“華光礁Ⅰ號(hào)”南宋沉船船體構(gòu)件的用材分析

包春磊

(海南省博物館，海南?？?570203)

0 引 言

中國造船歷史悠久，早在新石器時(shí)代，先人就已熟練使用了舟和筏，并走向了海洋。據(jù)考證，筏、舟是船發(fā)明以前出現(xiàn)的第一種水上運(yùn)輸工具，是新石器時(shí)期中國東南部的百越人發(fā)明的[1]。2002年，在浙江杭州的蕭山跨湖橋遺址發(fā)現(xiàn)了一艘距今8000余年由整段馬尾松加工而成的獨(dú)木舟，這是中國目前發(fā)現(xiàn)最早的獨(dú)木舟，也是世界發(fā)現(xiàn)最早的舟船之一。古時(shí)候用于建船的材料有很多種，其中大部分就地取材，古人通常根據(jù)木材的特點(diǎn)和性能在船體的不同位置使用。中國古代造船材料大多為杉、松、楠、樟、榆、槐、柏、楊、楸、稠木、鐵力木、烏婪木、檀木等[2]。古代造船工匠們?cè)缭谇貪h時(shí)期就發(fā)明了中線舵和櫓，并熟悉運(yùn)用格木、杉木等造船木材[3]。明朝時(shí)，古代先民的造船技藝嫻熟，“凡木色桅用端直杉木，……梁與枋檣用楠木、櫧木、樟木、榆木、槐木。棧板不拘何木。舵桿用榆木、榔木、櫧木。關(guān)門棒用椆木、榔木。櫓用杉木、檜木、楸木。”[4-7]充分說明古代先人早已對(duì)造船用材的屬性了如指掌。

1 “華光礁Ⅰ號(hào)”沉船概況

“華光礁Ⅰ號(hào)”南宋沉船1996年被發(fā)現(xiàn)，2008年被打撈出水拆解，之后一直存放在海南省博物館的沉船保護(hù)室內(nèi)進(jìn)行保護(hù)?！叭A光礁Ⅰ號(hào)”出水古船根據(jù)制造與啟航地點(diǎn)，以及打撈出的船體構(gòu)件殘件分析，應(yīng)為“福船”。福船“上平如衡，下側(cè)如刃，善走深海遠(yuǎn)洋，破浪而行”[8-9]。還有文獻(xiàn)記載：“海舟以福建為上，廣東、西船次之，溫、明船又次之。”“(福建海船)舟之身長十八丈，次面寬四丈二尺許，高四丈五尺余……，可儲(chǔ)貨品三至四萬擔(dān)之多?！盵9]

沉船被打撈時(shí)已損壞殆盡，僅存船底剩余部分(圖1)：船體龍骨、隔艙壁、部分肋骨及側(cè)板還可辨識(shí)；龍骨東側(cè)受損慘重，僅余4層船板，西側(cè)相對(duì)尚好，5層板清晰可見；但大部分船體表面腐蝕受損嚴(yán)重，顏色暗淡呈灰黑色，遍布裂紋、海洋結(jié)垢物和鐵硫化合物覆蓋表層[10]。據(jù)專家估計(jì)，該船排水量可能達(dá)百余噸?！叭A光礁Ⅰ號(hào)”南宋沉船為研究中國古代造船技術(shù)、航海技術(shù)及海上貿(mào)易提供了有力佐證。因此，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)及修復(fù)意義重大。

圖1 “華光礁Ⅰ號(hào)”沉船遺址Fig.1 Shipwreck site of Huaguangjiao Ⅰ

2 船體構(gòu)件木材鑒定

對(duì)船體不同部位進(jìn)行取樣，范圍主要包含第1～6層外板、龍骨、立柱等位置，選取31個(gè)樣本進(jìn)行樹種鑒定，檢測(cè)結(jié)果由第三方專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供。

3 結(jié)果與討論

3.1 樹種鑒定結(jié)果

表1為樹種鑒定結(jié)果，船體有松科、柏科、樟科、杉科、大戟科等(樹種分別屬于松屬、柏木屬、樟屬、杉木屬、潤楠屬及核果木屬)，其中松木居多。

表1 “華光礁Ⅰ號(hào)”出水木船構(gòu)件樹種鑒定Table 1 Identification of timber species of Huaguangjiao Ⅰ

3.2 分析討論

古人非常重視木船建造的選材，尤其遠(yuǎn)洋航行船只的建造，因?yàn)殛P(guān)系到船員的安全和貿(mào)易成本。研究古代船只的木材種類及選材，對(duì)于了解古代船只造船技術(shù)、建造理念的演變有重要意義。為確定造船木材的科目屬地、地理分布以及木材利用的情況，本研究參照了《中國植物志》[11]。

