李黎 邵明申：开创传统工艺与现代科技深度融合的保护路径——中国文化遗产研究院石窟寺保护的传承与创新

在实地抢救性保护的同时，学者们开始运用考古学、测绘学方法对石窟寺进行系统性记录。他们通过手工测绘、拓片制作、黑白摄影等方式，全面留存石窟的形制、题记与造像细节，为日后研究奠定了史料基础。值得注意的是，这一时期已有部分具备近代科学背景的专家尝试将地质力学、材料学知识引入保护实践。

1956—1958年，余鸣谦、杨烈、律鸿年对敦煌莫高窟248—260窟长约60米的岩体栈道进行支顶加固（图3），这是我国石窟寺首个大规模试验项目和保护加固工程，达成了“临时性加固与长远规划相结合、事先作好测绘及地质勘探、加固工程可逆”等共识。

在管理机制上，石窟保护的专业化和规范化程度显著提升。1962年，古代建筑修整所成立专门的石窟保护机构（石窟组，余鸣谦为组长），标志着石窟寺作为专门的保护领域纳入了我国文物事业发展计划。重大项目普遍引入前期勘察、方案设计、专家论证、施工监理与后期评估的全流程管理。石窟寺的档案记录也从早期的文字描述、手工测绘和黑白照片，逐步向系统化、标准化方向发展，部分重要石窟开始建立包含病害分布图的初步档案，为科学评估文物状况提供了更可靠的依据。这一系列实践标志着文研院的石窟寺保护工作已从经验摸索迈向了初步的科学化与体系化，为迎接新世纪以预防性保护和数字化技术为标志的创新突破做好了充分准备。

在初创与探索、体系化形成历程中，我国文化遗产保护涌现了一批探索者与先行者。他们满腔热爱、无惧危险，从实践调查入手学习借鉴国外文物保护理念，自强自立、努力探索，逐步创建了有中国特色的文化遗产保护专业体系。

21世纪以来，中国石窟寺保护事业迈入创新突破与体系化成熟的新阶段。这一时期，保护工作以“预防性保护”为核心引领，深度融合数字化、智能化等现代技术，构建起覆盖资源调查、科研攻关、工程实践、标准制定、人才培养与国际合作的全链条科学体系，实现了从“被动修复”向“主动防控”、从“单点保护”向“区域统筹”、从“技术实践”向“理论输出”的跨越式发展。

在重点工程实践方面，区域性综合保护成为显著特征。文研院主导实施了一大批具有示范效应的重大项目，覆盖全国核心石窟群与石质文物分布区：龙门石窟水害治理工程（2008—2015年）精准破解长期困扰的渗流难题，大足石刻千手观音本体修复（2008—2015年）实现从被动抢救转向主动保护，承德石质文物保护系列工程（2012年至今）系统性解决了避暑山庄、普陀宗乘之庙等多处古迹的风化与结构失稳问题（图7）。北京及周边地区的天安门华表、香山寺娑罗树歌碑等保护项目，更将精细化修复技术应用于城市核心文化地标，实现了文物保护与城市发展的和谐共生。这些项目普遍采用“勘察—设计—实施—监理—评估”的全流程规范化管理，结合三维激光扫描、红外热成像等先进技术，开展保护效果的长期跟踪评估，确保保护效果的科学性与耐久性。

科研创新层面，国家级重点课题持续发力，构建起多学科交叉的技术支撑体系。在“十一五”“十二五”“十三五”国家科技支撑计划与重点研发计划支持下，团队聚焦石窟岩体稳定性、无损微损检测、病害机理等关键领域，取得一系列突破性成果：建立起岩体结构的稳定性评估模型；系统攻克雨水冲刷、酸雨侵蚀、盐害、生物病害等复合型病害的防治难题，形成“价值评估—现状诊断—病害机理—保护技术—效果评估—监测预警”的全链条预防性保护理论框架。材料研发实现传统与创新的双重突破，既优化了石灰砂浆等传统材料的配比性能，又同时建立起材料兼容性、耐久性的量化评价标准。

