“华光礁Ⅰ号”南宋沉船船体构件的用材分析

包春磊

(海南省博物馆，海南海口 570203)

0 引 言

中国造船历史悠久，早在新石器时代，先人就已熟练使用了舟和筏，并走向了海洋。据考证，筏、舟是船发明以前出现的第一种水上运输工具，是新石器时期中国东南部的百越人发明的[1]。2002年，在浙江杭州的萧山跨湖桥遗址发现了一艘距今8000余年由整段马尾松加工而成的独木舟，这是中国目前发现最早的独木舟，也是世界发现最早的舟船之一。古时候用于建船的材料有很多种，其中大部分就地取材，古人通常根据木材的特点和性能在船体的不同位置使用。中国古代造船材料大多为杉、松、楠、樟、榆、槐、柏、杨、楸、稠木、铁力木、乌婪木、檀木等[2]。古代造船工匠们早在秦汉时期就发明了中线舵和橹，并熟悉运用格木、杉木等造船木材[3]。明朝时，古代先民的造船技艺娴熟，“凡木色桅用端直杉木，……梁与枋樯用楠木、槠木、樟木、榆木、槐木。栈板不拘何木。舵杆用榆木、榔木、槠木。关门棒用椆木、榔木。橹用杉木、桧木、楸木。”[4-7]充分说明古代先人早已对造船用材的属性了如指掌。

1 “华光礁Ⅰ号”沉船概况

“华光礁Ⅰ号”南宋沉船1996年被发现，2008年被打捞出水拆解，之后一直存放在海南省博物馆的沉船保护室内进行保护。“华光礁Ⅰ号”出水古船根据制造与启航地点，以及打捞出的船体构件残件分析，应为“福船”。福船“上平如衡，下侧如刃，善走深海远洋，破浪而行”[8-9]。还有文献记载：“海舟以福建为上，广东、西船次之，温、明船又次之。”“(福建海船)舟之身长十八丈，次面宽四丈二尺许，高四丈五尺余……，可储货品三至四万担之多。”[9]

沉船被打捞时已损坏殆尽，仅存船底剩余部分(图1)：船体龙骨、隔舱壁、部分肋骨及侧板还可辨识；龙骨东侧受损惨重，仅余4层船板，西侧相对尚好，5层板清晰可见；但大部分船体表面腐蚀受损严重，颜色暗淡呈灰黑色，遍布裂纹、海洋结垢物和铁硫化合物覆盖表层[10]。据专家估计，该船排水量可能达百余吨。“华光礁Ⅰ号”南宋沉船为研究中国古代造船技术、航海技术及海上贸易提供了有力佐证。因此，对其进行保护及修复意义重大。

图1 “华光礁Ⅰ号”沉船遗址Fig.1 Shipwreck site of Huaguangjiao Ⅰ

2 船体构件木材鉴定

对船体不同部位进行取样，范围主要包含第1～6层外板、龙骨、立柱等位置，选取31个样本进行树种鉴定，检测结果由第三方专业检测机构提供。

3 结果与讨论

3.1 树种鉴定结果

表1为树种鉴定结果，船体有松科、柏科、樟科、杉科、大戟科等(树种分别属于松属、柏木属、樟属、杉木属、润楠属及核果木属)，其中松木居多。

表1 “华光礁Ⅰ号”出水木船构件树种鉴定Table 1 Identification of timber species of Huaguangjiao Ⅰ

3.2 分析讨论

古人非常重视木船建造的选材，尤其远洋航行船只的建造，因为关系到船员的安全和贸易成本。研究古代船只的木材种类及选材，对于了解古代船只造船技术、建造理念的演变有重要意义。为确定造船木材的科目属地、地理分布以及木材利用的情况，本研究参照了《中国植物志》[11]。

(续表1)

3.2.1香樟 船板XHI：162、XHI：502样本经检测与香樟木材构造吻合，香樟为樟属。从样本的横切面、径切面和弦切面的显微照片来看(图2)：半环孔材，单管孔及双管孔，管间纹孔式互列，导管射线相交划痕状，圆形；轴向薄壁结构呈环形管束状及轮缘状，具油细胞[12-13]；木材纤维分离；射线结构不叠加，Ⅱ和Ⅲ类型。《中国植物志》记载：香樟是樟目、樟科、樟属，又名香樟、芳樟、油樟、樟木(南方各省区)，常绿乔木，树木通体有樟脑气味；树皮黄褐色，有不规则的纵裂；产自我国南方及西南地区，日本等东南亚国家也有栽培[14]，木材用于造船、建筑等。

