古建筑白蟻危害成因及遠程實時監測技術的應用

黃姍姍

摘要 白蟻是世界性五大害蟲之一。我國數量龐大的宮殿、園林、寺廟由于年代久遠、風雨侵蝕等原因，柱、梁、枋等以木質結構為主的部件易潮濕發霉，更容易遭受白蟻的侵蝕，嚴重時甚至會被白蟻破壞直至倒塌。白蟻取食活動非常隱秘，除了分群季節外，基本不暴露于外界環境中，往往發現時已經對古建筑造成了巨大的損失。因此，了解并掌握古建筑白蟻的危害成因及遠程實時監測技術的應用極為重要。以合肥包公墓園為例，闡述了古建筑發生白蟻危害的原因以及蟻害種類，并提出利用“互聯網+”技術遠程實時監測古建筑及其周邊綠化的白蟻活動。

關鍵詞 古建筑;白蟻危害;成因;遠程實時監測技術

中圖分類號 TU746.2文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2020）13-0096-04

Abstract Termites are one of the five pests in the world.A large number of palaces， gardens and temples in China are prone to damp and mildew due to the aging and erosion of wind and rain. Columns， beams and squarecolumn， which are mainly made of wood structure， are more vulnerable to termite erosion. In serious cases， they may even be damaged by termites until they collapse.The feeding activities of termites are very secret， and they are not exposed to the external environment except for the clustering season， often causing huge losses to historic buildings when they are found.Therefore， it is very important to understand and master the cause of termite damage in historic buildings and the application of remote realtime monitoring technology.This paper mainly took Bao Gong Tomb in Hefei as an example， expounded the causes of termite damage in historic buildings and the types of termite damage， and put forward the use of “Internet + ”technology to monitor the activity of termite in historic buildings and surrounding areas remotely and in real time.

Key words Historic buildings;Termite damage;Cause;Remote realtime monitoring technology

白蟻是世界性五大害蟲之一，是木質纖維素的主要降解者，主要分布在熱帶和亞熱帶地區[1]，主要取食植物纖維素，其消化道內生有許多內生菌，內生菌產生大量纖維素酶，與白蟻自身的纖維素酶系統相互合作，消化分解食物中的木質纖維類物質，可以提供維持白蟻生長繁殖所需的營養。正是由于這種生活習性和生理特點，白蟻已成為嚴重影響和困擾人類生活的害蟲之一。我國古代典籍中就有關于白蟻危害房屋、堤壩的記載，即所謂“千里之堤，潰于蟻穴”，至今仍被人們廣為沿用[2-3]。筆者以合肥包公墓園為例，闡述了古建筑發生白蟻危害的原因以及蟻害種類，并提出“互聯網+”技術遠程實時監測古建筑及其周邊綠化白蟻活動。

1 蟻害發生情況及成因分析

合肥地處江淮之間，環抱全國五大淡水湖之一——巢湖，地處中緯度地帶，境內有丘陵崗地、低山殘丘、低洼平原3種地貌，以丘陵崗地為主，江淮分水嶺自西向東橫貫全境。全市海拔多為15～80 m，平均海拔20～40 m。全年氣溫冬寒夏熱，春秋溫和，屬于暖溫帶向亞熱帶的過渡帶氣候類型，為亞熱帶季風性濕潤氣候。年均氣溫15.7 ℃，年均降水量約1 000 mm，年日照時數約2 000 h，年均無霜期228 d，平均相對濕度77%。植被豐富，植被類型以落葉闊葉樹種為主，并含有少量常綠闊葉樹種的北亞熱帶落葉與常綠闊葉混交林。常見的綠化樹種有樟樹、廣玉蘭、女貞、銀杏、楊樹等。合肥具有鮮明的園林生態環境，綠化覆蓋率45.2%。土壤偏酸性，適宜多種白蟻的生存繁衍。

危害合肥地區的主要白蟻優勢種是鼻白蟻科家白蟻屬的臺灣乳白蟻、蘇州乳白蟻以及散白蟻屬的黑胸散白蟻、黃胸散白蟻、圓唇散白蟻以及白蟻科土白蟻屬的黑翅土白蟻、大白蟻屬的黃翅大白蟻。分飛期一般大多在每年 4—6月，活動期一般在 3—11 月，活動期持續時間較長。

包公墓全稱包孝肅公墓園，位于安徽省合肥市內包河南畔林區，與包公祠緊緊相連，是北宋名臣包拯及其夫人、子孫所葬之地。包公墓由西向東，主要建筑物有照壁、子母雙石闕、神道碑、祁門、望柱、墓前石刻群、享堂、包拯墓、墓室和葬區等;綠化率高，綠樹成蔭，水源充沛，食料豐富，致使白蟻危害嚴重。

