温可达到39.8 ℃,月平均最低气温在1月份,为-10.9 ℃,极端最低气温可至-32 ℃,年平均降水量不超过200 mm,年蒸发量高达2 864 mm。降水年内分配不均,夏季山区多雨,常常形成洪水灾害。龟兹石窟为适应当地气候环境的不利作用,大多沿山岩中部层层向上开凿,窟室较注重冬季保温,防寒风,兼顾夏季防热,防风沙,以提高室内热舒适度,冬暖夏凉。

1.2 地质地貌

龟兹位于新疆南天山地震带上,地震活动强烈且频繁。而龟兹石窟又大多开凿于风蚀作用形成的丹霞崖壁陡坎上,岩壁坡面陡直,岩体多为黄色砂岩,结构松散,强度较低,岩性较软,抗风化能力差,耐崩解性能低,对水反应敏感,洞窟开凿后对崖壁应力场影响较为严重。因此,受地理环境的影响,石窟的开凿难度虽较低,但稳定性差,且不易直接在岩石上凿刻造像,窟内少有雕刻,文化遗存主要以壁画及泥塑为主。龟兹石窟在开凿时,因地制宜,顺应地形而建,注重窟体的抗震性和稳定性,与自然环境和谐共生。

1.3 经济文化

龟兹地处丝绸之路中段,有利的地理环境使其在东西方的经济和文化交往中,产生出了中介型经济和开放性文化。[10]石窟寺的建筑形制在印度东传至西域的过程中既承袭了印度及中、西亚地区文化的成分,又在汉地佛教回流的过程中吸收了中原汉文化的营养成分,并与该地区文化不断融合,造就出多元且独特的“龟兹式”石窟建筑形制。

1.4 建筑材料

龟兹地区缺乏大尺度木材、石料质地松脆,但生土资源十分丰富,属于砂质黏土,可作为理想的建筑材料。[11]当地居民在建造房屋时,就地取材,多使用小规格木材做木柱、梁、门窗等构件,并以生土材料填充墙体,形成了土木混合的建筑构造形式,受力科学,施工简便,维修容易,经济适用,并与当地自然生态融为一体,应用广泛,延续至今。龟兹石窟依山开凿,通过向山岩内部挖掘取得室内空间,使用的建筑材料是原生态的砂岩土体。窟区内的大部分窟室内外至今仍留有许多大小不等的孔洞遗迹,孔洞内原本都安置有木制的横梁、 地栿、栈道、楼梯、密檐和门窗等建筑构件,[12]构成窟室构造的重要组成部分。

2 龟兹中心柱窟营造特征

2.1 蘑菇型中心柱建筑形制

龟兹中心柱窟平面呈纵长方形,由前室、主室、两侧甬道及后室组成,窟形较小,窟顶多为筒形拱顶,方形平面的中心柱凿于窟室后部,与窟顶连为一体形成蘑菇状实心柱体。[13]相较于印度支提窟中圆形覆钵式窣堵坡与半圆形绕行礼佛空间,[4]龟兹中心柱窟开创了纵长形筒形拱顶窟室与方形平面结合的蘑菇型中心柱形式(图1[1]),并受到犍陀罗造型艺术的影响,[14]中心柱前壁开龛塑像,取代了窣堵坡成为窟室内的礼佛主体。蘑菇型中心柱是龟兹石窟的重要特征。受到当地气候及地理环境的影响,印度支提窟中的窣堵坡传入到龟兹便被改为了可作为窟室承重结构的蘑菇状中心塔柱,[5,15]柱体断面较大,细长比较小,且与窟顶及窟壁尽可能地相接,成整体结构形式,塔柱的前壁兼作了主室的正壁,增加了窟室结构的整体性和稳定性,同时也反映出其相较于其他窟型的重要性。这样的建筑形式符合龟兹地区的自然环境、建材特点及民族风情等,其发展一直延续到了石窟凿建的衰落时期。

图1 龟兹中心柱窟内景Fig.1 An indoor scene of Central Pillar Grottoes in Qiuci

2.2 中轴对称式空间布局

为满足龟兹佛教信徒开展各类佛事活动的功能需求,龟兹中心柱窟主要由四部分功能空间组成:前室过渡空间、主室礼佛空间、后室涅槃空间和围绕中心塔柱绕行的“凹”形右旋礼佛空间。大部分石窟遗址内的前室现已坍塌,从少数保留较为完整的前室地坪的洞窟来看,前室平面近似方形,前端大多向外敞开形成灰空间,专供人流集散和交通联系,或与不同功能的邻窟共用形成组合关系。[16]窟前有木构建筑遮蔽免受烈日暴晒,空间宽敞开放且通风,是开展佛事活动的理想空间。主室平面近方形,空间高深、宽敞,是整个窟室的中心。主室正壁开大龛,其余壁面开小龛,龛内放置佛像供信众参拜供养,窟顶和窟壁均绘制壁画形成礼佛空间;主室与前室有厚壁相隔,壁上开门道连通两室。后室平面呈横长条形,室内空间低暗狭窄,正壁向外扩出一榻,上塑涅槃佛像或在壁面绘制涅槃佛,形成涅槃空间;主室与后室之间由左、右甬道相连,窟室狭窄,窟顶低矮,通常与后室齐高。左、右甬道与后室相连呈“凹”形平面,形成环中心柱绕行的右旋礼佛空间。各部分功能空间沿窟室南北中轴线左、右对称排列,平面布局严谨规整,主次分明,构思巧妙,渲染出庄严、肃穆感。主室正壁主像龛及中心塔柱恰位于这条中轴线上,成为建筑构图中的焦点(图2)。

