木結(jié)構(gòu)古建筑常見蟲害特征及防治分析

摘要 以存在蟲害的木結(jié)構(gòu)古建筑為研究對(duì)象，分析木材蟲害特征及識(shí)別方法，并提出相應(yīng)的蟲害防治措施。研究結(jié)果表明，11處單體建筑遭受害蟲蛀蝕的木構(gòu)件樹種包括硬木松（Pinus spp.）、云杉（Picea spp.）、楠木（Phoebe spp.）和軟木松（Pinus spp.）。根據(jù)蛀孔大小、形狀以及木構(gòu)件外表整體受害表現(xiàn)，可初步判斷蟲害類別；進(jìn)一步分析木構(gòu)件內(nèi)部的受害特征和殘留蛀屑，結(jié)合顯微觀察以及標(biāo)本比對(duì)識(shí)別，可更準(zhǔn)確地確定蟲害種類。古建筑木構(gòu)件上的小而密集的蟲孔多為粉蠹（Lyctidae）、長(zhǎng)蠹（Bostrychidae）、竊蠹（Anobiidae）等蠹蟲危害所致，偶爾1~2個(gè)蟲孔，對(duì)木構(gòu)件結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度影響不大；孔徑10 mm左右的正圓形蟲孔多為木蜂（Xylocopinae）蛀咬形成，多見于古建筑檐椽位置；另一類孔徑5 mm以上的較大蟲孔多為天牛（Cerambycidae）的羽化孔或排糞孔，出現(xiàn)于柱、梁等各種位置；白蟻（Termitidae）危害不同于前三類，其蛀屑混有泥土，危害狀具有典型的破壞特征，多出現(xiàn)于埋墻構(gòu)件。木結(jié)構(gòu)古建筑蟲害防治應(yīng)結(jié)合害蟲的生物學(xué)特性，找到其脆弱時(shí)期采取針對(duì)性措施。

關(guān)鍵詞 木結(jié)構(gòu)古建筑；木構(gòu)件；木材蟲害識(shí)別；防治

木材蟲害是木結(jié)構(gòu)古建筑的一大安全隱患，在古建筑木構(gòu)件的勘查中，首先發(fā)現(xiàn)的往往不是害蟲本身，而是其蛀蝕木材的危害狀。木構(gòu)件遭受害蟲蛀蝕，即使已嚴(yán)重?fù)p壞，經(jīng)反復(fù)勘查也很難發(fā)現(xiàn)活蟲。因此，害蟲蛀蝕木構(gòu)件的危害狀及現(xiàn)場(chǎng)蛀屑，成為蟲害識(shí)別的重要依據(jù)。此外，木構(gòu)件遭受害蟲蛀蝕的損傷程度和風(fēng)險(xiǎn)程度不同，準(zhǔn)確識(shí)別蟲害并采取防治措施是保護(hù)木結(jié)構(gòu)古建筑的重要環(huán)節(jié)。本研究基于北京故宮、智化寺、佛爺廟，湖南玉皇閣等20余處存在蟲害的木結(jié)構(gòu)古建筑勘查結(jié)果，進(jìn)行了蟲蛀木構(gòu)件類型與樹種的統(tǒng)計(jì)分析，探究木材蟲害特征及識(shí)別方法，并提出相應(yīng)的木材蟲害防治措施。

1 蟲蛀木構(gòu)件類型與用材樹種

為探究木材蟲害與材料本體以及木構(gòu)件位置的關(guān)系，選取北京故宮等建筑群中11處單體建筑為研究對(duì)象，對(duì)遭受蟲蛀的木構(gòu)件進(jìn)行了取樣和木材樹種識(shí)別，統(tǒng)計(jì)結(jié)果列于表1。

表1 蟲蛀木構(gòu)件信息統(tǒng)計(jì)Tab.1 Information of damaged components by wood insects