1.1 蟻害情況

從調查情況來看，包公墓該區域均存在不同程度的白蟻危害，有明顯的白蟻活動或陳舊的白蟻危害跡象。房屋建筑的各部位，如屋面、墻體、門、窗、室內隔斷等都有被白蟻危害的現象。主墓區竹林綠化區域發現多點、大量白蟻活體且活動頻繁，白蟻群體的分布密度較高;存在極大的安全隱患。調查結果表明，包公墓白蟻危害部位多，白蟻群體分布密度高、危害范圍廣、危害程度重、危害時間長，亟需進行白蟻綜合治理。從采集到的白蟻標本分析歸類來看，該區域內白蟻種類主要有2科2屬2種，分別為圓唇散白蟻（Reticulitermes labrlis Hsia et Fan）、黑翅土白蟻（Odontotermes formosanus（Shiraki））。

1.2 成因分析

1.2.1 地理位置因素。

合肥地處中緯度地帶，屬于亞熱帶季風性濕潤氣候，土壤偏酸性，全年四季分明、氣候溫和、雨量適中、春溫多變、梅雨顯著、夏雨集中，已發現2科5屬16種白蟻在此生存繁衍。房屋建筑、園林綠化的蟻害率始終維持在一個較高的基數上，屬于全國白蟻嚴重危害區域[4]。

1.2.2 建筑年代因素。

由于年代久遠、風雨侵蝕等原因，柱、梁、枋等以木質結構為主的部件易潮濕發霉，更容易遭受白蟻的侵蝕[3]。

1.2.3 建筑結構因素。

以木構件框架為主體的樓、塔、宅等古建筑蟻害發生較為普遍。常見的蟻害部位是起支撐作用的接地與靠墻的站柱、五架梁、椽條、桁條、屋檐板、屋面的翹角眺角、樓擱柵、地板等，此外還有室內的掛匾和座基等處[5-6]。

1.2.4 建筑環境因素。

該區域位于安徽省合肥市內包河南畔林區，與包公祠緊緊相連，靠近合肥包河，地理環境優越，非常適宜白蟻生存繁衍。此外，因為綠化率高，綠樹成蔭，水源充沛，園林綠化地有不少的樟樹和桂花樹、大面積草皮，因此該區域白蟻危害嚴重[7-8]。

2 古建筑白蟻防治

2.1 古建筑的白蟻防治原則

應遵循“結構無損、動態監測、及時治理”的原則，運用白蟻綜合治理的理念，進行區域控制[9-10]。遵照這個原則，2017年對包公墓園開展了一系列白蟻防治工作，取得了良好的白蟻防治效果，使白蟻危害實現了可防可控。

2.2 古建筑的白蟻防治思路

2.2.1 化學藥劑處理。

針對包公墓園已經存在的白蟻危害，實施噴氟蟲氰粉劑滅治處理;在建筑物內外環境中需要防治的部位，施用有胃毒觸殺作用的10%吡蟲啉滅白蟻，根據環境材質，選擇噴灑、涂刷或浸漬方式，使白蟻中毒死亡或回避轉移[2，6，11-12]。

2.2.2 建立白蟻遠程實時監測系統。

包公墓園作為2004年入選的合肥市重點文物保護單位，白蟻危害較重，建議選用遠程實時監測系統，監測白蟻活動。該系統是在白蟻防治區域內，利用傳感技術和現代通訊技術，通過終端機對遠端白蟻監測裝置中白蟻侵入活動情況進行實時監測[9]。

3 遠程實時監測技術的應用

3.1 應用背景

白蟻的防治絕不是消滅白蟻，而是在一定區域內降低白蟻的分布密度，達到不危害人類的生活而又使白蟻正常生存的目的，通過綜合治理實現區域控制。白蟻綜合治理經過近十幾年來的發展，強調在綜合考慮生態、社會和經濟效益的情況下，采取化學防治、物理防治和監測控制技術等方法取得最大的綜合效益[13]。根據實際情況，協調配合使用多種白蟻防治技術，避免大量使用化學藥劑及克服單一技術防治白蟻的不足。目前合肥的白蟻監測控制技術應用于核心景區和古典園林的案例也證實了區域白蟻治理的效果，充分顯示出在區域白蟻危害的控制中合理運用各種策略的實用價值。

