分子生物学技术在保国寺北宋大殿木构件来源地鉴别中的应用

滕启城 徐学敏 曾楠 阙泽利

［1.宁波市天一阁博物院（保国寺古建筑博物馆），浙江 宁波 315033；2.南京林业大学，江苏 南京 210037］

0 前言

宁波保国寺并不是以其宗教寺庙闻名于世，其精湛绝伦的木构建筑令人叹为观止。保国寺于1961年被评为第一批全国重点文物保护单位，古建筑群内存有大雄宝殿、天王殿、唐代经幢、观音殿、藏经楼、净土池等殿宇古迹。现存大殿建于北宋大中祥符六年（1013），是长江以南保存最完整的木结构建筑之一。在潮湿多雨、周期性台风光顾的江南临海地区，木结构的殿宇建筑能完整保存上千年绝非易事。而有关保国寺大殿的神奇，在民间还流传着一句脍炙人口的佳话，“虫不蛀，鸟不入，蜘蛛不结网，梁上无灰尘”。至于缘由，粗略概括为“大殿里存在一种奇特的木材”。对这种神奇木材的搜寻和探究，既可以深入保国寺大殿材料的基础研究，也是为木构遗产建筑的保护和修缮提供科学依据。

1 保国寺桧木构件的发现

据保国寺档案资料记载，在1975年文保部门对保国寺大殿大修后，委托华南农学院对维修木构件进行鉴定时发现黄桧木，但报告中未明确该构件的具体位置，该树种的学名为Chamaecyparis taiwanensis masamuneet suzki，是由较早研究扁柏的东京大学农学院正宗嚴敬教授命名，多生长在日本的南部区域，而18-19世纪日本南部屋久岛中盛产扁柏，且有较大规模的砍伐记录。2009年中国林业科学研究院木材工业研究所对大殿开展了构件材质状况勘查，第一次系统性地勘察了木构件的残损情况，为了给后期古建筑研究和修缮提供基础信息，对主要大木构架进行取样后鉴定树种，其中两处上层下昂确定为柏科（Cupressaceae）扁柏属（Chamaecyparis），又称桧木（图1）。

图1 保国寺北宋大殿桧木构件位置

扁柏属内共有6个自然种，分布于日本、北美及我国台湾阿里山区，我国大陆地区并不出产扁柏。扁柏在日本是种植面积较大的树种之一，约占森林面积的10%，自史前时代就开始砍伐应用，主要用于神社、寺庙和其他等级较高的大型建筑。而扁柏中含有大量的精油，散发出具有一定刺激性的气味，具有天然的驱虫和抗白蚁的性能。

2 宋代木材资源的分析

两宋至元时期，明州（元时称庆元，均为宁波旧称）是当时政府对外开放的主要合法港口，在当时对日本和东南亚等地区的交流中起着极其重要的作用，是“海上丝绸之路”的重要节点。两宋时期的历史资料中记载了大量的贸易、文化、建筑等方面的中外交流，其中大宗商品包括丝绸、茶叶、钱币、木材等。

因战败于金国，宋朝首都迁至临安（今杭州）后便开启了南宋时代，大量的人口流入和经济社会的快速发展，使得浙东地区的木材资源形势变得更加严峻。经历了北宋和南宋两个时代的庄绰在《鸡肋篇》中记载，临安附近的山林没过几年就变得荒芜，而曾经大量出产木材的越州成了“有山无木”的地方。据南宋学者楼钥撰写的《攻愧集》卷21《乞罢温州船场》记载，高宗时期（1127-1162）温州地区木材充裕，温州造船厂一年造船数量可达百艘，而到了孝宗时期（1162-1189），由于山林的大树枯竭，每年仅生产10余艘，因而提出废除该造船厂的意见。南宋时期的《四明它山水利备览》中记载了当时明州的情况，“明州每一座山都在茂密的森林深处……但近年来，木材价格上涨，树木被无休止地砍伐，每座山都变得像孩子的头”。可见当时树木资源较为匮乏，而王宫和寺院的建造、造船和棺材制作所必需的木材成了稀缺品，部分寺院甚至通过入宋僧从日本购买木材。