11處單體建筑中共存在20處蟲害。蟲蛀木構(gòu)件包括柱、梁、檁、枋各種大木構(gòu)件類型，分布于檐柱、金柱、三架梁、雙步梁、脊檁、檐檁、金枋、檐枋等不同位置，除半露明檐柱遭受蟲害蛀蝕概率略高于露明柱外，上部梁架中蟲蛀木構(gòu)件未發(fā)現(xiàn)特定的分布規(guī)律。從蟲蛀木構(gòu)件的用材樹種看，硬木松（Pinus spp.）占55%，云杉（Picea spp.）占25%，楠木（Phoebe spp.）占15%，軟木松（Pinus spp.）占5%。此4種木材發(fā)生蟲害概率較高，在一定程度上也與古建筑木構(gòu)件用材樹種配置有關(guān)。在11處單體建筑中上述4種木材的占比較大，其取樣數(shù)量在所有取樣中的占比分別為38%、19%、10%和6%。這些樹種的木材應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)古建筑應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆老x處理。

2 木材蟲害識(shí)別

前期勘查發(fā)現(xiàn)，不同類型蟲害對(duì)木構(gòu)件的損傷程度和風(fēng)險(xiǎn)有異。危害古建筑木構(gòu)件的昆蟲主要包括蠹蟲類、木蜂類、天牛類和白蟻類[1]，若現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)活蟲進(jìn)行蟲體比對(duì)分析，未發(fā)現(xiàn)活蟲則根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)木構(gòu)件的受害狀和蛀屑進(jìn)行蟲害識(shí)別。

2.1　根據(jù)木構(gòu)件受害狀及殘留蛀屑進(jìn)行蟲害識(shí)別

木構(gòu)件受害狀是其遭受蟲害的直觀表現(xiàn)，木構(gòu)件下方地面區(qū)域時(shí)有蛀屑。以湖南玉皇閣為例，勘查現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)了多處木構(gòu)件蟲蛀痕跡，其中多塊木梁存在數(shù)量較多的蛀孔，且蟲蛀木梁下方存在混合蛀屑，但并未發(fā)現(xiàn)活蟲。該木梁僅一面就有30多個(gè)蟲孔，整個(gè)木梁蟲孔數(shù)量不低于100個(gè)，其內(nèi)部已被蛀空，基本無法起到支撐作用。考慮結(jié)構(gòu)安全，應(yīng)識(shí)別蟲害種類并采取針對(duì)性的防治措施。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查情況，采集了蟲蛀木構(gòu)件的部分木塊和混合蛀屑。通過實(shí)驗(yàn)室顯微分析發(fā)現(xiàn)，該蟲蛀木蟲道粗（0.8 cm）、不規(guī)則、里面填滿了排遺物，有明顯的蛹室、羽化孔，符合天牛的危害特征。進(jìn)一步分析排遺物中有大量的未消化完全的木纖維，符合天牛幼蟲特征；另外還有圓柱形排遺物，符合天牛化蛹前的特征。根據(jù)二者特征，初步判定蟲害為天牛類昆蟲。

將蛀屑進(jìn)行顯微觀察和蛀蟲殘?bào)w特征分析，確定為家扁天牛（Eurypoda antennata）。此種天牛是木結(jié)構(gòu)古建筑的主要害蟲之一[2]，主要分布在湖南、浙江、安徽、江蘇、貴州、臺(tái)灣、香港等地。

2.2　根據(jù)殘留蛀屑進(jìn)行蟲害識(shí)別

受木構(gòu)件位置影響，木結(jié)構(gòu)古建筑上部梁架蟲蛀往往難以直觀顯現(xiàn)，蛀屑掉落地面成為了古建筑木材蟲害最常見的警示方式，多為定期巡檢、每日清掃以及勘查時(shí)發(fā)現(xiàn)，然而蛀屑周邊立柱及上方梁架有時(shí)并不能直觀發(fā)現(xiàn)相應(yīng)殘損構(gòu)件。以北京佛爺廟為例，定期巡檢發(fā)現(xiàn)地面和墻面留有很多混合蛀屑，但現(xiàn)場(chǎng)勘查未發(fā)現(xiàn)活蟲，周邊區(qū)域也未發(fā)現(xiàn)受害狀明顯的木構(gòu)件。