將白蟻防治作為城市管理的重要組成部分，與房屋管理、災害管理、有害生物管理統籌，貫穿城市規劃、建設、治理全過程，對影響白蟻孳生、傳遞、危害的自然及人為因素實施系統監測和管理;同時，提供管理區域內白蟻防治、科普宣傳、基礎性研究、蟻情調查與監測等公共服務，切實降低白蟻危害風險。該理念從適應環境和時代發展的需求出發，將傳統白蟻防治從單體房屋防治到區域管理進行革新，從而形成了白蟻區域管理理論[5]。正是白蟻的區域管理理念的支撐，給予了遠程實時監測技術的發展空間。

以前應用傳統的化學方法進行白蟻處理，對古建筑保護具有一定的局限性，在保護古建筑物、古樹不受白蟻為害的應用缺乏科學性。為有效保護古建筑盡量少受白蟻侵害，并實現白蟻治理、建筑保護及自然環境的有機結合，筆者一直在尋求保護文物古建筑的新方法。在此情況下，2017年合肥在全國創新性地采用“互聯網+”遠程實時監測技術在包公墓進行第一批試點，旨在探尋利用遠程實時監測技術，提前制止和預防蟻害發生，開展白蟻的區域管理。

3.2 技術原理

該技術摒棄以大面積噴灑化學藥劑防治白蟻的傳統防治方式，利用物聯網后臺，在原有監測誘餌系統的基礎上，加入智能芯片導入程序軟件實現實時報警、自動監測過程，每個自然日對各個監測點進行多次檢測，并將數據匯總后按照預設時間定時傳送至數據庫，工作人員可通過 PC端或手機端的APP，實時監測白蟻活動情況，并根據監測結果進行有針對性的白蟻綜合治理[14]。

3.3 遠程實時監測技術應用在古建筑白蟻防治方面的優越性

3.3.1 安全環保。

對白蟻開展準確、實時、有效的監控，實現“早發現，早治理”，發現白蟻時及時處理，降低白蟻的防治成本，減少化學藥劑的使用量，保護環境和人畜安全[15]。

3.3.2 實時監測。

該監控裝置內設智能芯片，自動監測并實時向管控單位上報監測結果。

3.3.3 遠程監控。

采取具有國際先進水平的蟲害綜合治理觀念，對古建筑內外易發生蟻害的重點區域進行全面監控，將白蟻監測控制技術、遠程實時技術、互聯網技術等手段綜合運用，管控單位足不出戶就能了解該區域各個檢測體的實時情況，掌握古建筑內外白蟻的活動情況[12，14，16]。

3.3.4 效果持久。

采用具有長效控制的監測控制技術，具有長效控制白蟻的功能，采用該技術可以對預防地域的白蟻進行長期監測，可以有效控制白蟻種群的發展，實現白蟻治理的長效機制。

3.4 遠程實時監測技術的應用與實施

在推廣應用白蟻監測控制技術防治白蟻方面，合肥作為白蟻防治單位，2007—2011年示范應用了以白蟻防治餌劑系統為核心技術的白蟻綜合治理技術，在示范區共安裝3萬多套白蟻防治餌劑系統。2012—2019年，每年均持續使用白蟻監測控制裝置。

近幾年，合肥地區加大了對古建筑的保護力度，為一些重要的古建筑群建立了遠程實時白蟻監測控制系統。2017年，在合肥包公墓項目區域內安裝遠程實時型白蟻監控裝置250套（圖1），開展綜合治理措施，建立完整的白蟻屏障，控制項目區域內的白蟻分布密度，最大程度降低白蟻對包公墓園的為害風險。

針對古建筑文物保護等重要項目，監測裝置的安裝間距應為2～4 m，對非常重要的保護對象要采用雙排錯列安裝[17]。按照遠程實時監測、統一管理的原則，根據包公墓的建筑特點及綠化分布，在綠化地靠近房屋建筑周圍0.5 m 左右的地帶每隔 2 m 的位置安裝1套裝置，在綠化地中的樟樹、桂花樹、金絲楠木等樹木周邊安裝2套監測裝置重點監測，在綠化地中每間隔 3 m 左右位置安裝 1套裝置。安裝完成后，對每一套裝置進行統一編號和實時定位，以便于終端實時查看和檢查維護。

4 應用效果

經過2017年11月至2020年1月（成稿前）連續觀察，筆者認為采用白蟻遠程實時監測技術應用于古建筑及園林綠化內危害的白蟻監測和綜合治理，效果顯著。

4.1 發現白蟻活動的新變化

2019年2月3日，包公墓園的白蟻監測裝置監測到白蟻活動（圖2），進行開倉藥物處理。遠程實時監測對蟻害的早期發現起到了及時的預報作用，有效避免了古建筑遭受白蟻侵害。另外，對白蟻活動開始時間的判斷有了新的認知，2月份合肥地區受厄爾尼諾現象的影響，通過遠程實時監測系統監測到白蟻活動提前。

