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山西古建筑如何适应气候?

发布时间:2024年09月04日 来源:中国气象报社

“地上文物看山西”,并非虚名。作为全国古建筑遗存最多的省份之一,山西古建筑时代序列完整、品类众多、形制齐全,被誉为“中国古代建筑宝库”。据全国第三次文物普查统计,山西有不可移动文物53875处,其中古建筑28027处。

悬空寺 恒山景区供图

数量庞大的山西古建筑留存至今的秘密有哪些?当地的环境、天气气候及气候变化对古建筑有影响吗?文物保护与气候关联度如何?记者就此采访了山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院副院长安海。

“气候是影响古建筑留存的关键因素”

山西古建筑以木结构遗存最负盛名,现有元代及元以前木构建筑518座,约占全国的80%以上。

“干燥、少雨的气候和历史上较少的极端天气,为木结构古建筑保存提供了有利条件。”在安海看来,山西能有数量庞大的古建筑遗存至今,气候是关键因素。

应县木塔 图/董小沛

山西地处华北平原西部,属温带大陆性季风气候,年均降水量较少且降水集中在夏季。以悬空寺所在的大同市浑源县为例,年平均气温只有6.5℃,年平均降水量约407毫米,年平均相对湿度不足40%。佛宫寺释迦塔(又称应县木塔)所在的朔州市应县,也有类似的气候特征——年平均气温7.1℃,年平均降水量约360毫米。这种气候条件下,古建筑的木构件不易腐朽,能更好地保持其本身的特性与形状。

“降水少、湿度低,相对干燥的气候能最大程度缓解木构建筑的腐朽过程,延长建筑寿命。”安海说,此外,山西历史上出现的极端天气相对比较少,也为古建的保护留存提供了客观条件。

山西古建筑留存至今,不仅仅受惠于气候背景,还体现在对气候规律的把握运用上,安海将其总结为古代工匠的适应性设计。

恒山悬空寺建筑群坐落于山谷中,依附于悬崖上,每日早晚的山谷风可调节其周围的温湿度;而寺庙周围的山峰又起到遮挡烈日的作用。夏天时,每天只有不到3小时的阳光对其进行照射。恒定的温湿环境,较少的日照时间,使得悬空寺好似处于一个天然的中央空调下。同时,由于寺庙悬挂于一个深10米、长40多米的凹壁中间,石崖顶峰突出部分像一把伞,使寺庙全年免受降水冲刷,山下的洪水也淹不到寺庙。因此,建筑所用木料受自然侵蚀的损害程度可降至最低,从而能保存完整。

“在修建建筑物时,古代工匠会考虑晋东南、晋南、晋北等不同区域的气候特点。如在降雨较多的地区,屋顶的坡面就会修得较直较陡峭,利于排水;在降雨少的地方,屋面相对就会修得比较缓一点。”安海说。

“极端天气正给古建筑带来挑战”

“长期稳定的气候条件对山西古建筑传承发挥了积极作用。但眼下极端天气也给古建筑保存和维护带来了挑战。”安海介绍,近年来发生的极端降水,已成为古建筑传承保护的最大威胁。

2021年10月,山西遭遇了一场罕见的持续强降雨,全省多处古建遇险——平遥古城墙发生局部坍塌,晋祠多处建筑屋面漏水,天龙山石窟部分石窟漏水,运城盐池禁墙东禁门瓮城大面积坍塌……

来自山西文物局的统计显示,截至当年10月10日,共有1763处不可移动文物不同程度地出现了屋顶漏雨、墙体开裂坍塌、地基塌陷、建筑倒塌等诸多险情,9座博物馆、纪念馆小面积漏雨、部分构件损坏。

这场大雨,让安海记忆犹新。“持续的强降水一旦发生。即使单日降水量不大,也很可能导致古建筑的屋顶渗漏、墙体开裂、地基沉降,甚至影响整体结构稳定。”安海说。而降水引发的洪水、泥石流、滑坡等,更是会对分散在山区中的古建筑造成毁灭性破坏。

此外,如果降水后有高温和暴晒,引起温湿度剧烈变化,还会加速建筑材料老化,导致彩画及油饰开裂。湿度的增加会促进霉菌的生长和生物病害的增多,导致古建筑构件霉变。

另一方面,气候变化还会导致一些有害生物繁衍,对古建筑产生影响。“在山西,威胁古建筑物的生物有蛀虫、木蜂等。在潮湿的环境下,这类病害虫害可能损坏木构件、壁画、砖塔等文物,影响也不容小觑。”

"多方参与,为文物保护撑起一片天"

种种影响表明,古建筑的传承与保护需要考虑到气候变化,并应该采取相应措施。

安海表示,在古建筑的维修保护中,文保部门都会考虑到天气和气候的因素,特别是降水影响。围绕忻州市五台县佛光寺和南禅寺维护与保护,山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院与忻州市气象局开展了联动与合作。

“一旦忻州地区预报有强降雨或有较严重灾害天气发生时,气象部门会把灾害信息以联席会议或紧急会议的形式,通知到文保部门。”安海说。今年上半年佛光寺在气象部门的预报预警下关闭了两次,提前将安全措施落实到位,既保障了游客安全,也保护了古建安全。

经历极端天气的影响后,晋城市玉皇庙彩塑壁画博物馆也与气象部门联动并开展了针对性保护工作。馆长尹振兴说,现在会在极端天气前后对古建筑全面巡查,及时发现问题;加强除尘通风,瓦顶除草等日常保养工作;联动气象部门,分析气象监测数据,安置温湿度传感器,从而了解古建筑的气候环境风险要素清单,精准防护。

“复杂的气候变化下,只有多方参与,才能为文物保护撑起一片天。”安海说,今年5月,山西省生态环境厅、省文物局和省文物保护基金联合向公众发布《气候变化下文化遗产保护宣言》,呼吁全社会为保护好山西珍贵的文化遗产贡献出力量。(作者:闫辰宇 汪煜灵、司艳敏、齐忻敏对本文有贡献)

(责任编辑:曹锐怡)