為確定或排除危險(xiǎn)的蟲害，研究人員首先對(duì)堆積的蛀屑進(jìn)行分析，并與白蟻蛀屑進(jìn)行比較。結(jié)果表明，該木屑為純木質(zhì)，細(xì)膩均勻，無泥土、分散；而白蟻蛀屑一般為泥土和木屑混在一起，且相互粘連，較粗糙。初步斷定非白蟻危害。進(jìn)一步勘查堆積木屑上方的木構(gòu)件，發(fā)現(xiàn)梁架、椽條、望板等外觀完好，無明顯蟲害痕跡，初步推斷墻體內(nèi)的立柱或梁架受到蟲蛀，木屑被搬移到洞外，需進(jìn)一步破開立柱外墻體來鑒定。

采集了部分墻體蛀屑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室顯微分析，發(fā)現(xiàn)蛀屑中有昆蟲脫掉的翅，經(jīng)分析識(shí)別為螞蟻翅。此外，從蛀屑中分離出一些螞蟻殘?bào)w，從頭部特征鑒定[3]，觸角類型屬于螞蟻（Formicidae）。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查和實(shí)驗(yàn)室分析，確定木屑來自墻體內(nèi)立柱或梁架，不是白蟻危害造成，而是長(zhǎng)蠹危害；地面和墻面蛀屑是長(zhǎng)蠹排遺物與木屑混合物，為螞蟻搬運(yùn)或其他原因所致。

3 木材蟲害防治

3.1　木材蟲害對(duì)木結(jié)構(gòu)的影響

了解木結(jié)構(gòu)中木材蟲害發(fā)生的位置、概率以及對(duì)木結(jié)構(gòu)可能造成的損傷程度，可以更有針對(duì)性地保護(hù)木結(jié)構(gòu)古建筑。以北京故宮、智化寺、佛爺廟，湖南玉皇閣等存在蟲害的22處單體建筑為例，分析蟲害類別、發(fā)生位置、蟲蛀木構(gòu)件危害狀及木構(gòu)件損傷程度，結(jié)果列于表2。

表2 蟲蛀木構(gòu)件特征及分布Tab.2 Characterization and distribution of damaged components by wood insects

從表2可以看出，木結(jié)構(gòu)古建筑多發(fā)蠹蟲蟲害，可發(fā)生于柱、梁、檁、枋等各類木構(gòu)件中，其危害較輕時(shí)，對(duì)木結(jié)構(gòu)使用影響不大。木蜂蟲害多見于木結(jié)構(gòu)古建筑椽條區(qū)域，木蜂鉆蛀木材時(shí)形成的孔洞較大，其危害狀較容易被發(fā)現(xiàn)，對(duì)木結(jié)構(gòu)危害通常較輕。天牛蟲害以陳舊性蟲孔居多，多是在初建或修繕時(shí)原木加工處理不當(dāng)而將害蟲帶入建筑中。白蟻蟲害是木結(jié)構(gòu)古建筑的一大安全隱患，應(yīng)以預(yù)防監(jiān)測(cè)為主。

3.2　木材蟲害防治措施

3.2.1　蠹蟲類

蠹蟲類昆蟲包括粉蠹、長(zhǎng)蠹和竊蠹等，危害特征類似，一般蛀食木材的邊材部分，形成粉狀木屑，此類害蟲的幼蟲和成蟲均可蛀食木材。

預(yù)防措施：可使用物理阻隔物阻止成蟲產(chǎn)卵，例如木構(gòu)件覆蓋防腐防蟲涂層。在蠹蟲的成蟲產(chǎn)卵期，定期在受威脅的木構(gòu)件噴灑觸殺藥劑，例如2%噻蟲啉微囊懸浮劑。

