随着木材在室外使用量的增加，特别是景观、木建筑和其他木建筑用木材，采用合适的木材防护方法，确保木材的性能及使用寿命十分重要。中国地域辽阔，气象条件、建筑设计要求、材料供应、施工方法和水平均随地域而有所不同。建筑设计和施工往往考虑当地气象条件，包括气温、降雨量、雪量、风等。对于木建筑来说，这些气象条件可能更为重要，因为危害木材的真菌和虫害，特别是腐朽和白蚁，都与气候条件有关。与此相应，不同气候和其他条件下，可能需要采取不同程度的保护措施，在木材危害程度比较高的地区，应从设计、施工、木材选择、木材防腐等方面采取更为合理的措施，确保木建筑的性能、安全及使用寿命(Cornick et al., 2003a; 2003b)。

气象数据用于估测木材的腐朽危害程度已有报道(Francis et al., 2006; Leicester, 2001)，较重要的为Scheffer气象指数, 这是建立美国室外地上腐朽等级地图的基础(Scheffer, 1971)。Scheffer气象指数以月平均气温、降水量为0.25 mm (0.01英寸)以上的月平均降水天数为基础计算出，因为温度及湿度较高时木材腐朽速度也较快。非天然耐久木材，包括几乎所有木材树种的边材和非耐久树种的心材，腐朽速度与在2℃ (35°F)至32℃(90°F)区间的温度可以假设成线性相关(Scheffer, 1971)。对于暴露于室外但不与土壤接触的木材，降雨时木材吸收水分，但吸收量并不一定与降水量直接相关，往往是一定降水量下的降雨持续时间比总降雨量对木材的受潮程度更为重要，比如木材在持续小雨后往往比在短时间大雨后更为潮湿(Grinda et al., 2004)。Scheffer气象指数公式经过从美国3个不同气候区域Wisconsin、Oregon、Mississippi采集和积累的木材野外腐朽速度数据进行调整和验证，美国大部分地区的气象指数值都在0~100之间，刚开始时采用35及65分别作为低、中、高腐朽危害等级的分界值，这一腐朽指数发表后，得到了较多的引用和进一步研究。根据不同气候区域木建筑腐朽程度的观察数据，Degroot(1982)将高危害等级分界值从65提升到70。Setliff在绘制加拿大腐朽地图时采用了这一修正(Degroot, 1982)，日本也采用此法绘制了腐朽地图(Hasegawa, 1996), 世界上其他地区也对该气象指数进行了研究(Francis et al., 2006; Foliente, 2002; Van, 2003)。腐朽危害分级对木材的防护可以起到重要的作用，例如，在低危害等级地区，地上建筑木材可不进行防腐剂加压处理而避免受到腐朽菌的严重危害，在高危害等级地区，地上建筑木材可能需要防腐剂加压处理并使用较高的载药量。一定程度的木材保护措施也可以通过合理设计施工和利用天然耐久木材来提供。本文提供的中国木材腐朽危害地图，旨在为木建筑设计者、施工者及其他木材生产者和使用者从木材耐久的角度选择材料提供指导帮助，以提高木材的使用性能，延长使用寿命。

国家气象局气象信息中心提供了194个地面观测站1996—2005年间的气象数据，台湾的气象数据从网页(http://www.climate-zone.com/climate/taiwan/)下载。

Scheffer气象指数Σ(T-35)×(D-3)/16.7，其中T为月平均气温(℃)，D为天降水量在0.2 mm以上的月平均降水天数(原来公式中采用的是天降水量在0.25 mm以上的月平均降水天数)，Σ为1—12月全年的数据累加。Scheffer气象指数考虑了1年中的平均温度及木材受潮程度，因为这是2个木材腐朽潜在程度的最重要因素。腐朽地图采用地理信息系统软件制作。Scheffer气象指数分级分为3级：< 35，木材腐朽低危害区域；35~70，中等危害区域；>70，室外地上用木材高腐朽危害区域。

