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敦煌地处亚洲内陆，四周被广袤的沙漠和戈壁紧紧环绕。其北部是马鬃山，南部有阿尔金山，西面是库姆塔格沙漠，东面则是巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠的边缘地带。这些沙漠和戈壁构成了敦煌独特的地理屏障，使得敦煌宛如一座被沙海包围的孤岛。
沙漠和戈壁的地表主要由沙石组成，缺乏植被覆盖。在阳光的强烈照射下，沙石迅速升温，使得白天的气温急剧升高。而到了夜晚，沙石散热也快，气温又会大幅下降，形成了巨大的昼夜温差。敦煌的夏季，白天最高气温可达40摄氏度以上，而夜晚则可能降至20摄氏度左右；冬季，白天的气温可能在0摄氏度以上，夜晚却能低至零下20摄氏度。这种极端的气温变化，对当地的气候产生了深远的影响。
干燥少雨也是敦煌气候的显著特征。由于沙漠和戈壁的存在，空气中水汽含量极少，难以形成有效的降水。敦煌的年降水量不足50毫米，而蒸发量却高达2000毫米以上。这种干旱的气候条件，使得当地的生态系统十分脆弱。植被种类稀少，主要以耐旱的灌木和草本植物为主，如红柳、梭梭、骆驼刺等。这些植物具有强大的耐旱能力，它们的根系发达，能够深入地下寻找水源。动物种类也相对较少，常见的有骆驼、野兔、沙鼠等，它们都适应了干旱的环境，具有独特的生存方式。
沙漠和戈壁的环绕还导致了敦煌地区风沙天气频繁。强劲的风力裹挟着沙尘，形成沙尘暴。沙尘暴来袭时，天空变得昏暗，能见度极低，给当地的生产生活带来了诸多不便。然而，这种恶劣的自然环境也在一定程度上保护了莫高窟。干燥的气候使得洞窟内的壁画和彩塑不易受潮发霉，减少了微生物的侵蚀；风沙虽然会对洞窟造成一定的侵蚀，但也在洞窟表面形成了一层自然的保护膜，减缓了风化的速度。
鸣沙山位于敦煌城南五公里处，山体由细沙积聚而成。它东西长约40公里，南北宽约20公里，海拔1715米。鸣沙山的沙粒细腻光滑，色泽金黄。当人们从山顶下滑时，沙粒会随着身体的移动而滚动，发出嗡嗡的响声，犹如天籁之音，“鸣沙山”也因此得名。关于鸣沙山的形成，有一个美丽的传说。相传，这里原本是一片水草丰美的绿洲，有一位将军率领军队在此宿营。一天夜晚，突然狂风大作，黄沙漫天，一夜之间，军队被埋在了沙下。从此，每当狂风刮起或有人下滑时，沙山就会发出类似战鼓和厮杀的声音，仿佛是当年军队的呐喊。
三危山位于敦煌市东南25公里处，是敦煌历史文化的重要发源地。它由三座山峰组成，峰峦起伏，如危楼高耸，因此得名“三危山”。三危山的岩石呈暗红色，在阳光的照耀下，闪耀着金色的光芒，宛如一座金山。在古代，三危山就被视为神山，传说这里是西王母居住的地方。《尚书·舜典》中记载：“窜三苗于三危”，可见三危山在古代就具有重要的地位。
鸣沙山和三危山与莫高窟有着密切的位置关系。莫高窟就开凿在鸣沙山东麓的断崖上，三危山则位于莫高窟的东南方向。这两座山犹如两位忠诚的守护者，默默地守护着莫高窟。
从自然保护的角度来看，鸣沙山和三危山为莫高窟阻挡了风沙的侵袭。鸣沙山呈月牙形环绕在莫高窟的西侧和南侧，有效地减缓了来自西北方向的风沙对洞窟的直接冲击。三危山则在东南方向形成了一道天然的屏障，阻挡了部分来自东南方向的气流和沙尘。此外，这两座山还调节了莫高窟周边的小气候。它们的存在使得莫高窟所在的区域形成了相对稳定的气流环境，减少了极端天气对洞窟的影响。