4.2 安全環保，有效減少了人力成本

遠程實時監測裝置更換餌料和信息棒操作簡單，安裝檢查方便，也不需要使用大量的化學農藥，避免對環境造成嚴重污染，遠程發現報警后技術人員再開倉檢查處理，有效減少了人力成本。

4.3 有效控制白蟻的分布密度

通過實時監測報警65次，技術人員對其中發現活體且白蟻活動較為頻繁的區域投放藥物進行防治，使用藥物后該區域白蟻活動明顯減少，有效控制了包公墓白蟻的分布密度。

5 討論

遠程實時監測技術是順應白蟻防治新形勢發展誕生的產物，有助于白蟻區域管理的發展，有助于提高白蟻防治行業的技術含量、提升白蟻行業整體服務水平并保持白蟻防治行業的持續、環保、創新發展，應用前景非常廣闊。

此次監測中發現有無法接收信號的裝置，經實地調查是因為綠化工人在修整包公墓園林綠化過程中損壞了裝置。下一步應該加強對包公墓園等古建筑采用環保型防治技術的宣傳。發揮包公墓園導游的講解作用，加強對遠程實時白蟻監測技術的宣傳，提高游客及包公墓園管理人員的的防蟻意識和裝置保護意識，避免人為破壞。

遠程實時監測技術完全替代化學防治技術目前還不切合實際，白蟻防治相關的政策法規應進行修改[13];技術應用成本較高，現今的裝置購置費用難以承受;技術還不夠成熟和穩定，大批量生產能力有限，需進一步充實完善等。因此，目前只運用在白蟻危害較嚴重的古建筑和重大市政工程，大范圍推廣白蟻遠程實時監測系統的可行性有待進一步探討。

參考文獻

[1] BRUNE A.Symbiotic digestion of lignocellulose in termite guts[J].Nat Rev Microbiol，2014，12（3）：168-180.

[2] 韓彤彤，葛琴雅，成倩.白蟻對古代建筑的危害及防治方法研究現狀[J].文物保護與考古科學，2014，26（3）：110-116.

[3] 劉灝.再論文物建筑防蟲保護工作的重要性：以南陽武侯祠古建筑白蟻防治工作為例[J].南陽理工學院學報，2018，10（3）：121-124.

[4] ?王俊.合肥地區白蟻分類[J].城市害蟲防治，2017（3）：28-29.

[5] 全國白蟻防治中心.中國白蟻防治專業培訓教程[M].杭州：浙江大學出版社，2019：283-284.

[6] 黃奎，韋加貴，韋加力，等.富寧縣剝隘鎮古建筑群白蟻綜合治理技術[J].云南農業科技，2018（S1）：103-105.

[7] 王秀梅，朱方麗，尹兵，等.常州市清代建筑青果巷15號組團白蟻危害情況調查[J].白蟻防治，2019（1）：7-11.

[8] 羅森午.木結構古建筑白蟻防治的IPM策略應用[J].住宅與房地產，2018（36）：229-230.

[9] 安徽省市場監督管理局.古建筑白蟻防治技術規程：DB34/T 3326—2019[S].合肥：安徽省工程建設標準設計辦公室，2019.

[10] 盛雙南.高淳老街古建筑白蟻危害與防治措施[J].白蟻防治，2006（3）：31-33.

[11] 龐正平，劉建慶.白蟻監測控制技術及藥劑的應用[J].中華衛生殺蟲藥械，2008，14（5）：404-407.

[12] 郭建強，龔躍剛，雷阿桂，等.白蟻監測控制技術在青田直坑水庫堤壩白蟻防治中的應用與效果[J].白蟻防治，2006（3）：24-27.

[13] 陳志強，任慶偉.白蟻防治監測控制系統應用探討[J].城市害蟲防治，2009（2）：20-21.

[14] 李晶艦，林俊，陳曉露，等.白蟻智能監測誘殺裝置技術與應用研究[J].中華建設，2018（10）：148-149.

[15] 劉顯鈞.古建筑白蟻的危害防治及保護建議[J].白蟻防治，2004（4）：27-31.

[16] 郝曉東，吳佳，陳建順.白蟻危害無源射頻監測系統野外試驗[J].浙江農業科學，2018，59（7）：1189-1190.

[17] 袁強亮.對古建筑智能自動化技術防治白蟻淺析[J].文物鑒定與鑒賞，2018（21）：134-135.