保护体系构建日趋完善，形成了中国特色的科学保护范式。标准制定方面，参与编制并修订《中国文物古迹保护准则》（2000年发布、2015年修订），牵头制定一系列国家与行业技术规范，为全国石窟寺保护提供了统一标准。理念创新方面，在“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”方针基础上，遵循“最小干预”“可识别”“环境共存”等原则，贯穿于大足石刻小佛湾（图8）、安岳石窟圆觉洞等项目实践。理论体系进一步丰富，构建起石窟寺岩体地质学、风化病害精细表征、预防性监测等专项理论，形成多尺度探测、动态监测、智能预警的技术闭环。基础研究与技术研发深度融合，物理模拟、数值模拟与微观分析手段为病害机理研究提供支撑，分布式光纤、遥感INSAR、地质雷达、人工智能等技术广泛应用于探测监测，微裂隙注浆等创新技术显著提升保护工程的精准度与有效性。

资源调查与人才培养成效卓著。完成全国10845处石窟寺及石刻的调查复查，核定全国石窟寺（含摩崖造像）5986处，新发现635处，摸清了全国石窟寺资源底数与风险状况，为“十四五”保护利用规划提供了坚实数据支撑。人才培养通过“项目带团队、国际育视野”的模式，依托全国石窟寺保护技术高级研修班、国际论坛（2023—2025年连续举办石窟寺保护国际论坛）、中外联合培训基地等平台，培养了一批兼具专业素养与国际视野的复合型人才，同时组建创新团队深耕砂岩石窟劣化机理、大理岩文物保护等细分领域。

国际合作与文化输出成为这一时期的鲜明亮点。中国石窟寺保护从早期国际合作借鉴，逐步转向主动输出中国经验与方案：与美国、德国、意大利、日本等合作开展安岳石窟、龙门石窟、库木吐喇千佛洞等保护项目；积极参与国际文化遗产援助。通过联合国教科文组织合作项目、中外联合研究等形式，《中国文物古迹保护准则》成为国际文物保护的重要参考，彰显了中国在文化遗产保护领域的大国担当与智慧贡献。

总体而言，2000年至今的石窟寺保护工作，以系统性创新突破实现了从技术追随者到规则制定者、从区域实践到全球引领的转变，构建起兼具科学性、实践性与中国特色的保护体系，为世界文化遗产保护提供了可借鉴的“中国方案”。

随着全球气候变化进程加快与区域社会经济活动强度持续攀升，石窟寺作为露天保存的大型文化遗产，其赋存环境正经历深刻转变，由此诱发一系列新型病害或加剧传统病害的演变进程。石窟岩体与附属文物的风化速率在干湿交替、冻融循环及温度波动加剧的驱动下显著提升，表面粉化、剥落及裂隙扩展等现象更为活跃。尤其值得注意的是，极端降雨事件频发，不仅加剧了石窟顶部及侧壁的径流冲刷，更使得岩体内部的渗流路径复杂化。季节性渗水问题可能向常年性、弥散性渗沥转变，水体携带的可溶盐在石窟内部运移、结晶，对雕刻细节与壁画层造成反复的物理结晶压力与化学侵蚀，这种由气候驱动的盐害劣化机制已成为当前石窟保存面临的严峻挑战。

人为活动的影响同样不容忽视。文化旅游的蓬勃发展在促进文化传播的同时，也给石窟本体及其微环境带来持续压力。游客集中参观导致窟内二氧化碳浓度、温湿度在短时间内剧烈波动，这种高频次的环境扰动加速了材料老化。景区配套设施建设、道路交通振动等间接人为因素，则可能改变山体原有的应力平衡或地下水文条件，诱发新的岩体稳定性问题。更为深层的影响在于，区域工业发展、能源结构转型等宏观人类活动通过改变大气成分，间接影响了石窟寺所处的区域环境。空气污染物中的酸性气体与颗粒物可能在石刻表面沉积，参与化学反应或形成覆盖层，不仅掩盖文物细节，还可能催化石材劣化。

