“復(fù)原先農(nóng)地祇之貌，數(shù)字賦能中軸線申遺”實踐團(tuán)（北京建筑大學(xué)）

2023年暑期，作為北建大“人民城市”課的119個實踐團(tuán)之一，測繪學(xué)院的“復(fù)原先農(nóng)壇地祇之貌數(shù)字賦能中軸線申遺”實踐團(tuán)，以北京先農(nóng)壇之地祇壇石龕為研究對象，對地祇壇石龕的歷史沿革、價值特色及特征載體進(jìn)行研究分析，并對地祇壇石龕現(xiàn)狀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。以科技助力，為北京中軸線申遺貢獻(xiàn)測繪智慧。

先農(nóng)壇中地祇壇?地祇壇中有石龕

先農(nóng)壇，作為北京中軸線的重要組成部分，體現(xiàn)了中國古代農(nóng)業(yè)大國對農(nóng)事活動的重視。地祇壇作為先農(nóng)壇中的重要組成，也是中軸線上的重要?dú)v史風(fēng)貌。近年來，保護(hù)和恢復(fù)先農(nóng)壇是北京“中軸線”申遺工作的關(guān)鍵任務(wù)之一。而在先農(nóng)壇保護(hù)的多項工作中，恢復(fù)地祇壇又是重點(diǎn)與難點(diǎn)之一。

本次調(diào)研中，為了幫助大眾更深?地理解先農(nóng)壇的歷史變遷，按照時間順序和朝代分類，我們對先農(nóng)壇的歷史重要時刻進(jìn)行系統(tǒng)整理。借助專業(yè)的圖形數(shù)據(jù)庫，我們構(gòu)建了時間線知識圖譜，確保每?個實體都融合了時間順序和發(fā)生位置等關(guān)鍵信息。同時，借助北京歷史地圖和歷史信息，我們將歷史地圖與現(xiàn)代地理環(huán)境相結(jié)合，突出呈現(xiàn)先農(nóng)壇在不同時期的布局演變。通過融合知識圖譜，生動呈現(xiàn)了先農(nóng)壇的歷史變遷格局。

建于明嘉靖十一年（1532年）的地祇壇是明清兩代用以祭祀諸地神的祭壇，也是理解、研究中國古代祭祀的重要資料。隨著時間的推移，地祇壇遭受了嚴(yán)重的損害與毀壞，亟須進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)。

2002年，地祗壇幸存下來的石龕（供奉神像或神主的小石閣）被移到了先農(nóng)壇的內(nèi)壇，并恢復(fù)了原來的排列位置，但中間的祭壇卻沒有恢復(fù)，而一直用綠植作代替。石龕刻有山水云紋，構(gòu)造優(yōu)美，裝飾繁復(fù)，具有較高的藝術(shù)價值。石龕上雕刻精美，是石質(zhì)雕刻類文物中的典范。在地祗壇南側(cè)的這5座石龕，分別供奉著五岳、五鎮(zhèn)、五陵山、四海和四瀆諸神，中間的石龕內(nèi)供奉的則是五岳神。我們準(zhǔn)備對石龕數(shù)字化復(fù)原，但石龕“病害”很大，我們要研究“病害”的原因以更好呈現(xiàn)其本來面目。

石龕之病哪里來

我們采集了石龕的正射影像數(shù)據(jù)，隨后繪制了石龕表面的病害平面圖，以祭天下大川碑為例，并對每個石龕上的病害面積進(jìn)行了詳細(xì)統(tǒng)計。在分析先農(nóng)壇石龕病害成因時，我們以歷史因素（如先農(nóng)壇的搬遷和改建狀況）、氣候條件、地形條件、巖石成分以及構(gòu)造等因素與環(huán)境污染狀況作為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行了深入分析。此外，我們還針對典型病害提出了科學(xué)的防治建議，為石龕的保護(hù)工作提供了指導(dǎo)方案。