a—立面; b—平面。图2 龟兹中心柱窟立、平面Fig.2 The elevation and plan of the Central Pillar Grottoes in Qiuci

2.3 原生土建筑结构形式

龟兹石窟属于原生土建筑,采用“减”法营造,即从天然的山岩土体中向内挖掘,开窟造室,窟体的基础、窟壁及窟顶等各部位受力“构件”都是原生土,施工难度较低,造价较为低廉。中心柱窟普遍采用筒形拱顶结构,窟室通过内部起拱的方式,将顶部岩土重力转化为对窟室岩壁的压力和水平推力,并传递给山体。窟室顶部覆土越厚,其内部稳定性越强、抗震性和抗破坏力越强,避免了窟顶结构发生形变而崩塌,且能够获得较为完整宽敞的室内空间,供更多僧侣聚集进行各种佛事活动。窟内中心塔柱的凿建也对窟体起到了一定的支承作用,窟顶与窟壁相接处叠涩的运用也增强了窟室结构的整体性,使石窟更加坚固耐用。[15]石窟的开凿往往依山就势,建筑实体隐于自然环境之中,利用自然,因借自然,融于自然,呈现出和谐美观的建筑艺术效果。受土质、土层特性和室内功能所限,石窟的窟形较小,内部开间不大,其跨度一般为3～4 m,进深为6～9 m,跨高比1.0～1.3,适合当地沙岩的受力条件。窟室大多采用三面围、一面透的形式,仅一面窟壁开有门洞与外界环境相联系,其余三面皆围以实墙,室内较为封闭。

2.4 建筑细部构造

龟兹中心柱窟依据主室窟顶形式的不同,可分为筒形拱式、平棊式、穹窿式、仿椽式、藻井式、覆斗式、平顶式和莲花式等多种类型,不同的窟顶形式反映出不同地区文化对龟兹石窟建筑形制及空间形态的影响。多种文化的交流和碰撞,使龟兹石窟艺术具有极为丰富的内容和风格。窟顶与窟壁相接处大多采用一阶叠涩或三阶枭混叠涩作室内装饰(图3a[17]),高度约与前室同,无叠涩的洞窟会在此处绘制檐形壁画。有的洞窟叠涩下方还凿有一排方形孔洞或凹槽,用来安放木椽类的悬挑构件(图3b),而前后壁上的孔槽遗迹,则用来安放通长的木枋,以固定椽头,椽枋之上再铺放水平构件和其他构件(图4[18])。窟室内壁抹面和地面铺装使用麦草泥抹面,再粉刷白灰,分层湿筑而成。这样的构造方式除具有一定的保温、隔热、防潮作用外,还能防止窟室内壁面岩土解体破坏洞窟结构,影响洞窟的安全性、美观性及实用性。地面草泥层上铺石膏作地坪,其上又绘制精美的彩画,提高了其坚固性和美观性。黏质砂土、麦草和石膏都为本地所产,产量丰富且分布广泛,取材方便。[11]

a—第34窟; b—第8窟。图3 克孜尔窟内的叠涩和孔槽Fig.3 The corbels and hole slots in Grottes of Kizil

2.5 气候适应性营建技术

龟兹中心柱窟由山岩向内开凿而成,山岩是此类建筑的“无限”围护体,建筑材料有着良好的蓄热功能,能利用土体的储热能力调节窟内的微气候,充分发挥原生土建筑的物理特性。石窟除门洞一侧壁面向外开敞外,其余界面都是厚厚的岩土,故而有良好的保温隔热作用,冬暖夏凉,且取材方便、易于施工。[19]夏季,由于山岩土体隔热的特性以及岩壁对温度波的衰减和延时效应,降低了外部环境的热传递效率,使窟内的温度低于室外的温度。冬季,由于岩土良好的蓄热功能,土体白天吸热,夜晚向窑内散热,使窟内温度要高于外界温度。近年来窟室内、外实测气温数据显示(图5),夏季,窟内的平均温度要比外界低3～7 ℃;而冬季,窟洞内的平均温度要比外界的平均温度高8～15 ℃;冬季保温,夏季隔热,室内温度变化较为稳定(图6),符合龟兹地区的气候环境,为僧侣的生活提供了良好的室内热舒适度。同时,洞窟主室多采用坐北朝南的平面布局形式,以利于增进冬季室内采光和热辐射量,提高室内温度,减小外界环境和气候对僧侣生活的影响。

a—正壁; b—后壁。图4 克孜尔8窟正壁和后壁上的孔槽Fig.4 The hole slots in the front and back walls in Cave 8 of Kizil

a—窟外; b—窟内。最低温度; 最高温度; 平均温度。图5 库木土喇第45窟窟内、外温度变化曲线Fig.5 Curves of temperature inside and outside of Grotto 45 in Kumutla

