趙靜


為提升古建筑木結構病蟲害防治效果,保障建筑結構的穩定性,現基于山西省木結構古建筑群的病蟲害類型及現狀,分析不同病蟲害類型的識別方法,詳細論述蠹蟲類、木蜂類、天牛類以及白蟻類蟲害的具體防治措施,以期減少病蟲害對古建筑木結構的影響,對古建筑保護工作起到一定的借鑒意義。
古建筑蘊含著豐富的文化內涵,多數古建筑都為木結構。在對木結構建筑進行勘查時發現,蟲害是威脅木結構安全的重大隱患之一。蟲子蛀蝕木材后,建筑的結構會發生嚴重的損壞。同時,木構件位置及木材材質的不同也會導致其受到蟲害的損傷程度存在一定的差異[1]。因此,在古建筑木結構文物保護工作中,對蟲害類型進行精準識別,制定并落實針對性防治措施具有重要意義。
案例分析
山西省的古建筑以木結構建筑最負盛名,其元朝以前的木結構建筑數量在全國范圍內居首位,有“中國古代建筑寶庫”之稱。第三次全國文物普查數據顯示,山西現存元朝以前木結構古建筑遺存495座,占全國總數的85%[2]。因為木結構古建筑數量眾多、歷史價值高且分布范圍廣,因此對其的保護工作備受重視,而其中蟲害對木結構建筑的影響最為突出。
為具體闡述古建筑木結構的病蟲害防治措施,現以山西省木結構古建筑群中10座單體建筑(南禪寺、廣仁王廟、佛光寺、龍門寺、天臺庵、鎮國寺、布村玉皇廟、北吉祥寺、芮城城隍廟、萬榮稷王廟)為例,對木結構的蛀蝕情況進行取樣、識別、分析(見表1)。
在選取的10座山西省木結構古建筑中,共計發現17處蟲害,蟲蛀木構件包括柱、梁、檁、枋等構件,在不同位置均有所分布。從木結構的材料來看,其中硬松木占比最多,其次為云杉、楠木、軟松木。上述四種木材蟲害發生概率較高,同時也是木結構古建筑常用的木材。下文將對山西省古建筑木結構的病蟲害識別方法與防治措施作出詳細闡述。
山西省古建筑木結構病蟲害的識別方法
經總結勘查發現,不同的蟲害類型對木構件的損害程度存在一定的差異。其中蠹蟲類、木蜂類、白蟻類是對木構件產生主要威脅的蟲害類型。在現場識別時,若發現活蟲則對比蟲體進行區分;若未發現活蟲,則根據木構件的蛀蝕情況和蛀屑進行識別區分。
根據木結構損害情況進行識別
如果木結構中存在蟲害,木結構下方的地面往往會有蛀屑。例如,在山西省佛光寺現場勘查時發現多處木結構存在蟲蛀痕跡,在一梁體上發現較多蛀孔,木梁下方發現蛀屑混合物,未發現活蟲。整個木梁梁體的蟲孔數量至少有100處,對梁體的支撐作用產生了嚴重影響[3]。對現場采集的蛀屑和木塊進行實驗室分析發現,蛀蟲的蟲道直徑在0.8cm左右,形狀不規則且內部填充排遺物,存在蛹室、羽化孔,推測為天牛類害蟲。對排遺物進行分析發現,其中含有大量沒有消化的木纖維,推測為天牛幼蟲的排泄物,同時圓柱形排遺物也符合天牛化蛹前的特征,所以進一步確定為天牛類害蟲。
根據殘留的蛀屑進行識別
古建筑梁結構的蟲害往往難以發現,所以掉落在地面上的蛀屑即為識別蟲害的重要線索。以山西省南禪寺為例,勘查時在地面和墻面位置發現存在蛀屑混合物,但現場未發現活蟲,周邊木構件未發現明顯受害。為進一步識別蟲害類型,首先分析了堆積的蛀屑樣本。將柱屑和白蟻蛀屑進行對比發現,樣本蛀屑為純木質,質地均勻且細膩,無泥土摻雜[4];而白蟻蛀屑通常會摻雜泥土,且質地粗糙,所以初步排除白蟻危害。對木屑上方構件進行勘查發現,上方構件完好且無蟲害痕跡,推測立柱或者梁架存在蟲蛀,且木屑被搬運至洞外。對墻體蛀屑進行采集分析發現,蛀屑中混合了昆蟲脫掉的翅,經識別為螞蟻翅,在蛀屑中也可分離出螞蟻殘體。綜合現場勘查及實驗室分析發現,該種蟲害為長蠹類,地面及墻面的蛀屑為木屑和排遺物的混合物。
