全国木结构古建筑木蜂危害风险区域划分*

马星霞 王 麟 朱海燕 刘 波 张 斌 卢 芸 王艳华,4 蒋明亮 王六如

(1.中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 100091； 2.宁波市文化遗产管理研究院 宁波 315000； 3.宁波市鄞州区文物保护管理中心 宁波 315000； 4.中国文物保护基金会 北京 100009； 5.国家林业和草原局调查规划设计院 北京 100714)

古建筑是文物界的瑰丽明珠，承载着民族文化的骄傲，也是世界文化遗产的重要组成部分 (林徽因， 2017)。我国古建筑以木结构体系为主，柱、楹、梁、栋、檐、楣、桁、翘、昂等构件大多用木材制成。作为一种生物材料，木材容易遭受微生物腐朽和虫蛀蚁噬等危害，因此，木结构古建筑保护中，木构件的生物危害勘察是重要的内容和不可忽视的环节(陈允适， 2007)。

木材遭受的腐朽和白蚁蛀蚀危害具有地域特色，马星霞等(2011； 2015)以2004—2013年气象数据计算的Scheffer气象指数为基础绘制了中国陆地室外地上木材腐朽危害等级区域划分图，并结合白蚁危害区域绘制了中国陆地室外地上木材腐朽及白蚁危害等级区域划分图，结果发现，中国陆地木材生物危害从北到南呈逐渐加重趋势，按严重程度可分为轻度、中度、重度和严重度。

木材昆虫危害除白蚁外，还有蠹虫和木蜂(Xylocopa)，其中木蜂尤其偏爱古建筑木构件。这是由于木结构古建筑因年代久远，油漆脱落，木材干燥，且古建筑往往高大，人群干扰不到木蜂生活，适宜木蜂在其上筑巢产卵孵育下一代。木蜂筑巢虽然主观上不是蛀食木构件，但是打洞筑巢客观上会造成对木构件的破坏，筑巢时可见木屑飞扬，严重者孔洞相连，构件内部残损致强度丧失甚而倒塌(陈庆源，1966； 贺春玲等， 2017)。

在对木结构古建筑的生物危害勘察中发现，木蜂分布和危害也存在地域差异。为了弄清木蜂危害的地域特点，本研究以馆藏木蜂标本数据和文献信息为基础进行木蜂种类、分布的基本划分，以木蜂筑巢特性和古建筑木构件危害实地勘察进行危害程度划分，并提出全国木结构古建筑木蜂危害风险区域，以期为木结构古建筑预防性保护方案制定提供依据。

1 材料与方法

1.1 木蜂分布

查询中国科学院馆藏木蜂标本数据库(http:∥citation.csdb.cn/csdb:cn.csdb.zoology.cnbee)并对照文献资料(吴燕如，1961； 1982； 1983； 2000； 罗禄怡，1993； 赵利敏等， 2000； 姜洋， 2004； 姜双林等， 2007； 贺春玲等， 2009； 2014a； 2014b； 辛明等， 2011； 徐红霞等， 2011； 任炳忠等， 2015； 王国利等， 2018)，略去长木蜂(X.tranquabarorum)、竹木蜂(X.nasalis)等通常在竹子或芦苇(Phragmitescommunis)上筑巢的蜂类，对危害木构件的木蜂和突眼木蜂(Proxylocopa)进行各省区域分布记载和古建筑木结构木蜂危害种类汇总。

1.2 木结构古建筑木蜂危害程度勘查

1.2.1 木结构古建筑选择 根据中国陆地室外地上木材腐朽及白蚁生物危害等级区域划分图(图1)(马星霞等， 2015)，选取各区域典型木结构古建筑进行木蜂危害勘查和标本采集，Z1区域勘查敦煌莫高窟木窟檐、慈氏塔、月牙泉木质建筑、张掖大佛寺、木塔寺的木构件； Z2区域勘查西宁塔尔寺、东关清真寺、辽宁奉国寺的木构件； Z3区域勘查天津独乐寺、北京正阳门、国子监与孔庙、北大红楼、山西长治长春玉皇庙、平顺王曲天台庵、河南风穴寺等的木构件； Z4区域勘查重庆奎星阁、云南石屏和建水古民居、贵阳织金古建筑群、遵义陈公祠、赤水龙泉寺、湖南隆回魏源故居、浙江宁海十座国保古戏台、余姚浙江抗日根据地旧址、鄞州天童寺、象山励氏宗祠、广东陈家祠和南海神庙等50余座木结构古建筑的木构件； 江苏钱钟书故居、安徽滁州丰乐亭等省市古建筑木蜂危害程度采取资料查询和电话咨询方式获取。

图1 中国陆地室外地上木材腐朽及白蚁危害等级区域划分(基于2004—2013年气象资料)Fig. 1 Wood decay and termite hazard zones for above-ground wood structures in China (based on 2004—2013 climatic data)