在中国，香樟作为造船用材有着悠久的历史：1999年淮北市隋唐运河遗址出土的唐代沉船大量使用了香樟木；1974年福建泉州出土的宋代海船的舱壁肋骨、艉柱和绞关部位的用材是香樟木；1975年江苏武进发掘出一艘2000多年前的木船，经鉴定该船底板为樟木[15]；登州博物馆展览的元代古船首柱、艉龙骨的用料也是香樟[16]；徐永吉等[17]利用扫描电镜对山东平度出土的千年隋船进行了树种鉴定，发现船材使用了樟木。“华光礁Ⅰ号”古船的龙骨和隔仓板用材采用香樟木材，也是考虑到香樟树气味浓厚，经久不衰，木材具有耐腐、抗虫蛀的特点。

3.2.2润楠 船板XHI：374样本经检测与润楠木材构造相符(图3)，属于樟科。从样本的横切面、径切面和弦切面的显微照片来看：孔材松散，单管孔和双管孔，管间纹孔式互列，导管射线相交划痕状，圆形；轴向薄壁结构呈环形管束状，具油细胞[12]；木材纤维分离；射线结构不叠加，Ⅱ和Ⅲ类型。《中国植物志》记载：润楠，乔木，高40 m，胸径40 cm；木材细致，芬香味，用作房梁屋柱或制作家具。古文记载楠木常用于制作家具、书柜等用具[18]。楠木生长周期长，据调查超过30多种楠木在西南方，最好的楠木出自海南。楠木耐腐，经常用于建筑材料和制作船只，其易干但木性稳定，不开裂，纹理细腻，经过打磨后表面有光泽，通常称为“金丝楠木”[18]，清代也谓“大木”，明清时期常用作皇宫、寝陵等材料。1975年福建连江县出土了一艘独木舟，舟身残长7.1 m，宽1.6 m，舟深1.2 m，首尾略呈方形，系用直径近2 m的整棵楠木刳成，经测定年代约为西汉初期。1960年在扬州施桥镇出土宋代独木舟，舟长13.65 m，宽0.75 m，深0.56 m，为国内目前发现最长的一艘独木舟，木料为楠木[19]。深圳独木舟博物馆收藏一艘战国独木舟，舟长11.6 m，宽1.10 m，高(深)0.78 m，质地为阴沉木金丝楠。在古代船只建造上，楠木主要是龙骨、肋骨、桅座、船身等的用材[2-3，20]。

图3 编号XHI：374的横切面、径切面和弦切面的显微照片Fig.3 Microphotographs of the cross section，radial section and tangential section of XHI：374

3.2.3杉木 船板XHI：63样本经检测与杉木木材构造相符。杉木树干通直，耐腐，质地柔软，易加工，品质系数高，一般用于造船材料，如甲板、桅杆、船身、桨等[20]。《中国植物志》记载：杉木，杉科，乔木，胸围直径3 m左右；木材呈黄白色，质地软，有芳香，纹理细腻且加工便利，有防腐性能，供建筑、桥梁、造船等用，树皮含单宁[21]。徐永吉等[22]对一艘元代出土的沉船进行了木材鉴定，发现船体的甲板、船舷板和隔仓板均具为相同的木材构造，木材轴向薄壁组织较丰富，呈星散或短弦列，交叉场纹孔杉型，射线薄壁细胞具凹痕，不具正常和受伤树脂道等构造特征，鉴定为杉木。该沉船是一种元代砂船，船长12.6 m，宽3.0 m，深1.6 m，内有水密舱9个，是一艘双桅小海船。船体还发现了杨柳科的柳树和榆科的榉树等木材。2015年，南京市区出土一处明代造船遗址，据考为龙江船厂遗址，廖倩等[3]对木材进行了树种鉴定，发现14个样本为杉木。中国古船外板绝大部分用杉木，比如广东与福建交接地域的海船，桅杆一般也用杉木，这因为杉木易加工，且其质量轻，可多装客、货，降低成本[2]。

3.2.4松木 鉴定发现船板XHI：55、134、269、272、347、378、391、499、96、106、422、423、425、511、25、102、154、319、326、341、383、388、466、467、488共25个样本都与松科松属木材构造相符，其中6个样本XHI：96、106、422、423、425、511按类别属于硬木松类，用于龙骨、立柱等承重构件中，其余为软木松类，用于船壳外板处。

图4和图5是XHI：511和XHI：391样本的横切面、径切面和弦切面显微照片，其早晚材渐变。XHI：511样本为硬木松，其轴向管胞径壁具缘纹孔1列及2列；单列及纺锤形射线，具射线管胞，其内壁齿状加厚；交叉场纹孔窗格状，具轴向及径向树脂道。而XHI：391样本为软木松，显微结构与之大体相同，但其管胞径壁具缘纹孔1列，射线管胞内壁平滑。从中可以看出硬软木松的区别。

图4 编号XHI：511的横切面、径切面和弦切面的显微照片Fig.4 Microphotographs of the cross section，radial section and tangential section of XHI：511

图5 编号XHI：391的横切面、径切面和弦切面的显微照片Fig.5 Microphotographs of the cross section，radial section and tangential section of XHI：391