在文化意义上，鸣沙山和三危山与莫高窟相互映衬，共同构成了敦煌独特的文化景观。它们的传说和故事为莫高窟增添了神秘的色彩，吸引着无数游客前来探寻。鸣沙山的神奇声响和三危山的金色光芒，与莫高窟内精美的壁画和彩塑相互呼应，让人们在欣赏艺术之美的同时，也感受到了大自然的神奇和伟大。
敦煌独特的自然环境为莫高窟的形成提供了诸多有利条件。首先，鸣沙山的岩石质地是洞窟开凿的关键因素。鸣沙山主要由砾岩和砂岩组成，这种岩石结构较为疏松，硬度适中，既便于工匠们使用简单的工具进行开凿，又能在一定程度上保持洞窟的稳定性。在古代，开凿工具简陋，若岩石过于坚硬，开凿工作将难以进行；而若岩石过于松软，洞窟则容易坍塌。鸣沙山的岩石恰好满足了这一要求，使得工匠们能够相对轻松地在山体上雕琢出大小各异的洞窟。
其次，敦煌地区干燥少雨的气候为洞窟的开凿和建造提供了良好的施工环境。在干燥的气候条件下，洞窟内的湿度较低，减少了岩石因水分侵蚀而软化的风险，有利于洞窟的长期稳定。同时，干燥的空气也使得壁画和彩塑在制作过程中能够快速干燥定型，便于工匠们进行精细的创作。例如，在绘制壁画时，颜料能够迅速干燥，从而更好地附着在墙壁上，保证了壁画的质量和耐久性。
再者，敦煌周边的沙漠和戈壁虽然环境恶劣，但也为莫高窟的形成提供了丰富的原材料。沙漠中的细沙可以作为制作颜料的原料，经过加工后，能够调出各种鲜艳的颜色，用于绘制壁画。戈壁中的石头和黏土则可以用于制作彩塑，工匠们利用这些天然材料，塑造出了形态各异、栩栩如生的佛像和菩萨像。
此外，敦煌的地理位置也为莫高窟的形成创造了条件。它地处丝绸之路的咽喉要道，是东西方文化交流的重要枢纽。往来的商人和僧侣带来了不同的文化和艺术观念，为莫高窟的建造提供了丰富的灵感和素材。同时，敦煌作为交通要道，也吸引了大量的工匠和艺人前来，他们在这里汇聚，共同参与莫高窟的建设，使得莫高窟逐渐成为了一座艺术宝库。
风蚀：敦煌地区风沙频繁，强劲的风力裹挟着沙尘，不断侵蚀着莫高窟的洞窟外壁。长期的风蚀作用使得洞窟的岩石表面逐渐剥落，壁画和彩塑的边缘也受到磨损，影响了它们的完整性和美观度。例如，一些洞窟的洞口由于风蚀变得更加狭窄，部分壁画的线条也因风沙的打磨而变得模糊不清。干燥的气候使得洞窟内的壁画和彩塑不易受潮发霉，减少了微生物的侵蚀。风蚀虽然会对洞窟造成一定的破坏，但在一定程度上也在洞窟表面形成了一层自然的保护膜，减缓了风化的速度。
沙尘：沙尘天气不仅会对洞窟的外观造成损害，还会进入洞窟内部，沉积在壁画和彩塑表面，影响它们的色彩和质感。沙尘中的细小颗粒还可能会渗入壁画和彩塑的内部，对其结构造成破坏。沙尘的沉积在一定程度上可以隔绝外界的空气和水分，减少氧化和腐蚀的影响。而且，沙尘中的矿物质成分可能会与壁画和彩塑表面的颜料发生化学反应，形成一层保护膜，增强其耐久性。
地震：敦煌位于地震带上，地震活动较为频繁。地震产生的强烈震动可能会导致洞窟坍塌、壁画和彩塑损坏。历史上的一些地震曾对莫高窟造成了不同程度的破坏，使得部分洞窟和艺术作品遭受了不可挽回的损失。莫高窟所在的鸣沙山山体结构相对稳定，在一定程度上能够缓冲地震的影响。而且，经过长期的自然选择和演变，莫高窟的洞窟和建筑结构已经适应了当地的地质条件，具有一定的抗震能力。
气候干燥：过于干燥的气候会导致壁画和彩塑中的水分过度蒸发，使得颜料和泥土干裂、脱落。同时，干燥的环境还容易引发静电，吸附空气中的灰尘和杂质，对艺术作品造成污染。干燥的气候抑制了微生物的生长和繁殖，减少了壁画和彩塑因生物侵蚀而损坏的风险。而且，低湿度的环境有助于保持洞窟内的温度稳定，避免因温度变化过大而对艺术作品造成损害。