(續(xù)表1)

3.2.1香樟 船板XHI：162、XHI：502樣本經(jīng)檢測(cè)與香樟木材構(gòu)造吻合，香樟為樟屬。從樣本的橫切面、徑切面和弦切面的顯微照片來看(圖2)：半環(huán)孔材，單管孔及雙管孔，管間紋孔式互列，導(dǎo)管射線相交劃痕狀，圓形；軸向薄壁結(jié)構(gòu)呈環(huán)形管束狀及輪緣狀，具油細(xì)胞[12-13]；木材纖維分離；射線結(jié)構(gòu)不疊加，Ⅱ和Ⅲ類型?！吨袊参镏尽酚涊d：香樟是樟目、樟科、樟屬，又名香樟、芳樟、油樟、樟木(南方各省區(qū))，常綠喬木，樹木通體有樟腦氣味；樹皮黃褐色，有不規(guī)則的縱裂；產(chǎn)自我國南方及西南地區(qū)，日本等東南亞國家也有栽培[14]，木材用于造船、建筑等。

在中國，香樟作為造船用材有著悠久的歷史：1999年淮北市隋唐運(yùn)河遺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艙壁肋骨、艉柱和絞關(guān)部位的用材是香樟木；1975年江蘇武進(jìn)發(fā)掘出一艘2000多年前的木船，經(jīng)鑒定該船底板為樟木[15]；登州博物館展覽的元代古船首柱、艉龍骨的用料也是香樟[16]；徐永吉等[17]利用掃描電鏡對(duì)山東平度出土的千年隋船進(jìn)行了樹種鑒定，發(fā)現(xiàn)船材使用了樟木?！叭A光礁Ⅰ號(hào)”古船的龍骨和隔倉板用材采用香樟木材，也是考慮到香樟樹氣味濃厚，經(jīng)久不衰，木材具有耐腐、抗蟲蛀的特點(diǎn)。

3.2.2潤楠 船板XHI：374樣本經(jīng)檢測(cè)與潤楠木材構(gòu)造相符(圖3)，屬于樟科。從樣本的橫切面、徑切面和弦切面的顯微照片來看：孔材松散，單管孔和雙管孔，管間紋孔式互列，導(dǎo)管射線相交劃痕狀，圓形；軸向薄壁結(jié)構(gòu)呈環(huán)形管束狀，具油細(xì)胞[12]；木材纖維分離；射線結(jié)構(gòu)不疊加，Ⅱ和Ⅲ類型?！吨袊参镏尽酚涊d：潤楠，喬木，高40 m，胸徑40 cm；木材細(xì)致，芬香味，用作房梁屋柱或制作家具。古文記載楠木常用于制作家具、書柜等用具[18]。楠木生長周期長，據(jù)調(diào)查超過30多種楠木在西南方，最好的楠木出自海南。楠木耐腐，經(jīng)常用于建筑材料和制作船只，其易干但木性穩(wěn)定，不開裂，紋理細(xì)膩，經(jīng)過打磨后表面有光澤，通常稱為“金絲楠木”[18]，清代也謂“大木”，明清時(shí)期常用作皇宮、寢陵等材料。1975年福建連江縣出土了一艘獨(dú)木舟，舟身殘長7.1 m，寬1.6 m，舟深1.2 m，首尾略呈方形，系用直徑近2 m的整棵楠木刳成，經(jīng)測(cè)定年代約為西漢初期。1960年在揚(yáng)州施橋鎮(zhèn)出土宋代獨(dú)木舟，舟長13.65 m，寬0.75 m，深0.56 m，為國內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)最長的一艘獨(dú)木舟，木料為楠木[19]。深圳獨(dú)木舟博物館收藏一艘戰(zhàn)國獨(dú)木舟，舟長11.6 m，寬1.10 m，高(深)0.78 m，質(zhì)地為陰沉木金絲楠。在古代船只建造上，楠木主要是龍骨、肋骨、桅座、船身等的用材[2-3，20]。

圖3 編號(hào)XHI：374的橫切面、徑切面和弦切面的顯微照片F(xiàn)ig.3 Microphotographs of the cross section，radial section and tangential section of XHI：374