保国寺北宋大殿的四根拼合内柱堪称建筑一绝，是目前已知较早的拼合木柱案例（图2），与《营造法式》规定的“段合柱”（图3）最为接近。而根据有关学者研究推断，北宋保国寺大殿创建时约8米高的内柱可能就是拼合柱结构，不同于刻瓣加工出的约4米高的瓜棱形状檐柱，其截面是组合的。四个直径较小的原木通过燕尾榫连接成一个整体，在外围再包镶上四个瓜瓣，构成“四段合包镶”结构的瓜棱柱。为什么采用小截面的木材相嵌连接的方式制造拼合柱，极有可能与当时浙东乃至整个江南地区木材资源枯竭有关，无法寻找到适合建造大殿所需高度和径级的原木。正是由于重要木柱构件的材料短缺，当时营造大殿的工匠们创造性地发明了段合做法，并被大殿建成90年后颁布出版的《营造法式》所吸收。

图2 保国寺大殿内柱段合做法还原

图3 《营造法式》规定的段合做法

3 海外来材的可能性研判

十至十二世纪的两宋时代，中日两国文化交流密切，贸易往来也达到一定规模。史料记载较早的入宋僧人有重源和荣西，他们曾多次前来中国，特别是在明州地区留下了较多的活动轨迹，不仅学习中国的文化和建筑技术等，也将日本的木材运输到中国，为两国的文化交流发展做出较大贡献。《攻愧集》卷110《育王山妙智禅师塔铭》中简要地记载了日本僧人重源运送日本周防国（今山口县）的良才至明州阿育王寺，帮助修建殿堂。《中日交通史》载：“荣西归国后曾输送多数良材以助其工作。重源亦输送周防国之木料建立明州育王山舍利殿”。《攻愧集》卷57《天童山千佛阁记》中记载了1189年，荣西随禅师虚庵怀敝来到明州天童山景德禅寺。天童山在南宋禅宗五山中位列第三。当时天童山内千佛阁毁于火灾，担任住持后的虚庵怀敝立志修复，而荣西为报答师恩，从日本运来良材帮助重建了天童千佛阁。“二年果致百围之木凡若干，挟大舶，泛鲸波而至焉，千夫咸集，浮江蔽河，荦致山中。”可见当时运送径级较大木材的场景极为壮观，跨越荒海，浩浩荡荡。

圆尔辨圆也是来华日僧的杰出代表。根据《日中文化交流史》中记载，1235年圆尔入宋访问了天童寺、净慈寺、灵隐寺等，参谒名僧，又登径山师从并继承无准师范的法统（图4）。圆尔辨圆归国后听闻径山寺遭遇火灾后委托在日本博多的临安商人谢国明寄送千根木材，帮助修缮寺院。《天童寺志》《阿育王寺志》中也记载了宋代时期日本佛教僧人多次到访明州的天童寺阿育王寺学习和交流，并捐赠木材修建寺院寰宇；而保国寺内石碑刻《培本事实碑》也有记载：“海道遂通，又兼吾资祖辉者佐理，乃敢浮海伐木购材”。足可见明州在早前就与日本有着密切的文化交流和海上贸易往来。保国寺在宋代并未列入五山十刹，不是著名寺院，寺院规格并不宏大，建造所需木料有限，因此在建造时比较容易从当时兴盛的宋日贸易中获得桧木材料。明代李言恭编撰的《日本考》一书中记载：“在养久山（今日本南部屋久岛）杉木和罗木（即桧木）是当地特有的产物之一”（图5），表明历史上曾有桧木作为大宗商品流入中国。

图4 无准师范与圆尔辨圆的信函

图5 《日本考》卷二十七《土产》

在古代没有动力船舶的情形下，跨越中日之间上千里的海路，从日本将木材等物品运输到中国的僧侣和水手们的使命感和勇气远远超出了现代人的想象。值得思考的是，在当时用什么样的船只，通过哪一条路线可以将直径0.6米以上、长度8米左右的原木，从日本博多港口通过波涛汹涌的大海运抵明州？在宋日贸易中，从日本运输来的物品中需求量较大的是硫黄和木材，当时的木材主要是经过制材加工后的板材，可以整齐的存储在船舱中。而用于营建的大径级原木形状不固定，长度较长，重量较重，无法整齐地摆放在当时的木质船舱内，所以一次携带大量的原木不太现实。有学者提出猜想，在两艘并排行驶的船只之间夹带大型原木，但如遇海上风浪，相互之间便会发生碰撞，危险性较大；或是在船尾固定一定长度的绳子拖动原木……关于运送木材的猜测有很多，但至今未找到令人满意的学术证据，仍需进一步的史料考证和调查研究。