治理措施：采取帳幕熏蒸或局部熏蒸的方法。對(duì)于可拆卸木構(gòu)件，也可通過加熱的方法，消除蠹蟲后再安裝回原位。危害嚴(yán)重?zé)o法使用的木構(gòu)件，應(yīng)更換并焚毀受害木構(gòu)件。

3.2.2　木蜂類

通常根據(jù)木蜂的行為學(xué)特性進(jìn)行防治。木蜂危害一般由成蟲造成，其鉆蛀木構(gòu)件筑巢、貯存食物和繁衍后代，幼蟲不鉆蛀木構(gòu)件。成蟲通常會(huì)在木構(gòu)件上爬行和棲息，喜在建筑周圍植物上采集花粉和花蜜。

預(yù)防措施：由于木蜂是自然界重要的傳粉昆蟲，應(yīng)保護(hù)為先。可使用物理阻隔物阻止木蜂鉆蛀木構(gòu)件，例如在木構(gòu)件表面設(shè)置阻隔網(wǎng)或覆蓋防腐防蟲涂層；還可使用化學(xué)趨避劑，例如蜜蜂驅(qū)避劑，在木蜂的成蟲期噴灑到木構(gòu)件表面。

治理措施：對(duì)于采取預(yù)防措施無效的木蜂危害可采取治理措施。1）人工捕捉。木蜂歸巢時(shí)飛行速度慢，可以通過捕網(wǎng)或直接拍落的方法捕捉。2）藥物熏蒸。木蜂一般夜間會(huì)歸巢，夜間將熏蒸藥劑塞入木構(gòu)件所有蛀入孔，用泥封堵，可殺滅其中的成蟲和幼蟲，藥劑可用磷化鋁等。3）噴灑殺蟲劑。將一些觸殺性殺蟲劑噴灑在木蜂經(jīng)常出入、爬行和棲息的位置；或利用開花植物引誘木蜂訪花，再噴灑殺蟲劑。

3.2.3　天牛類

根據(jù)天牛的生物學(xué)特性，找到其脆弱時(shí)期進(jìn)行防治。天牛害蟲主要由幼蟲蛀食并破壞木構(gòu)件，成蟲暴露在外，一般不會(huì)造成危害，但成蟲會(huì)在木構(gòu)件的縫隙產(chǎn)卵。以家扁天牛為例，6月中開始羽化，7月初羽化高峰期，成蟲一直可持續(xù)到8月初，喜夜間活動(dòng)；11月中旬，高齡幼蟲進(jìn)入越冬期；次年3月起又開始為害，多數(shù)在5月化蛹、6月羽化，每年完成一個(gè)世代。

預(yù)防措施：對(duì)未被危害的木構(gòu)件定期進(jìn)行防腐防蟲處理。在每年6月份之前，對(duì)木構(gòu)件表面涂刷或噴灑殺蟲劑，例如2%噻蟲啉微囊懸浮劑。

治理措施：對(duì)于危害輕、不宜更換的木構(gòu)件，可選擇使用磷化鋁片劑等藥物熏蒸的方法來治理。危害嚴(yán)重?zé)o法使用的木構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行更換并焚毀。

3.2.4　白蟻類

白蟻一般危害土木、磚木結(jié)構(gòu)的建筑及內(nèi)部木材，喜歡在潮濕的環(huán)境中，在我國(guó)主要有三種白蟻危害較嚴(yán)重：散白蟻（Reticulitermes spp.）、家白蟻（Coptotermes formosanus）和黑翅土白蟻（Odontotermes formosanus）。