3.2.3杉木 船板XHI：63樣本經(jīng)檢測(cè)與杉木木材構(gòu)造相符。杉木樹干通直，耐腐，質(zhì)地柔軟，易加工，品質(zhì)系數(shù)高，一般用于造船材料，如甲板、桅桿、船身、槳等[20]?！吨袊参镏尽酚涊d：杉木，杉科，喬木，胸圍直徑3 m左右；木材呈黃白色，質(zhì)地軟，有芳香，紋理細(xì)膩且加工便利，有防腐性能，供建筑、橋梁、造船等用，樹皮含單寧[21]。徐永吉等[22]對(duì)一艘元代出土的沉船進(jìn)行了木材鑒定，發(fā)現(xiàn)船體的甲板、船舷板和隔倉板均具為相同的木材構(gòu)造，木材軸向薄壁組織較豐富，呈星散或短弦列，交叉場紋孔杉型，射線薄壁細(xì)胞具凹痕，不具正常和受傷樹脂道等構(gòu)造特征，鑒定為杉木。該沉船是一種元代砂船，船長12.6 m，寬3.0 m，深1.6 m，內(nèi)有水密艙9個(gè)，是一艘雙桅小海船。船體還發(fā)現(xiàn)了楊柳科的柳樹和榆科的櫸樹等木材。2015年，南京市區(qū)出土一處明代造船遺址，據(jù)考為龍江船廠遺址，廖倩等[3]對(duì)木材進(jìn)行了樹種鑒定，發(fā)現(xiàn)14個(gè)樣本為杉木。中國古船外板絕大部分用杉木，比如廣東與福建交接地域的海船，桅桿一般也用杉木，這因?yàn)樯寄疽准庸?，且其質(zhì)量輕，可多裝客、貨，降低成本[2]。

3.2.4松木 鑒定發(fā)現(xiàn)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個(gè)樣本都與松科松屬木材構(gòu)造相符，其中6個(gè)樣本XHI：96、106、422、423、425、511按類別屬于硬木松類，用于龍骨、立柱等承重構(gòu)件中，其余為軟木松類，用于船殼外板處。

圖4和圖5是XHI：511和XHI：391樣本的橫切面、徑切面和弦切面顯微照片，其早晚材漸變。XHI：511樣本為硬木松，其軸向管胞徑壁具緣紋孔1列及2列；單列及紡錘形射線，具射線管胞，其內(nèi)壁齒狀加厚；交叉場紋孔窗格狀，具軸向及徑向樹脂道。而XHI：391樣本為軟木松，顯微結(jié)構(gòu)與之大體相同，但其管胞徑壁具緣紋孔1列，射線管胞內(nèi)壁平滑。從中可以看出硬軟木松的區(qū)別。

圖4 編號(hào)XHI：511的橫切面、徑切面和弦切面的顯微照片F(xiàn)ig.4 Microphotographs of the cross section，radial section and tangential section of XHI：511

圖5 編號(hào)XHI：391的橫切面、徑切面和弦切面的顯微照片F(xiàn)ig.5 Microphotographs of the cross section，radial section and tangential section of XHI：391

《中國植物志》記載：松科，本科約230余種，分屬于3亞科10屬，多產(chǎn)于北半球。我國有10屬113種29變種(其中引種栽培24種2變種)，分布遍于全國，幾乎均系高大喬木，絕大多數(shù)都是森林樹種及用材樹種，在東北、華北、西北、西南及華南地區(qū)高山地帶組成廣大森林，亦為森林更新、造林的重要樹種。江浙沿海一帶有俗語：“千年針?biāo)梢桓?，十年檫樹好打船”，意為樹木成材期不一，各有所用；又有“千年海底松，萬年燥擱楓”，意為松木不怕潮濕，楓木不嫌干燥，松木含松脂油不忌水，故常用于造船。

1974年泉州灣后諸港挖出一艘三桅海船，船體殘長24.2 m，寬9.15 m，載重量200 t以上，據(jù)研究是南宋末年航行于東南亞及波斯灣一帶的遠(yuǎn)洋貨船，經(jīng)鑒定龍骨為松木[23]。廖倩等[3]對(duì)明代龍江船廠遺址出土的木材樣本樹種鑒定中也發(fā)現(xiàn)了松木樣本?！澳虾＂裉?hào)”的考古發(fā)掘中，在船身上發(fā)現(xiàn)了一些碎木塊，經(jīng)鑒定發(fā)現(xiàn)為馬尾松木[24]。松木遍布華中、華南各地，造船中主要是船梁、肋骨、甲板、船身、桅桿、船殼、槳等的用材[20]。

3.2.5柏木 船板XHI：159樣本經(jīng)檢測(cè)與柏木構(gòu)造吻合(圖6)，從樣本的橫切面、徑切面和弦切面的顯微照片來看：生長輪明顯，早晚材略急變；軸向管胞徑壁具緣紋孔1列；軸向薄壁組織星散；單列射線；交叉場紋孔柏木型。