图6 库木土喇第45窟窟内、外平均温度变化对比曲线Fig.6 Comparisons of mean temperature inside and outside of Grotto 45 in Kumutla

3 龟兹中心柱窟建造工艺技术

3.1 施工技术

龟兹中心柱窟采用“减法营造”,通过挖去土方来取得使用空间。而龟兹地区的岩土易于开挖,只需简单的工具、较少的人员就可以单独营建,且就地取材,建造方便,造价低廉,经济适用性强。但受材料的先天局限,窟室开间不大,布局灵活性差,室内存在日照不足、通风不畅等缺点。石窟的凿建主要有七道工序:第一步,选址。龟兹石窟的开凿大多选择在丝绸之路两侧的丹霞崖壁中部,与崖壁前的河流组合构成 “丹山碧水”环境氛围。石窟依山就势,顺应地形环境而建,选择朝南向的崖壁开凿,有利于窟内的采光和防潮。第二步,开凿。确定好具体的开凿位置后,便须要利用工具将毛糙的岩壁切削成竖直的壁体,而后向内挖掘。开窟须要沿事先划出的凿线纵深开挖,依次开凿出前室、主室、甬道和后室,挖的过程要慢,过急则容易发生坍塌事故。第三步,打磨。在洞窟开凿成形后,便须要使用工具将拱顶、内壁和地坪都打磨平整,方便后续施工的进行。第四步,抹面。待窟内变得干燥以后就开始用黏制砂土和麦草做成麦草泥,将窟顶和内壁抹得光滑平整,一般最少须要抹两道泥,粗泥一遍,细泥一遍,而后在细泥层上粉刷白灰。第五步,铺砌地坪。窟内地坪不用特殊处理,只简单地将素土夯实,而后在上面铺砌草泥层,上铺石膏抹面处理。第六步,绘制壁画。待窟顶、窟壁粉刷完白灰后,便可以在其上线描添彩,绘制壁画。第七步,安置窟门。为保持洞窟的密闭性,石窟一般只在一侧壁面开小门,没有窗户,门的尺寸大小按门洞大小来做。至此,一孔中心柱窟就算建造完成了。

3.2 壁画工艺

龟兹中心柱窟的壁画结构主要由岩壁、地仗层、白粉层、颜料层四部分组成(图7[9]),制作工艺属于古代干壁画的制作形式,先在陡峭的砂岩崖壁上开凿成形洞窟,而后在窟壁上用麦草泥抹平砂岩壁面形成地仗层。地仗层大部分由粗泥层和细泥层组成。粗泥层一般2～4 cm厚,以黏土、砂土掺加麦杆制成;细泥层0.2～0.5 cm厚,以黏土掺加麻、毛等纤维制成。待这层泥质地仗层完全晾干后,再用石膏粉浆涂刷形成白粉层,厚度为0.01～0.02 cm。最后在白粉层上进行线描构图,涂抹底色,绘制壁画。少数洞窟则直接在草泥层上起稿绘画,没有白粉层,亦或直接在打磨平整的岩壁上涂刷白粉层并直接绘制壁画,没有地仗层。龟兹石窟遗存至今的绝大多数壁画色彩都是由矿物颜料呈现的,其用色主要由蓝、绿、白、红、黄、黑几种色彩组成,其中蓝色最具代表性。蓝、绿、白冷色大面积使用,并以少量暖色,如红棕色或黄色等予以调节,使壁画整体呈现出清冷色调。

图7 龟兹石窟壁面构造Fig.7 Wall structure of Qiuci Grottoes

4 结束语

龟兹中心柱窟最大的营建特色体现在其环境适宜性上。虽说印度支提窟是龟兹中心柱窟最原始的传入形式,但随着佛教石窟文化由印度经中、西亚地区向西域不断的传播,龟兹中心柱窟融汇了沿线不同地区文化并与新疆本土文化有机融合,形成了适宜当地的气候、地理环境,具有地域特色的石窟建筑形制及营建技术。蘑菇型中心柱,中轴对称排列的空间布局,原生土建筑结构形式,形式多样的主室窟顶及叠涩装饰,气候适应性营建技术和凿筑工艺等,都是龟兹中心柱窟区别于其他地区同类型石窟的重要营造特征,具有鲜明地域性,其相关内容的研究是龟兹石窟基础理论研究的重要组成部分,将有助于龟兹石窟建筑保护、复原和修缮工作的深入。