保国寺大楼古建筑主要木构件木材的属种鉴定

保国寺大楼古建筑主要木构件木材的属种鉴定

宁波宝国寺是中国第一批重要的文物保护单位。它也是中国江南最古老、最完整的保护结构之一。据《宁波府志》记载,保国寺始建于东汉,距今已有近千年的历史。保国寺大殿不仅承袭了唐代建筑遗风,而且是宋代制定《营造法式》的参考和蓝本,因此宁波保国寺大殿不仅具有唐代建筑的特点,而且也接近、吻合于宋《营造法式》,在我国木结构古建筑史上具有极为重要的地位,并为研究宋代建筑提供了宝贵的实物例证。研究古建筑木结构的特点,并鉴定木构件的木材属种,可以获知当时建造古建筑和历次修缮过程中使用的木材属种状况,从而判断大殿修缮的历史痕迹,勘验和填补古建筑维修的文献资料;同时还可以对古建筑中不明确属种的木构件做进一步的确认和推断。另外,为古建筑的保护和修缮提供技术基础。本文针对保国寺大殿木结构木材进行了属种鉴定,为全面了解和掌握保国寺大殿木构件的属种配置状况、制定保国寺大殿的保护和修缮方案、选择适合属种的木材,提供可靠依据。1材料和方法1.1年10月15—木构件取样木构件试样取自宁波保国寺大殿,取样时间为2008年10月15—25日。共取样品287个,其中柱类构件95个,梁类构件14个,檩类构件31个,枋类构件58个,昂、斗拱及昂枋类构件89个。1.2实验结果与分析自制切片机将木材试样切片,采用德国产的AXIOSKOP40型光学电子显微镜将其解剖特征拍照,分析宏观和微观特征,再将照片与木材微观数据库的图片比对,并经专家讨论,最终确定所鉴定木构件的属种。2显微照相鉴定用光学电子显微镜对287个试样进行了横切面、径切面和弦切面3个切面的显微照相,分别进行鉴定。将特征相同的归纳为同一属种,分别描述鉴定结果。2.1早材管胞横切面形态特征图1为第1类属种横切面、径切面、弦切面的光学电子显微镜特征照片。从图1可知:木材无管孔;生长轮明显,早材至晚材渐变;早材管胞横切面为不规则多边形及方形;晚材管胞横切面为长方形及多边形,径壁具缘纹孔多1列、少数2列;轴向薄壁组织量多,星散状及弦向带状;木射线全由薄壁细胞组成,通常单列,水平壁厚,未见端壁节状加厚,凹痕明显;射线薄壁细胞与早材管胞间交叉场纹孔式为杉木型,通常为2～4个;无树脂道。根据以上显微特征,第1类属种鉴定为杉科(Taxodlaceae)杉木属(Cunninghamia)木材。2.2早材管胞木心理组织图2为第2类属种横切面、径切面、弦切面的光学电子显微镜特征照片。从图2可知:木材无管孔;年轮甚明显,早材至晚材急变;早材管胞横切面为方形及长方形,径壁具缘纹孔通常1列,圆形及椭圆形;晚材管胞横切面为长方形、方形及多边形,径壁具缘纹孔1列、形小、圆形;未见轴向薄壁组织;木射线单列和纺锤形两类,单列射线通常3～8细胞高,纺锤射线具径向树脂道,近道上下方射线细胞2～3列;射线管胞存在于木射线中,位于上下边缘1～2列,上下壁具深锯齿状或犬牙状加厚,具缘纹孔明显、形小;射线薄壁细胞与早材管胞间交叉场纹孔式为窗格状1～2个,通常1个;具轴向和横向树脂道,树脂道泌脂细胞壁薄,常含拟侵填体,径向树脂道比横向树脂道小得多。根据以上显微特征,第2类属种鉴定为松科(Pinaceae)硬木松属(Pinus)木材。2.3早材管胞木射线检测图3为第3类属种横切面、径切面、弦切面的光学电子显微镜特征照片。从图3可知:木材无管孔;生长轮明显,早材至晚材渐变;管胞螺纹加厚明显;早材管胞横切面为方形、长方形及多边形,径壁具缘纹孔通常1列(间或2列),圆形;晚材管胞横切面为长方形及方形,径壁纹孔1列,最后数列管胞弦壁纹孔明显;未见轴向薄壁组织;木射线具单列和纺锤形两类,单列射线极少成对,高1～22细胞,纺锤射线具径向树脂道,射线高2～11细胞;射线细胞存在于木射线中,位于上下边缘1～3列,射线有时全由射线细胞组成,内壁有锯齿,偶见螺纹加厚;射线细胞与早材管胞间交叉场纹孔式为云杉型,通常2～4个;树脂道泌脂细胞壁厚,轴向者大于径向。根据以上显微特征,第3类属种鉴定为松科云杉属(Picea)木材。2.4早材管胞结构图4为第4类属种横切面、径切面、弦切面的光学电子显微镜特征照片。