在上述气候变化与人为活动的双重驱动下，石窟寺病害呈现出从“单一静态”向“复合动态”演变的新特征。病害之间不再是孤立发生，而是构成相互关联、彼此加剧的复杂系统。例如，渗水活动会改变岩体的物理力学性质，降低其抵抗温度应力与震动干扰的能力，而表层风化又为水分渗透与生物附着创造了更有利的条件。这种多种病害的耦合效应使得保护工作的难度大幅增加，要求干预策略必须从针对单一症状的治理，转向对病害系统根源的整体性调控。此外，病害的动态性表现为其发展速率和模式可能不再遵循历史经验，具有更强的不可预测性。过去基于长期观测建立的病害演化模型需要根据新的环境参数进行修正，这对石窟寺的风险评估与早期预警机制提出了更高要求。面对这些新特征，保护工作必须突破传统思路，在深入认知环境—文物相互作用机制的基础上，发展更加精细化、预见性和适应性的保护技术与管理策略。

进入21世纪，数字化技术与智能监测的深度融合为石窟寺保护工作带来了革命性变革。面对石窟文物不可逆的劣化进程以及复杂环境因素的持续威胁，传统以人工巡查和定期记录为主的保护模式已难以满足精准化、预防性的管理需求。以三维激光扫描、高精度摄影测量、多光谱成像等为代表的数字化采集技术，率先在文物信息留存方面取得突破。这些技术能够以毫米级甚至更高精度全面获取石窟寺在几何形态、表面纹理与色彩信息等方面的海量数据，构建起高保真的数字孪生模型。这一过程不仅实现了文物现状的永久性、可复现的数字存档，更使得保护人员能够在不直接接触文物的前提下，对造像细部、裂隙分布、风化程度等进行定量化分析与比对，为科学评估文物健康状况提供了前所未有的精细依据。

在数字化存档的基础上，智能监测技术的引入进一步推动了保护工作从静态记录向动态管控的跨越。通过在石窟本体及周边环境关键位置布设多种传感器，可实现对温度、湿度、振动、岩体位移、渗流状态等多项指标的持续自动采集。借助物联网技术，这些数据得以实时传输至中央数据平台，再结合人工智能算法进行深度挖掘与智能预警。例如，系统能够自动识别微小的裂隙扩展趋势，或预测在特定温湿度条件下盐分结晶可能发生的区域，从而在病害显现初期即发出警报，使保护措施得以提前介入，有效避免了以往“小病拖成大病”的被动局面。这种基于数据驱动的决策模式，显著提升了保护工作的预见性与主动性。

数字化与智能化技术的结合，还深刻改变了石窟寺的保护性修复与展示传承方式。在修复实践方面，保护人员可在数字模型上进行虚拟修复方案模拟，预先评估不同材料与工艺的长期效果，极大降低了实地干预的试错成本与潜在风险。对于部分已损毁或模糊的雕刻与壁画，可利用人工智能图像增强与虚拟复原技术，在数字空间中重现其历史风貌，为学术研究与公众认知提供重要参考。在展示层面，基于高精度三维模型开发的虚拟现实（VR）与增强现实（AR）应用，使公众能够突破时空限制，“走进”那些因保护需要而暂时关闭或地处偏远的洞窟，沉浸式体验石窟艺术的魅力，实现了文化遗产在数字空间的活态传承。

尤为重要的是，数字化技术正推动石窟寺档案体系发生根本性变革。传统的二维图像与文字描述正在被融入时间维度的四维数字档案所替代。通过定期的重复扫描与数据比对，可以精确量化记录文物在不同时间尺度上的变化速率，如表面风化厚度增长、颜料褪色程度、关键裂隙的宽度变化等。这种动态档案不仅为评估保护措施的有效性提供了客观标准，也为预测文物在未来环境场景下的寿命演变提供了数据基础，标志着石窟寺保护从依赖于经验的定性判断迈向了基于数据的定量管理新阶段。

总体而言，数字化技术与智能监测的创新应用，正将石窟寺保护带入一个更加精准、高效和可持续的新时代。它构建起一个涵盖信息采集、动态监测、风险评估、虚拟干预与公众服务的全方位技术体系，为应对气候变化与人为活动加剧带来的复合型挑战提供了核心科技支撑。随着5G、边缘计算、人工智能等技术的持续演进，未来石窟寺的智能保护系统将朝着更加集成化、自动化与智能化的方向深化发展，为这一珍贵文化遗产的永久保存与价值传承开辟更为广阔的前景。