預(yù)防措施：對(duì)建筑地基進(jìn)行清理和土壤消殺，清除周圍白蟻巢穴，清理地基周圍木質(zhì)材料。保持木構(gòu)件始終處于通風(fēng)和干燥環(huán)境，對(duì)于接觸地面的木構(gòu)件，可設(shè)置類似柱礎(chǔ)的阻隔裝置。

治理措施：對(duì)受損木構(gòu)件進(jìn)行局部處理或整體更換，修復(fù)木構(gòu)件做好防腐防蟲處理并保持環(huán)境干燥。在受損木構(gòu)件周圍及其他潛在危險(xiǎn)區(qū)域噴灑多功能殺蟲劑（如聯(lián)苯菊酯），追蹤白蟻坑道的走向找到白蟻巢穴進(jìn)行消殺。

4 結(jié)語(yǔ)

多處單體建筑勘查發(fā)現(xiàn)，木結(jié)構(gòu)古建筑常用硬木松、云杉、楠木和軟木松均會(huì)遭受害蟲蛀蝕。針對(duì)蟲蛀木構(gòu)件，首先根據(jù)蛀孔大小、形狀以及木構(gòu)件外表整體受害狀，初步判斷蟲害類別；然后根據(jù)受害位置的蛀屑和木材內(nèi)部的受害特征，通過顯微觀察和害蟲殘?bào)w比對(duì)，準(zhǔn)確識(shí)別蟲害。

古建筑木構(gòu)件上的小而密集的蟲孔多為粉蠹、長(zhǎng)蠹、竊蠹等蠹蟲危害所致，偶爾1~2個(gè)小蟲孔，對(duì)木構(gòu)件結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度影響不大；直徑10 mm左右的正圓形蟲孔多為木蜂蛀咬形成，多見于古建筑檐椽位置，有時(shí)可發(fā)現(xiàn)木蜂成蟲繞飛或出入蟲孔；另一類孔徑5 mm以上的較大蟲孔多為天牛的羽化孔或排糞孔，可出現(xiàn)于柱、梁、樓梯等各種位置，正下方往往有粗木屑；白蟻危害不同于前三類，其蛀屑混有泥土，危害狀具有典型的破壞特征，多出現(xiàn)于埋墻木構(gòu)件。對(duì)于不具有明顯受害狀和殘留蛀屑的半露明木構(gòu)件，應(yīng)結(jié)合無損檢測(cè)手段探測(cè)其埋墻部分是否存在嚴(yán)重的殘損，并根據(jù)殘損的特征和程度確定是否需要破開墻體開展進(jìn)一步的檢測(cè)分析。

木結(jié)構(gòu)古建筑的蟲害防治應(yīng)以預(yù)防為主，首先應(yīng)對(duì)所有木質(zhì)材料進(jìn)行科學(xué)合理的干燥、殺蟲和防腐防蟲處理，杜絕原材料源頭和使用后遭受蟲害的隱患；其次從環(huán)境和設(shè)計(jì)入手，有效解決建筑物潮濕和通風(fēng)等問題，使害蟲失去生存的必要條件；最后建立有效的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)了解木結(jié)構(gòu)健康狀況并提出預(yù)警或治理措施，從而更好地保護(hù)木結(jié)構(gòu)古建筑。

引用本文：鐘慧嫻,袁霄,陳勇平.木結(jié)構(gòu)古建筑常見蟲害特征及防治分析[J].木材科學(xué)與技術(shù),2022,36(03):96-100. (ZHONG Hui-xian,YUAN Xiao,CHEN Yong-ping.Characterization and Prevention of Wood Insects in Ancient Timber Structures[J].Chinese Journal of Wood Science and Technology,2022,36(03):96-100.)

作者簡(jiǎn)介：鐘慧嫻，女，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所，碩士研究生。

通訊作者：陳勇平，男，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所，副研究員。

基金名稱：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“明清官式建筑材料科學(xué)化認(rèn)知研究”（2020YFC1522402）。

（責(zé)任編輯：何雯麗）