圖6 編號(hào)XHI：159的橫切面、徑切面和弦切面的顯微照片F(xiàn)ig.6 Microphotographs of the cross section，radial section and tangential section of XHI：159

《中國植物志》記載：柏木，樹皮淡褐灰色，裂成窄長條片；為我國特有樹種，分布很廣，產(chǎn)于江浙、云貴等東南部及中部等省區(qū)[25]。廖倩等[3]在對(duì)龍江船廠遺址樣本樹種鑒定中也發(fā)現(xiàn)了柏木。柏木產(chǎn)于秦嶺、長江以南，木料強(qiáng)度適中、耐腐，在造船中主要用于船梁、桅桿、船身等部位[20]。

3.2.6核果木 船板XHI：采41樣本經(jīng)檢測(cè)與核果木構(gòu)造吻合(圖7)，從樣本的橫切面、徑切面和弦切面的顯微照片來看：散孔材，單管孔和雙管孔，管間紋孔式互列；軸向薄壁結(jié)構(gòu)呈環(huán)形管束狀、星散-聚合狀及帶狀分布；射線結(jié)構(gòu)不疊加[12]。編號(hào)XHI：采41(圖8)形狀很像雷公柱、桅桿頭之類，但根據(jù)其尺寸，有專家認(rèn)為類似插銷橫檔之類?！吨袊参镏尽酚涊d：核果木，大戟科，喬木，高達(dá)15 m，常見于臺(tái)灣、廣東、海南，在海拔400～1 600 m山地林中生長，也分布于印度等東南亞國家；海南核果木散孔材，木材紋理通直，結(jié)構(gòu)密，質(zhì)地硬而重，不易開裂，不變形，適于機(jī)械器具、建筑、家具等用材。

圖7 編號(hào)XHI：采41的橫切面、徑切面和弦切面的顯微照片F(xiàn)ig.7 Microphotographs of the cross section，radial section and tangential section of XHI：Collection 41

圖8 編號(hào)XHI：采41Fig.8 Photo of XHI：collection 41

核果木在古代造船用材中并不多見，文獻(xiàn)中少有記載。在“華光礁Ⅰ號(hào)”船板發(fā)掘試采過程中發(fā)現(xiàn)的該構(gòu)件，其使用及產(chǎn)地還有待進(jìn)一步的研究。

對(duì)于僅存木質(zhì)部的化石、沉船木材、古代建筑木材等種屬鑒定上，科和屬的鑒定相對(duì)準(zhǔn)確，但種類鑒定就有困難[26]?！叭A光礁Ⅰ號(hào)”船體構(gòu)件的樹種以及船型的確定，對(duì)研究宋代造船技術(shù)以及船體復(fù)原有著重要意義。宋代海外貿(mào)易繁榮，是中國歷代封建王朝中海外貿(mào)易最開放的朝代[27]，其制造海船的技術(shù)日臻精湛，促進(jìn)了海外的文化交流。“華光礁Ⅰ號(hào)”沉船為研究南宋時(shí)期造船航海技術(shù)提供了實(shí)物。另外宋朝在造船和修船時(shí)使用船塢碼頭，這比歐洲早了約500年；宋代工匠還能根據(jù)船的性能和用途的不同要求，先制造出船的模型，并進(jìn)而能依據(jù)畫出來的船圖，再進(jìn)行施工，而歐洲在16世紀(jì)才出現(xiàn)簡單的船圖，落后于中國三四百年[28]。

4 結(jié) 論

由于“華光礁Ⅰ號(hào)”沉船年代久遠(yuǎn)，腐蝕嚴(yán)重，大多船體構(gòu)件遺失或識(shí)別度不高，只有關(guān)鍵的部位如龍骨、立柱、隔倉板等相對(duì)可辨，這給將來船體的復(fù)原工作帶來了一定的難度。經(jīng)過對(duì)“華光礁Ⅰ號(hào)”船板不同部位的31個(gè)樣本進(jìn)行的樹種鑒定，發(fā)現(xiàn)該南宋沉船船材種屬多樣，有松科、柏科、樟科、杉科、大戟科等，而其中81%為松科，船板外殼1～6層為軟松木，龍骨、立柱以硬松木為主。造船材料主要來自于我國華中、華南地區(qū)，當(dāng)時(shí)工匠已能根據(jù)木材的不同特性在船體的不同部位使用?！叭A光礁Ⅰ號(hào)”船體樹種的鑒定，為研究古代造船技術(shù)和古船的復(fù)原提供了參考，具有重要意義。