通過對古建筑木結構的蟲害類型進行識別并劃分,以便實現針對性預防和治理。
山西省古建筑木結構病蟲害類型及防治方法
病蟲害對古建筑木結構的影響
為了更好地保護木結構古建筑,現對山西省10座古建筑的蟲害發生位置、不同蟲害類型的危害狀況以及木結構的損傷程度進行匯總[5](見表2)。
由表2可知,蠹蟲蟲害在木結構古建筑中發生頻率最高,在各類構件中均可發現。木蜂蟲害常見于椽條位置,形成的孔洞較大,容易發現。天牛類蟲害多為陳舊性蛀孔,可能由于修繕時原木加工處理不到位,蟲卵被帶入木構件中。白蟻類蟲害為古建筑高風險隱患,需進行重點預防監測。
蠹蟲類蟲害的防治措施
蠹蟲類蟲害會對木結構的纖維造成破壞。將蠹蟲蛀蝕的木材鋸開,可見結構內部存在縱橫交錯的孔洞,木材呈海綿狀,木材強度明顯下降。木材在被嚴重蛀蝕后,稍微用力即可捏碎,若不及時治理會導致建筑坍塌。蠹蟲類蟲害的預防措施為阻斷其產卵路徑,例如在成蟲的產卵期,可采取在木結構表面涂刷防蟲防腐涂層的方法;在存在蟲害風險的木結構表面噴灑殺蟲藥劑,如2%噻蟲啉微囊懸浮劑。蠹蟲類蟲害的治理可采取局部熏蒸的方式,將蠹蟲消除后,在木構件表面涂刷防蟲防腐的涂層。
木蜂類蟲害的防治措施
木蜂通常將卵產在被蛀蝕的木材孔洞內,以繁衍后代,其幼蟲以花粉為食,同時也用木材中的淀粉補充營養。古建筑木結構遭到木蜂蛀蝕后,會使木材纖維大面積斷裂,降低其結構強度。木蜂的繁衍將導致木結構不堪重負。木蜂類蟲害是導致木結構古建筑倒塌的主要原因,嚴重危害了古建筑的穩定性。例如,九華山甘露寺地藏殿木結構被木蜂蛀蝕嚴重,導致梁架的承重力明顯下降,建筑物發生整體性傾斜。
木蜂為自然界中主要的傳粉昆蟲,在預防時以保護為主。主要采取物理方法阻斷木蜂進入木結構的路徑,如在木結構表面均勻涂刷防蟲防腐的涂層,個別位置設置阻隔網。在木蜂成蟲期,可將化學趨避劑噴灑在木構件表面以預防蟲害。
在實施預防措施后仍無法避免蟲害的情況下,可采取如下治理措施。(1)人工捕捉。木蜂歸巢時飛行速度較慢,可設置捕捉網或將其直接拍落。(2)藥物熏蒸。木蜂的歸巢時間通常為夜間,將以磷化鋁為主要成分的熏蒸藥劑嵌入孔洞予以封堵后,可殺滅洞中的成蟲及幼蟲[6]。(3)噴灑殺蟲劑。在木蜂經常出入的位置噴灑觸殺性的殺蟲劑予以殺滅。
天牛類蟲害的防治措施
掌握天牛類昆蟲的生物學特性,在其脆弱期進行治理,以提高防治效果。天牛成蟲通常暴露在外,對木構件影響較小,但其幼蟲會對木構件進行蛀蝕,進而影響建筑的安全。古建筑木結構的天牛蟲害多為修繕時木材自身帶蟲所致,因此在選料時應選擇抗蟲害且健康的樹種。或者可以將木材用水浸泡,因為經過浸泡后木材中的糖分與淀粉會析出,害蟲將不再蛀蝕。同理,還可以對木材進行高壓真空干燥或者蒸汽烘干處理[7]。另外,天牛通常喜歡蛀蝕新砍伐且帶有樹皮的木材,因此可以及時對新砍伐的木材進行剝皮處理,以降低成蟲產卵的概率。在古建筑修繕時,木構件的制作時間對天牛類蟲害的防治效果也有一定的影響。制作木構件時應當避開天牛的產卵期,或在制作時對木材進行高溫處理,并在構件表面涂刷桐油或者油漆。但因為桐油和油漆對天牛類害蟲并無殺傷能力,因此噴涂工作應在產卵之前完成,以阻斷產卵。由于天牛蟲害的遠距離傳播靠的是木材,因此,需對運輸的木材進行檢驗、檢疫。在搬遷古建筑時也需要進行檢疫,一旦發現蟲害則暫緩搬遷,經處理后再繼續搬遷。