在日本长崎市平户县松浦博物馆收藏了一份有关中国古代船舶的珍贵资料《唐船之图》（图6），其中清晰地描绘了宁波船的总长、船舷高、舻高、桅杆长度等主要尺寸。船体结构由沿船外沿的分层矩形木材组成，不使用所谓的“龙骨梁”。船帆包括主帆（大篷）和副帆（头篷）都是用竹子与木条编成竹篾形状。帆上都装有很多横线，即帆的一段系着的很多拉绳，被成束地系在滑轮上，再通过绳索系在船上，没有拉绳的一边靠近边缘的部分则系在桅杆上，形成片帆形状。在航行中，通过松紧拉绳增减调节风压来操纵船舶航行方向和船速。

图6 日本松浦博物馆藏《唐船之图》中的宁波船

至于运输木材的贸易路线，根据古代海上运输的交通工具和对中日之间海洋季风规律清晰、准确的认识，及娴熟的应用情况，推测较大可能的最快速路线是：从日本九州的博多港出发，经五岛列岛和韩国济州岛之间的海域，一路向西南方向，进入舟山群岛，最终到达明州港。

4 分子生物学技术鉴别木材原产地的应用

木材识别技术在木材进出口贸易、考古木材研究、珍贵木材鉴定等方面都发挥着关键作用。随着科学技术的不断进步，各种创新的木材识别方法不仅完成传统的木材材种鉴定，还可以实现对木材来源地的鉴别。通过色谱、质谱、核磁共振等化学分析的方法，可以便捷、高效地进行化学特征分析，目前在中药物种鉴定和产地识别等方面取得了较好的效果。近年来新兴的近红外光谱技术在木材识别中也具有较高的精度，可以鉴别木材地理来源和树种，可以建立基于地理信息特征的木材信息系统。前两种方法虽已被证实具有木材来源地鉴别的可行性，但对数量庞大的树种仍需进行大量的实践研究。

分子生物学技术的快速发展使得木材DNA提取方法不断突破，分子标记和DNA条形码技术开始应用于木材的树种鉴定和来源地识别领域。葡萄酒的品质与储存葡萄酒的橡木桶产地具有一定的关联，对橡木桶来源地的鉴定已经成功实现了葡萄酒的真伪和质量的鉴别。通过对木材高质量DNA的提取，从而实现分子生物学技术应用于木材识别正逐步走向成熟。日本学者通过对分布在日本南端屋久岛和北端福岛县之间的扁柏自然分布区应用DNA标记方法，根据四类遗传元素的比例划分出了25个种群。由此对保国寺北宋大殿中发现的桧木构件应用分子生物学技术提取和测试，并与划分的25个种群进行比对，分析四类遗传元素的相似程度，进而判断出保国寺桧木构件较大可能的来源地。

5 结语

对文物建筑遗产开展科学系统的研究和保护，不断挖掘出深层次的历史信息，得益于现代技术的快速发展和应用。通过对保国寺北宋大殿中桧木构件的来源地鉴别的研究，实现了传统文献资料研究和现代科技手段的有机结合。一方面，将生物学技术应用到文物保护研究领域，有效突破了文献研究中常见的资料残缺、记载片面、关联性弱等瓶颈，是对历史资料的有力补充；另一方面，从桧木构件来源地的分析中，进一步研究两宋时期东亚地区人员交流、贸易往来等的交通运输方式和路径。分子生物学技术在文物保护中的应用只是针对特定需求的一次实践，未来还需要加强需求分析和基础研究，重点关注前沿技术领域，不断尝试跨专业合作，为木构遗产建筑的科学保护和创新利用提供强有力技术支撑。

①清华大学建筑学院，郭黛姮，宁波市保国寺古建筑博物馆.东来第一山：保国寺[M].上海：上海科学技术出版社，2018.

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