科研進(jìn)展
生物結(jié)皮對(duì)夯土長城的保護(hù)機(jī)制與雙重效應(yīng)研究獲新進(jìn)展
中國夯土長城和世界范圍廣泛分布的土遺址長期面臨表層風(fēng)化等病害威脅，探索綠色長效的保護(hù)技術(shù)是文物保護(hù)領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問題。中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院干旱區(qū)生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合敦煌研究院中國-吉爾吉斯斯坦文化遺產(chǎn)保護(hù)“一帶一路”實(shí)驗(yàn)室，在土遺址生物保護(hù)研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。
研究指出，生物結(jié)皮可為土長城遺址提供生態(tài)兼容的保護(hù)屏障，從而為夯土長城提供保護(hù)，但其實(shí)際保護(hù)效果取決于保護(hù)作用與損害風(fēng)險(xiǎn)之間的消長平衡，這一平衡受到氣候環(huán)境、墻體材質(zhì)與生物結(jié)皮演替階段的共同制約。
研究系統(tǒng)梳理了生物結(jié)皮的六大保護(hù)機(jī)制：降低風(fēng)速、緩沖溫度、消減雨滴濺蝕、減緩徑流、限制雨水入滲以及提升夯土力學(xué)穩(wěn)定性。研究同時(shí)指出，生物結(jié)皮具有保護(hù)和損害雙重屬性，當(dāng)前科學(xué)共識(shí)傾向于其在干旱和半干旱區(qū)發(fā)揮凈保護(hù)作用，但生物結(jié)皮誘導(dǎo)的水分滯留可能加劇凍融循環(huán)破壞，苔蘚和維管植物可能吸引小型動(dòng)物活動(dòng)造成機(jī)械損傷。此外，生物結(jié)皮的自然演替需數(shù)年至數(shù)十年，人工接種技術(shù)目前尚不成熟。
基于此，研究提出三大未來研究方向：一是沿干旱、半干旱、半濕潤及濕潤氣候帶開展長城沿線生物結(jié)皮野外調(diào)查，結(jié)合宏基因組學(xué)技術(shù)等鑒定關(guān)鍵功能物種，系統(tǒng)評(píng)估其利弊效應(yīng)。二是開發(fā)基于本土微生物群落的定向接種技術(shù)，優(yōu)化生長條件，建立涵蓋目標(biāo)物種篩選、植被構(gòu)建、結(jié)皮接種和穩(wěn)定性維護(hù)的遺址保護(hù)修復(fù)新框架。三是結(jié)合遙感與地面監(jiān)測(cè)，建立長期跟蹤體系，確定生物結(jié)皮保護(hù)-損害功能轉(zhuǎn)變的平衡閾值。
該研究以Biocrusts: Guardians of the Great Wall of China為題發(fā)表于國際期刊The Innovation。西北研究院段育龍副研究員為論文第一作者，敦煌研究院武發(fā)思研究員和西北研究院賈榮亮研究員為共同通訊作者。研究得到甘肅省科技重大專項(xiàng)、國家青年人才計(jì)劃及甘肅省自然科學(xué)基金資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xinn.2026.101395?
生物結(jié)皮對(duì)土長城遺址的雙重效應(yīng)