随着文物保护理念的不断深化，石窟寺保护工作的核心已从传统的抢救性干预逐步转向以预防为主导的系统性防控。在过去较长时期内，保护力量主要集中于对已出现严重病害的石窟进行应急抢险和修复，这种方式虽能解决燃眉之急，却往往难以从根本上遏制文物劣化的趋势。进入新时代，在气候变化与人为活动叠加影响的背景下，石窟寺所面临的风险更具复杂性和长期性，单纯依靠事后治理不仅成本高昂，效果也常受限。因此，树立“预防为先、监测为基、风险管控”的预防性保护理念，成为推动石窟寺可持续发展的必然选择。

预防性保护强调通过持续性的监测、评估和日常维护，最大限度地延缓文物劣化进程，降低重大干预的频率和强度。其核心在于将保护关口前移，从事后补救转向事前防控。在这一理念指导下，中国文化遗产研究院逐步构建起覆盖环境监测、病害预警、日常保养等环节的预防性保护体系。依托布设于石窟本体及周边环境的传感器网络，系统实时采集温湿度、岩体位移、渗流状态等关键数据，并借助数据分析平台实现对文物保存状况的动态评估。一旦监测数据出现异常波动，系统可及时发出预警，提醒保护人员采取针对性调控措施，避免病害进一步发展。这种基于数据的风险预警机制，显著提升了保护工作的前瞻性和精准性。

在实践层面，预防性保护体现为一系列常态化的维护管理措施。例如，定期对石窟表层进行清洁，以清除积尘、微生物等危害因素；对排水系统进行疏通维护，防范雨水积聚对岩体的侵蚀；加强对游客流量的科学管控，减少人为活动对窟内微环境的扰动。这些日常保养工作看似琐碎，却是维持石窟长期稳定的重要基础。与此同时，保护人员也更加注重通过改善石窟周边环境来降低外部威胁，如在石窟上缘修建截水沟、种植防护林带等，从区域尺度缓解自然因素对文物的直接冲击。

预防性保护的实施离不开多学科技术的支撑。数字化手段为文物建立了高精度的档案，通过定期扫描与数据比对，可以量化记录文物在不同时期的细微变化，为评估保护效果和预测未来风险提供依据。材料科学的进步则推动了环保型保护材料的研发与应用，如具备自清洁、透气性好等特性的表面防护材料，可在不影响文物原貌的前提下增强其耐候性。此外，预防性保护还要求将保护考量前置到石窟的展示利用与管理决策中，例如在旅游设施规划阶段即开展环境影响评估，避免后续开发对文物本体造成不可逆的损害。

这一理念的转变也带动了保护人才培养和管理机制的优化。保护人员不再仅仅是病害发生后的修复执行者，更需要具备风险评估、监测数据分析、日常维护管理等综合能力。相应的，保护项目的管理也更加强调全周期规划，将资源合理配置于日常监测、定期保养和专项治理等多个环节，形成长效保护机制。实践证明，预防性保护不仅能够有效延长石窟寺的寿命，降低大规模修复的经济成本，更重要的是最大限度地保存了文物的历史信息与原真性，符合国际文化遗产保护的先进方向。

当然，从抢救性保护全面转向预防性保护仍面临诸多挑战，如长期监测数据的积累与解读、区域性环境变化的应对策略、维护经费的可持续保障等，都需要在未来的实践中不断探索和完善。但这一理念的深化与落地，无疑为石窟寺应对新时代复杂风险、实现科学保护和永续传承开辟了更为坚实的路径。

面对石窟寺保护日益复杂的挑战，单一学科的知识与技术已难以应对。文研院打破学科壁垒，整合不同领域的优势资源，构建协同创新的科研平台。这种多学科交叉融合的科研平台建设，旨在将地质学、材料科学、环境工程、信息技术、考古学乃至人文社会科学的研究方法与智慧进行系统性整合，形成解决石窟寺保护关键问题的合力。