从图4可知:木材无管孔;生长轮明显,早材至晚材渐变或略急变;早材管胞横切面为多边形、方形或长方形,径壁具缘纹孔1～2列,圆形及卵圆至椭圆形,纹孔口圆形及卵圆形;晚材管胞横切面为长方形及多边形,径壁具缘纹孔1列;轴向薄壁组织量多,带状及星散状,多分布于晚材带内;薄壁细胞端壁节状加厚明显;射线细胞椭圆、方形及长方形,稀具六角形轮廓;射线细胞水平壁薄,纹孔少,略明显或不明显,通常无端壁节状加厚,偶见凹痕;射线薄壁细胞与早材管胞间交叉场纹孔式为柏木型;无树脂道。根据以上显微特征,第4类属种鉴定为柏木亚科(Cupressoideae)扁柏属(Chamaecyparis)的红桧(Chamaecyparisformosensis)。2.5光学电子显微镜特征照片图5为第5类属种横切面、径切面、弦切面的光学电子显微镜特征照片。根据以上显微特征,第5类属种鉴定为落叶松亚科(Lariciodeae)落叶松属(Larix)木材。2.6管胞弦内组织特点图6为第6类属种横切面、径切面、弦切面的光学电子显微镜特征照片。从图6可知:木材无管孔;生长轮略明显或明显,早材至晚材渐变或略急变;早材管胞横切面为长方、方形及多边形,径壁具缘纹孔1～2(通常2,稀3)列,圆形及卵圆形;晚材管胞横切面为长方、方形及多边形,径壁具缘纹孔1列,纹孔口透镜形;全部晚材管胞弦壁上具缘纹孔数多,明显;轴向薄壁组织多,星散状及带状,含深色树脂;木射线通常单列,通常高5～26细胞,全由薄壁细胞组成,水平壁及端壁纹孔不明显;射线薄壁细胞与早材管胞交叉场纹孔式为杉木型(缘极狭)通常2～4个;无树脂道。根据以上显微特征,第6类属种鉴定为杉科(Taxodiaceae)水松属(Glyptostrobus)木材。2.7星散--导管间纹孔结构图7为第7类属种横切面、径切面、弦切面的光学电子显微镜特征照片。从图7可知:木材具管孔;散孔材;生长轮不明显;导管横切面为圆形及卵圆形;轴向薄壁组织略多,星散及星散--聚合状,与环管管胞相混杂、俨若环管束状或环管状,围绕于正常轴向胞间道四周、弦向伸展呈翼状或相连呈带状;纤维管胞壁厚,具缘纹孔数多,明显,圆形及卵圆形;木射线非叠生,稀至中,极细至中,在肉眼下略见;射线--导管间纹孔式为大圆形及横列刻痕状;胞间道为正常轴向者,比管孔小,断续弦列,埋藏于轴向薄壁组织内,裂生。根据以上显微特征,第7类属种鉴定为龙脑香科(Dipterocarpaceae)龙脑香属(Dipterocarpus)木材。2.8结构组织及组织图8为第8类属种横切面、径切面、弦切面的光学电子显微镜特征照片。从图8可知:木材具管孔;环孔材或半环孔材;生长轮略明显;早材至晚材略渐变;导管在早材带横切面上通常为卵圆形,少数圆形及椭圆形,径列;在晚材带横切面上为卵圆及圆形,具多角形轮廓;管间纹孔式互列,圆形及卵圆形;轴向薄壁组织量多,主要为离管带状及星散--聚合状,在晚材带尤甚,星散状少见,少数混杂于环管管胞区域内、偶呈环管状;薄壁细胞节状加厚略明显,大部分含树胶,具菱形晶体,具缘纹孔形小,卵圆形;射线组织同形单列及少数异形单列;偶见聚合射线;射线细胞大部分含树胶,未见晶体,端壁节状加厚及水平壁纹孔多而明显;射线--导管间纹孔式为大圆形及刻痕状;无胞间道。根据以上显微特征,第8类属种鉴定为壳斗科(Fagaceae)锥木属(Castanopsis)木材。2.9管间纹孔式早材管图9为第9类属种横切面、径切面、弦切面的光学电子显微镜特征照片。从图9可知:木材具管孔;环孔材;早材管孔较大,连续排列呈早材带,宽1至数列,常含侵填体;晚材管孔甚小,火焰状斜径列,单穿孔,管间纹孔式互列;环管管胞围绕于早材导管周围;轴向薄壁组织量多,主要为星散--聚合及断续离管带状,宽1～2细胞,排列不规则,弦向断续相连;木纤维壁薄至厚;木射线通常单列;射线组织同形单列;射线与导管间纹孔式通常为大圆形;无胞间道。根据以上显微特征,第9类属种鉴定为壳斗科(Fagaceae)板栗属(Castanea)木材。3保国寺东南角木构件的修缮宁波保国寺大殿木构件的属种,经鉴定共有7科9属,共涉及到杉科杉木属、松科硬木松属、松科云杉属、柏木亚科扁柏属、落叶松亚科落叶松属、杉科水松属等6个属的针叶材和龙脑香科龙脑香属、壳斗科锥木属、壳斗科板栗属等3个属的阔叶材。《中华人民共和国文物保护法》和《古建筑木结构维护与加固技术规范》中规定,古建筑修缮时应按照建筑物的特征、构造特点、材料质地、风格等,严格遵守“修旧如旧”的修缮原则。在材料上,就是尽量使用原来属种的木材。宁波保国寺大殿木结构属种的鉴定结果,可以为以后保国寺大殿古建筑木构件的修缮提供参考和依据。从图5可知:木材无管孔;生长轮明显