1.2.2 危害勘察 到达木结构古建筑现场后，从外到内、从下至上逐一观察各木构件。木蜂筑巢喜欢选择外屋檐的梁、椽、柱顶等，勘察时特别留意这些构件有无木蜂孔洞，记载孔洞个数； 并留意木构件地下、柱子外周地下有无木屑，发现新鲜木屑即“按图索骥”，查找危害位置记载。同时，观察周围有无死亡木蜂或捕获活木蜂进行种类鉴定。

危害严重度参照陈允适(2007)木构件虫蛀程度分级标准，按照0～4级划分，具体划分标准见表1。

表1 木结构古建筑木蜂危害分级标准Tab.1 Carpenter bee hazard classification standard on wooden ancient building

1.3 木结构古建筑木蜂危害区域划分

根据木蜂种类、分布和筑巢特性，结合实地勘察发现的有无木蜂危害发生及发生的危害程度进行风险区域划分。无木蜂分布和实地勘察无木蜂危害的地区划分为低风险区域，有1种或2种木蜂分布、实地勘察有危害发生但危害发生程度较轻的地区划分为中风险区域，实地勘察木结构古建筑木蜂危害发生严重且有3种以上木蜂分布的地区划分为高风险区域。

2 结果与分析

2.1 馆藏标本及文献数据中木蜂分布

根据文献信息和中国科学院馆藏木蜂标本数据，木结构古建筑上木蜂种类在国内的分布见表2。

表2 木结构古建筑上木蜂种类在国内的分布Tab.2 Distribution of carpenter bee hazard species for wooden structure of ancient buildings in China

2.2 木结构古建筑木蜂危害程度

木结构古建筑木蜂危害程度勘查结果及采集到的标本种类见表3。

2.3 木结构古建筑木蜂危害风险区域划分

2.3.1 木蜂危害低风险区域 黑龙江地区无木蜂分布，内蒙古、青海、新疆、宁夏和陇东以外的甘肃仅有突眼木蜂分布(吴燕如，1983； 贺春玲等， 2018)。突眼木蜂一般在土中筑巢，不会危害木结构，根据甘肃和青海木结构古建筑勘察结果，未发现对当地的木结构古建筑产生危害。因此，将这些地区划分为全国木结构古建筑木蜂危害低风险区域，代号为CB1(图2)。

2.3.2 木蜂危害中风险区域 西藏、河南、山西、山东、辽宁、吉林以及甘肃陇东地区仅发现1种木蜂——黄胸木蜂。湖北、陕西、四川、河北、安徽和江苏发现有2种木蜂分布。实地勘察结果显示，河南、山西、山东、四川、湖北、江苏和安徽均发现有木蜂轻度危害(危害程度1级)，虽然西藏、河北、辽宁、吉林和陕西实地勘察暂时未发现木蜂危害木结构古建筑，但是由于文献曾经报道其有木蜂分布(吴燕如，1982； 2000)，所以将这些地区一起划分为全国木结构古建筑木蜂危害中风险区域，代号为CB2(图2)。

2.3.3 木蜂危害高风险区域 云南、贵州、湖南、江西、广西、福建、浙江和海南木蜂危害发生比较严重(危害程度2级或2级以上)，危害木构件的木蜂往往有3种以上，广东虽然实地勘查的2座木结构古建筑木蜂危害不是很严重，分析是保护措施比较得力的原因，但由于该地面临南部，且木蜂种类较多，所以将这些地区统一划分为木蜂危害高风险区域，代号为CB3(图2)。

台湾地区文献报道仅发现朱胸木蜂(吴燕如，1982； 2000)，由于未有更多详细文献，也还没有机会赴台实地勘查，因此根据地理位置将其划为CB3区域。

表3 木结构古建筑木蜂危害勘察结果Tab.3 The investigation on carpenter bee hazard

图2 全国木结构古建筑木蜂危害风险区域划分Fig. 2 The risk zones of carpenter bees Xylocopa for wooden structure of ancient buildings in China

3 讨论

3.1 木蜂分布

木蜂是膜翅目(Hymenoptera)蜜蜂总科蜜蜂科(Apidae)木蜂亚科木蜂族木蜂属所有种类的统称。据报道，全世界木蜂约470种(Micherner， 2007)，我国木蜂40余种(吴燕如， 2000)。

据吴燕如(1982)报道，甘肃有黄胸木蜂分布，但中国科学院动物研究所检视馆藏标本和后期采集的标本，未获得甘肃黄胸木蜂标本； 笔者对从敦煌至兰州的古建筑木构件进行实地勘察，也未发现木蜂危害。徐红霞等(2011)、王国利等(2018)调查显示，在甘肃黑河自然保护区、民勤连古城国家级自然保护区未发现黄胸木蜂分布；但邻近的陕西有黄胸木蜂和赤足木蜂分布，根据分布的延续性，笔者推测甘肃庆阳、平凉等陇东地区有黄胸木蜂分布，该推测在姜双林等(2007)的报道中得到证实。因此，本研究将甘肃陇东地区划分在CB2区，甘肃其他地区划分在CB1区。