為了有效預防天牛類蟲害,應定期對山西省木結構古建筑的構件進行防腐防蟲處理,在每年6月份之前將2%噻蟲啉微囊懸浮劑噴灑在木構件表面。古建筑木構件天牛類蟲害常見天牛類型為家扁天牛、槐綠虎天牛、長角鑿點天牛、家茸天牛,其羽化時期均為4~6月,羽化盛期為5~7月,因此4月為防治的最佳時期。對于損害程度較輕的木構件,采取磷化鋁片劑熏蒸法進行處理;對于損壞嚴重且無法保證結構穩定性的構件,應及時予以替換并做好相應的預防措施[8]。對于已經存在天牛蟲害的木結構,應使用藥劑進行殺滅,成蟲羽化前為殺滅的最佳時機,因此需要對天牛的種類進行識別,以進行針對性殺滅。
白蟻類蟲害的防治措施
白蟻喜愛在潮濕的環境中生存,常見的白蟻類型包括家白蟻、散白蟻以及黑翅土白蟻。預防時可對地基和土壤進行清理、消殺,清除建筑物周圍的白蟻巢穴及木質材料,確保上部木結構通風且干燥。在接觸地面的木結構附近設置阻隔裝置,阻斷白蟻的侵蝕。
1.土壤防治白蟻
白蟻的巢穴多筑在地底的土穴中,對山西省木結構古建筑的白蟻分布情況進行分析可知,木結構中的白蟻在整個白蟻群落中的占比較小,多數白蟻分布在建筑物附近的土壤中。因此,防治古建筑周圍土壤中的白蟻是解決白蟻類蟲害問題的關鍵路徑。山西省古建筑白蟻防治主要采取藥物趨避和藥物觸殺兩種方式。對于白蟻危害較為嚴重的位置,先通過藥物觸殺的方式殺滅絕大部分白蟻,使用藥物包括吡蟲啉、氟蟲晴等,白蟻進食相應藥物后,可產生理想的毒殺效果。對于使用藥物觸殺后剩余的零星白蟻,采取藥物趨避的方式進行防治,所用的趨避性藥物為除蟲菊酯藥物。將藥物埋在古建筑周圍的土壤中,其所釋放的白蟻信息素可達到驅離白蟻的效果[9]。
2.木材防治白蟻
將古建筑木結構中的白蟻徹底清除是白蟻防治的根本目標。山西省木結構古建筑多作為旅游場所進行開發,在對木構件進行白蟻防治的同時,還需考慮到游客的安全,做到無毒無害化處理。木材防治白蟻和土壤防治白蟻的原理相似,對于已經存在白蟻蛀蝕的位置,采取先殺滅再預防的方式進行處理,所選取的殺滅藥物包括外硼酸、偏硼酸鈉等。將藥物噴灑在木材表面,在洞孔內注射適量藥物并封堵,以獲得良好的白蟻滅殺效果。治理后,為預防白蟻再次侵襲,選擇除蟲菊酯類藥物對其進行長期驅趕。
3.生物防治白蟻
白蟻在山西省絕大部分地區均有分布,其是對木結構古建筑威脅最嚴重的昆蟲之一。山西省古建筑歷史文化底蘊極其深厚,在防治蟲害時不可對其結構進行隨意破拆,需保證結構的整體性和完整性。因此,在防治白蟻時,首先應使用無損探測技術對病害情況進行探測,如紅外熱成像技術、微波雷達技術以及聲頻探測技術。對于已經出現白蟻蛀蝕的結構和周邊的土壤,采取先滅殺再防范的措施,使用無損檢測技術掌握白蟻病害的防治效果,降低復發率。在后續工作中,還需對白蟻的防治措施進行優化,力求逐漸減少防治藥物的使用量,以降低對人體和環境的危害,提高白蟻防治的環保性。
古建筑是傳統建筑文化遺產,有著豐富的歷史、文化、審美價值,所以對古建筑進行保護的意義重大。山西省木結構古建筑保護工作需高度重視病蟲害防治,通過木結構損害情況和殘留的蛀屑對病蟲害類型予以識別,以便實現針對性防治,定期修繕,起到良好的保護效果。
(作者單位:山西文物博物產業集團有限責任公司)