《中国植物志》记载：松科，本科约230余种，分属于3亚科10属，多产于北半球。我国有10属113种29变种(其中引种栽培24种2变种)，分布遍于全国，几乎均系高大乔木，绝大多数都是森林树种及用材树种，在东北、华北、西北、西南及华南地区高山地带组成广大森林，亦为森林更新、造林的重要树种。江浙沿海一带有俗语：“千年针松一根柱，十年檫树好打船”，意为树木成材期不一，各有所用；又有“千年海底松，万年燥搁枫”，意为松木不怕潮湿，枫木不嫌干燥，松木含松脂油不忌水，故常用于造船。

1974年泉州湾后诸港挖出一艘三桅海船，船体残长24.2 m，宽9.15 m，载重量200 t以上，据研究是南宋末年航行于东南亚及波斯湾一带的远洋货船，经鉴定龙骨为松木[23]。廖倩等[3]对明代龙江船厂遗址出土的木材样本树种鉴定中也发现了松木样本。“南海Ⅰ号”的考古发掘中，在船身上发现了一些碎木块，经鉴定发现为马尾松木[24]。松木遍布华中、华南各地，造船中主要是船梁、肋骨、甲板、船身、桅杆、船壳、桨等的用材[20]。

3.2.5柏木 船板XHI：159样本经检测与柏木构造吻合(图6)，从样本的横切面、径切面和弦切面的显微照片来看：生长轮明显，早晚材略急变；轴向管胞径壁具缘纹孔1列；轴向薄壁组织星散；单列射线；交叉场纹孔柏木型。

图6 编号XHI：159的横切面、径切面和弦切面的显微照片Fig.6 Microphotographs of the cross section，radial section and tangential section of XHI：159

《中国植物志》记载：柏木，树皮淡褐灰色，裂成窄长条片；为我国特有树种，分布很广，产于江浙、云贵等东南部及中部等省区[25]。廖倩等[3]在对龙江船厂遗址样本树种鉴定中也发现了柏木。柏木产于秦岭、长江以南，木料强度适中、耐腐，在造船中主要用于船梁、桅杆、船身等部位[20]。

3.2.6核果木 船板XHI：采41样本经检测与核果木构造吻合(图7)，从样本的横切面、径切面和弦切面的显微照片来看：散孔材，单管孔和双管孔，管间纹孔式互列；轴向薄壁结构呈环形管束状、星散-聚合状及带状分布；射线结构不叠加[12]。编号XHI：采41(图8)形状很像雷公柱、桅杆头之类，但根据其尺寸，有专家认为类似插销横档之类。《中国植物志》记载：核果木，大戟科，乔木，高达15 m，常见于台湾、广东、海南，在海拔400～1 600 m山地林中生长，也分布于印度等东南亚国家；海南核果木散孔材，木材纹理通直，结构密，质地硬而重，不易开裂，不变形，适于机械器具、建筑、家具等用材。

图7 编号XHI：采41的横切面、径切面和弦切面的显微照片Fig.7 Microphotographs of the cross section，radial section and tangential section of XHI：Collection 41

图8 编号XHI：采41Fig.8 Photo of XHI：collection 41

核果木在古代造船用材中并不多见，文献中少有记载。在“华光礁Ⅰ号”船板发掘试采过程中发现的该构件，其使用及产地还有待进一步的研究。

对于仅存木质部的化石、沉船木材、古代建筑木材等种属鉴定上，科和属的鉴定相对准确，但种类鉴定就有困难[26]。“华光礁Ⅰ号”船体构件的树种以及船型的确定，对研究宋代造船技术以及船体复原有着重要意义。宋代海外贸易繁荣，是中国历代封建王朝中海外贸易最开放的朝代[27]，其制造海船的技术日臻精湛，促进了海外的文化交流。“华光礁Ⅰ号”沉船为研究南宋时期造船航海技术提供了实物。另外宋朝在造船和修船时使用船坞码头，这比欧洲早了约500年；宋代工匠还能根据船的性能和用途的不同要求，先制造出船的模型，并进而能依据画出来的船图，再进行施工，而欧洲在16世纪才出现简单的船图，落后于中国三四百年[28]。

4 结 论

由于“华光礁Ⅰ号”沉船年代久远，腐蚀严重，大多船体构件遗失或识别度不高，只有关键的部位如龙骨、立柱、隔仓板等相对可辨，这给将来船体的复原工作带来了一定的难度。经过对“华光礁Ⅰ号”船板不同部位的31个样本进行的树种鉴定，发现该南宋沉船船材种属多样，有松科、柏科、樟科、杉科、大戟科等，而其中81%为松科，船板外壳1～6层为软松木，龙骨、立柱以硬松木为主。造船材料主要来自于我国华中、华南地区，当时工匠已能根据木材的不同特性在船体的不同部位使用。“华光礁Ⅰ号”船体树种的鉴定，为研究古代造船技术和古船的复原提供了参考，具有重要意义。