气候变化背景下庞贝古城"古代狩猎之家"地衣定殖动态与光合活性的监测研究

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:International Biodeterioration & Biodegradation 4.1

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  本研究针对气候变化下文化遗产表面生物劣化防控需求,通过八年纵向监测庞贝古城VII,4,48遗址地衣群落覆盖度变化,结合叶绿素荧光技术(Fv/Fm)四季监测,揭示南向墙面湿生地衣Dirina massiliensis显著衰退而旱生地衣Verrucaria macrostoma相对增长,为地中海地区遗产保护提供微气候调控新依据。

  

在意大利庞贝古城历经千年风霜的壁画墙上,一群特殊的"居民"——地衣群落正悄然记录着气候变化的故事。这些看似不起眼的生物复合体(真菌与藻类/蓝藻共生体)不仅是文化遗产的潜在威胁,更是环境变迁的天然传感器。随着地中海地区干旱趋势加剧,文物保护者面临新的挑战:传统生物劣化防治策略是否需要调整?哪些墙面微环境将成为未来生物生长的"热点"?

都灵大学(University of Turin)与La Venaria Reale保护修复中心的研究团队选择庞贝VII区4号48室的"古代狩猎之家"作为天然实验室。这座公元前2世纪的罗马宅邸拥有24个不同朝向的房间,其裸露的垂直墙面形成了完美的微气候梯度。研究人员通过八年(2017-2025)的追踪观测,结合创新性的叶绿素荧光成像技术,首次揭示了气候变化背景下遗产地衣群落的动态响应规律。

研究采用三大关键技术:1)50×50cm标准样方地衣覆盖度网格化调查(10×10cm精度);2)手持式PEA荧光仪原位测量基础荧光(F0)和最大光量子产量(Fv/Fm);3)基于ISO15927:2009标准的迎风面降雨量(WDR)建模,结合温湿度数据记录仪(Testo 174H)和红外热成像(FLIR C5)的微气候监测。

【地衣定殖动态】
通过25个固定样方的对比显示:南向墙面的湿生地衣D. massiliensis覆盖率下降8.6%,其中心区域出现典型衰老特征;而旱生地衣V. macrostoma覆盖率增长4.6%,新生体直径仅0.1-1mm。北向墙面则呈现相反趋势,D. massiliensis覆盖率增加1.8%。

【光合活性季节模式】
GLM模型显示墙面朝向(F-ratio=1576)和距地高度(F-ratio=1148)是影响Fv/Fm的主要因素。北向墙面全年保持0.05-0.5的Fv/Fm值,而南向墙面75%测量值为零。浇水实验证实D. massiliensis在南向墙面的光合恢复能力丧失。

【微气候驱动机制】
Spearman相关性分析揭示:地衣活性与24小时累计降雨量(rs=0.68)和WDR(rs=0.63)显著相关,但与即时相对湿度无关。南向墙面因高温(夏季日均Tsur达42°C)和西风降雨(WDR)不足,形成"水文隔离"微环境。

【讨论与意义】
该研究首次证实地中海气候区文化遗产地衣群落正在发生"旱生化"演替,V. macrostoma等耐旱物种可能成为未来优势种群。这一发现为文物保护提供了精准干预策略:1)优先保护北向/东向墙面的生物活性热点;2)南向墙面可延缓清洁干预;3)春季雨后是生物防治最佳窗口期。研究结果发表于《International Biodeterioration》期刊,为UNESCO遗产地的气候变化适应性管理建立了新范式。

特别值得注意的是,Trentepohliaceae藻类(D. massiliensis的共生体)对干旱的敏感性使其成为气候变化的"预警指标",而Diplosphaera属(V. macrostoma共生体)的耐旱特性解释了该物种的扩张趋势。这种生物学差异为预测不同气候情景下的生物劣化模式提供了分子层面的解释框架。

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