长城历经千年，长期暴露于自然环境中，大量夯土长城面临表层风化、裂隙扩张、掏蚀坍塌等威胁。

近日，中国科学院西北生态环境资源研究院等研究团队，系统整合近年来的野外调查与实验数据，提出了一个新观点：生物结皮对夯土长城的净效应是否有益，取决于由赋存气候环境、本体材料和生物结皮演替阶段三者共同调控的临界阈值。

被忽视的“活皮肤”

依托传统岩土工程加固技术，长城的结构安全已得到有力保障。但在墙体防风化方面，现有化学保护材料存在兼容性、长效性、环保性方面的问题。

为此，科研人员从自然生态规律中汲取智慧，探索文物与周边环境、生物群落和谐共存的绿色保护技术。

一种来自大自然的解决方案进入研究者视野——生物结皮。这是由蓝细菌、地衣、藓类等微小生物与土壤颗粒胶结形成的生物-土壤复合共生体。在干旱与半干旱区段，它在夯土长城遗址表面覆盖度高达67%，被称为长城的“活皮肤”。

研究发现，生物结皮通过六大作用保护长城墙体：降低近地表风速，减少风蚀；缓冲温度波动，降低热应力；消散雨滴动能，防止表层击溅；减缓径流流速，减轻水蚀；限制雨水入渗深度；通过微生物分泌物的胶结作用，提高墙体的抗压强度、贯入阻力和抗剪强度。

对比观测与测定表明，有生物结皮覆盖的夯土遗址段落，其孔隙度、持水能力、可蚀性和盐分含量降低，而抗压强度、贯入阻力、抗剪强度和团聚体稳定性则提高。

让“自然卫士”真正上岗

然而，生物结皮并非“有百利而无一害”。研究同时揭示了生物结皮存在的局限。在半湿润和湿润区，过湿环境可能使生物结皮诱发盐害和植物根系破坏。此外，生物结皮可能吸引蚂蚁、马陆、蚯蚓等小型动物，产生额外的机械扰动损害。

自然条件下生物结皮拓殖往往需数年至数十年，人工培育与接种技术不断成熟，为人工干预以发挥其保护作用提供了可能。如何放大生物结皮的保护作用，规避其潜在风险？

研究团队提出了三个优先研究方向：开展跨气候带（干旱、半干旱、半湿润、湿润）的长城生物结皮普查，利用宏基因组学等技术识别关键功能菌群，定量评估其多功能性和净效应；优化优势生物结皮的人工定向培育与接种技术，建立“目标物种筛选-植被构建-结皮接种-稳定性维护”的岩土文物保护修复新框架；建立长期监测系统，结合遥感与地面采样，实时追踪生物结皮演替动态，确定生物保护功能与生物破坏功能转变的平衡阈值。

生物结皮是一种充满希望的自然解决方案，充分理解它的双重性并学会精细管理，将推动文化遗产保护从被动抢修转向主动生态共生。研究为长城及其他土遗址的绿色保护提供了全新思路。 http://t.cn/AXarUL53