我們發(fā)現(xiàn)暴露在惡劣的氣候條件下，如強(qiáng)風(fēng)、高溫、降雨等，石龕可能會受到風(fēng)化和侵蝕的影響。石龕上存在的風(fēng)化裂隙、孔洞等病害，是因為石材可能因風(fēng)化而變脆，失去原有的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，表面可能出現(xiàn)剝落、裂縫和褪色。同時，城市環(huán)境中的空氣污染和酸雨可能會導(dǎo)致石龕表面沉積物的積累，形成污漬，加速石材的腐蝕，先農(nóng)壇石龕表面紋中分布著大量水銹結(jié)殼和溶蝕。

小組的一位同學(xué)還針對北京地區(qū)氣候及大氣污染特點(diǎn)，選取了東城區(qū)、海淀區(qū)、石景山區(qū)、昌平區(qū)、房山區(qū)、大興區(qū)等7處文化遺產(chǎn)的大理巖石刻文物進(jìn)行調(diào)研和檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們主要是以青白石和方解石大理巖為主，其中青白石材質(zhì)占到75%以上，表面粉化、表面污染、水銹結(jié)殼和溶蝕為主要病害。研究揭示了這些病害形成的原因，尤其是詳細(xì)探索了黑色結(jié)殼（水銹結(jié)殼的一種）的形成機(jī)理，與污染物的關(guān)系以及污染物的來源，并篩選出合適的方法成功對黑色結(jié)殼進(jìn)行了清洗和鹽分評估。

此外，石質(zhì)文物的風(fēng)化病害防治必須要重視對地質(zhì)環(huán)境的研究。?由于顯露的石質(zhì)造像病害多數(shù)與地質(zhì)環(huán)境直接相關(guān)，先農(nóng)壇整體范圍的地形條件和地質(zhì)構(gòu)造，可能對其中的石龕產(chǎn)生一定的影響。因此要研究石龕病害成因及保護(hù)對策必須借助工程地質(zhì)學(xué)，對水文、工程、環(huán)境等地質(zhì)條件進(jìn)行分析，通過現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的理論可以研究造像病害成因及預(yù)測病害破壞的發(fā)展趨勢。

石質(zhì)文物的風(fēng)化與加工石質(zhì)文物的原料——石材質(zhì)量的好壞有著密切關(guān)系，花崗巖堅硬、耐久，穩(wěn)定性最高，砂（礫）巖不結(jié)實、很容易分化，石灰?guī)r的穩(wěn)定性介于兩者之間。如果巖石的膠結(jié)物為泥，巖石最容易風(fēng)化。因為泥質(zhì)膠結(jié)物中含有大量像蒙脫石一類的黏土，蒙脫石具有層狀結(jié)構(gòu)，可以吸收大量水分。吸水后晶胞強(qiáng)烈膨脹，而失水后又會產(chǎn)生收縮。隨著環(huán)境氣候的變化，時脹時縮反復(fù)作用，加速了巖石的風(fēng)化。

石質(zhì)遺跡大部分暴露在自然界的風(fēng)化環(huán)境中，特別是近代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染和酸雨對石質(zhì)文物古跡的侵蝕更加嚴(yán)重，尤其是對碳酸鹽類巖石，如大理石、石灰石、白云石等構(gòu)成的石質(zhì)文物，會受到酸雨災(zāi)難性的破壞。在濕潤氣候中，水分可能滲入石龕內(nèi)部，導(dǎo)致石材內(nèi)部的濕潤和干濕交替，加速風(fēng)化和腐蝕。凍融循環(huán)可能會使水分在石材內(nèi)部凍結(jié)膨脹，導(dǎo)致裂縫和剝落。

此外，人的活動對于石龕的影響也是巨大的，如戰(zhàn)爭、火災(zāi)、盜竊、環(huán)境污染，還有如油漆、鐵銹等，都會在石龕表面形成相應(yīng)的病害。

數(shù)字化修復(fù)

我們通過三維建模對地祇壇中石龕進(jìn)行了虛擬復(fù)原，再結(jié)合模型、紋理和歷史復(fù)原依據(jù)，制作了石龕的數(shù)字化展示視頻，展示地祇壇的歷史演變、石龕的結(jié)構(gòu)和病害情況。

在這次“人民城市”的實踐調(diào)研中，我們發(fā)現(xiàn)北京中軸線上還有許多重要文物急需尋求多種手段進(jìn)行數(shù)字化留存、展示方法的研究，未來我們也將繼續(xù)關(guān)注。

責(zé)任編輯：刁雅琴