吴燕如(1982)研究表明，贵州木材上的危害木蜂仅有黄胸木蜂和赤足木蜂，而罗禄怡(1993)报道贵州除了这2种木蜂外还有中华木蜂和圆柄木蜂，对杉木(Cunninghamialanceolata)木构件危害除了木蜂外还有叉壁蜂(Osmia)和粗切叶蜂(Megachilesculpturalis)。笔者赴毕节对织金古建筑群进行实地勘察发现，该地区的木蜂对木结构古建筑蛀蚀比较严重，有1处文保建筑甚至因木蜂多年连续蛀蚀而倒塌。贵州处于木结构古建筑木蜂危害高风险区域(CB3)。

吴燕如(1982)资料显示，湖南木材中筑巢的木蜂有黄胸木蜂和赤足木蜂，而姜洋(2004)研究发现还有中华木蜂。笔者对湖南隆回等地区的木结构古建筑勘查发现，木蜂危害比较严重，因而将湖南划分为木结构古建筑木蜂危害高风险区域(CB3)。

木蜂危害风险区域划分与木材腐朽及白蚁危害区域划分由北向南均呈从无到有、从轻到重的趋势，这说明木蜂分布与气候和地理条件有关，木材腐朽危害等级区域划分依据的Scheffer气象指数是以气温和湿度计算而来的(马星霞等， 2011)。木蜂是农作物、野生植物的主要传粉昆虫，越往南部，其气温和湿度对农作物、野生植物的生长和多样性越有促进作用，访花昆虫木蜂种类也就相应较多，对所在地区木结构古建筑造成的危害风险加大。

勘查中也发现少量胡蜂(Vespidae)危害症状，其在木质门板上钻蛀轻微小孔，由于没有大量发生，且孔洞小而浅，故没有特别关注。

3.2 木蜂筑巢特性

木蜂筑巢是为了保护蜂群、贮存食物和繁衍后代，在木材中筑巢的木蜂巢结构可分为分枝和不分枝2种类型(Gerlingetal.， 1989)。赤足木蜂巢由雌蜂完成，雄蜂不参与巢构建，这也是在木构件孔洞中挖出的标本都是雌蜂的原因。筑巢时雌蜂会从巢口向内挖掘出一段主隧道，沿主隧道向内挖掘用于建筑后代巢室的分枝隧道或平行不分枝隧道，其巢室多为分枝型，每个分枝隧道均呈直线型，同侧分枝隧道平行分布，分枝数可达10条(贺春玲等， 2017)。这表明，在木结构古建筑上虽只观察到数个孔洞，但实际内部已经严重残损，结构安全隐患非常大。

3.3 木结构古建筑木蜂防治

木蜂并不能简单划分为有害昆虫，其是多种虫媒植物的重要传粉者，甚至是唯一有效传粉者(贺春玲等， 2018)。自然条件下，除了突眼木蜂亚属在土中筑巢外，木蜂筑巢喜欢选择木结构建筑尤其是木结构古建筑的桁架，客观上对木构件造成了危害。因此，在制定保护木结构古建筑实施方案时，应充分考虑古建筑所处的木蜂危害风险区域，在高风险区域古建筑维护时需采取一定的保护措施而又必须考虑尽量不触杀木蜂，以维持其生态平衡。国外常采用趋避、诱导木蜂改变筑巢位置、提前安置人工木蜂巢穴等方法，从而避免其在木结构古建筑上筑巢。

4 结论

根据木蜂种类、分布、筑巢特性和危害程度，对全国木结构古建筑木蜂危害风险区域进行初步划分，无木蜂分布的黑龙江以及仅有突眼木蜂分布的内蒙古、青海、新疆、宁夏和陇东以外的甘肃划分为木蜂危害低风险区域(代号CB1)； 木结构古建筑危害发生程度较轻或暂未发现危害，但有1种或2种木蜂分布的地区划分为木蜂危害中风险区域(代号CB2)； 危害木构件的木蜂有3种以上且危害发生程度较重的云南、贵州、湖南、江西、广东、广西、福建、浙江和海南划分为木蜂危害高风险区域(代号CB3)。木结构古建筑木蜂危害区域划分图与全国木材腐朽及白蚁危害等级区域划分图比较发现，木蜂危害区域与木材腐朽及白蚁危害区域均具有从西北到东南逐渐加重的趋势，综合其他病害因素，可进一步划分全国木结构古建筑生物风险图。