平台建设的核心是体制机制创新。通过设立跨部门、跨领域的联合实验室和项目组，为多学科专家提供稳定的合作空间。在这种模式下，地质学专家负责厘清石窟赋存岩体的工程地质与水文地质条件，材料科学专家专注于研发与文物本体兼容、性能耐久且可逆的保护材料，而计算机专家则致力于构建数字孪生模型和智能监测系统，实现保护过程的模拟与优化。这种围绕共同目标的分工协作，确保了科研成果能够直接服务于保护实践，显著提升了问题解决的效率与科学性。

在具体运行中，注重前沿技术的引入与融合。例如，在分析石窟渗水这一老大难问题时，传统的宏观水文地质调查与新兴的微渗流理论及探测技术相结合，使得对岩体内部毫米级裂隙网络中水流路径的精细识别成为可能。这种跨尺度的认知，为制定更加精准的“靶向”治理方案提供了关键理论基础。同样，在材料研发领域，不仅关注合成材料的性能，也重视对传统工艺的科学化挖掘与提升，并探索如微生物矿化技术等环境友好型生物加固方法的可行性，体现了传统智慧与现代科技的深度对话。

人才培养是平台可持续发展的基石。研究生和青年科研人员在跨学科团队中承担任务，通过实践学习如何将不同学科的理论与方法应用于解决真实的保护问题，这种经历极大地拓宽了他们的学术视野和创新思维。积极与高校、科研院所建立战略合作关系，通过共建课程、共享设备、互聘导师等方式，形成产学研用紧密结合的人才培养生态，为石窟寺保护事业储备了坚实的人才队伍。

总体而言，多学科交叉融合的保护科研平台建设，是文研院应对新时代石窟寺保护挑战的战略举措。它通过创新组织模式、汇聚顶尖智慧、促进技术融合、培育复合人才，构建了一个开放、协同、高效的创新生态系统。这一平台不仅直接产出了一批解决实际问题的关键技术成果，更重要的是，它塑造了一种系统性的、面向未来的保护科研范式，为全面提升石窟寺保护工作的科技内涵与创新能力提供了根本保障。

经过九十年的实践探索与理论积淀，中国文化遗产研究院在石窟寺保护领域已形成一套融合传统经验与现代科技、兼顾本体抢救与预防性维护的综合体系。这一体系以多学科交叉为基石，通过数字化采集、智能监测、材料创新与精准治理等技术手段的系统集成，显著提升了保护工作的科学性、预见性与有效性。实践表明，技术创新在解决关键保护难题中发挥了核心作用。更为重要的是，保护理念实现了从被动应急向主动防控的历史性转变，预防性保护已成为指导各项工作的基本准则。

面向未来，石窟寺保护事业仍面临诸多挑战。全球气候变化导致的极端天气事件频发，可能加剧石窟岩体风化、渗水等病害的复杂性；日益增长的旅游压力对窟内微环境与文物本体构成持续性威胁；保护领域复合型人才储备与快速发展的技术需求之间仍存在一定差距。与此同时，以人工智能、大数据、物联网为代表的新兴技术正加速演进，为石窟寺保护的精细化、智能化管理提供了前所未有的机遇。

展望新征程，中国文化遗产研究院将致力于推动保护事业向更高质量、更可持续的方向发展。在科研层面，需进一步深化石窟寺病害机理的基础研究，加强长期监测数据的积累与挖掘，构建更加精准的文物退化预测模型。在技术应用层面，应促进高新技术与保护需求的深度融合，研发更智能、低成本的监测装置与环境调控设备，发展无损、微创的干预技术。在体制机制方面，需完善跨区域、跨机构的协同保护网络，推动保护标准与数据的互联互通，强化风险管理与应急响应能力。此外，应更加重视保护成果的创造性转化与创新性表达，通过数字化展示、沉浸式体验等方式，让石窟寺所承载的中华优秀传统文化在新时代焕发勃勃生机。

石窟寺保护是一项关乎文明传承的长期事业，需要持之以恒的投入、与时俱进的创新与社会各界的共同参与。中国文化遗产研究院将继续坚守保护初心，深化国际合作，吸纳全球智慧，不断提升保护工作的整体效能，为守护中华民族的文化根脉、坚定文化自信作出新的更大贡献。