根据Scheffer气象指数，将中国室外地上木材的腐朽危害等级划分为3个地带，各点的Scheffer气象指数见表 1。北方的大部分区域，从西到东，包括新疆大部、内蒙古、青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北部分地区及河南小部，Scheffer气象指数低于35，属于低危害地带。这个区域冬天寒冷，但Scheffer气象指数较低的更重要原因是气候非常干燥，整个地区的年降水量都低于500 mm，降水天数很少。典型地点的指数为，乌鲁木齐19，呼和浩特32，兰州34，银川14，榆林28，太原/大同31，泊头28，河南的安阳34。位于西北的一些地点，如新疆的吐鲁番、塔中、若羌、铁干里克、和田，甘肃的敦煌，青海的冷湖，其指数都低至0，这是沙漠气候造成的，年降水量都低于100 mm。尽管西藏拉萨的Scheffer气象指数高达51(中等危害水平)，但是由于高海拔和严寒的气候，可以认为西藏的大部分地区，尤其是西藏北部临近新疆的地方，木材腐朽的危害很低。东部沿海的环渤海湾区域也属于低危害地带，代表地点的气象指数包括：大连26，营口29，锦州33，天津29，河北乐亭22，山东成山头31。这一沿海地带气候温和，但总体气温和降水条件不足以使地上木材产生严重的腐朽。

表 1 中国不同地区的Scheffer气象指数 Tab.1 Scheffer's climate index values for all sites

表 1 中国不同地区的Scheffer气象指数 Tab.1 Scheffer's climate index values for all sites

相对于北方大部分地区的低木材腐朽危害等级，南方大部分地区的Scheffer气象指数都高于70，属于木材腐朽高危害地带。这个地带总体的气候条件是比较潮湿、炎热，年平均气温高于15℃，年降水量高于1 000 mm，有些地方甚至超过2 000 mm。这一地带也包括西南某些海拔超过1 000 m的地方，例如云南部分地区，四川大部分地区和重庆市。昆明的指数为77，而澜沧高达146，因为这里全年都潮湿、温热。四川也有许多山区，但由于那里属于湿热的盆地气候，其Scheffer气象指数也较高，包括：成都87，宜宾110，重庆103。木材腐朽危害严重的地带还包括湖南、湖北部分地区、安徽、江西和浙江，具体的数据有：长沙96、宜昌86、安徽的霍山87、南昌89、杭州96。总体上越往南Scheffer气象指数就越高，木材越容易腐朽，例如，桂林120，广州131，贵阳89，福州102，厦门81。位于海南岛上的琼海，其指数高达151。

木材腐朽危害中等地带主要位于中国的中部，呈现一个从西到东的狭长地带。包括西藏南部、云南北部、青海部分地区、甘肃部分地区、陕西部分地区、山西部分地区、河南部分地区、湖北大部、安徽大部、江苏以及上海。具体数据为：拉萨51，德钦46，西宁38，甘肃的天水为44，西安44，延安39，运城40，郑州41，武汉69，合肥62，南京61，徐州40，上海市为68。

除此之外，木材腐朽危害中等地带还包括东北三省的大部分地区。其中哈尔滨的指数为41，长春和四平的指数都为42，辽宁东北部的大部分区域也属于木材腐朽危害中等地带，沈阳的指数为38。虽然这里冬天寒冷，但是温暖潮湿的夏天依然可能导致木材腐朽。

另外，北京及其周围的一小块区域也属于木材腐朽危害中等地带。包括北京的腐朽指数为35，内蒙古赤峰的指数为35，河北部分地区，如承德指数为40，怀来35，石家庄为38。

中国的人口主要分布在东南沿海、中部及东北部地区；经济发展最快的地区集中在东部沿海珠江三角地区、长江三角地区以及京津唐地区。该研究显示，几乎所有以上这些地区都位于地上木材腐朽危害严重或中等严重地带。因此在中国发展木建筑，必须对木材保护给予足够的重视。腐朽地图只能起到简单粗略的指导作用，将Scheffer气象指数应用到具体地点时，应采用当地的气象资料进行计算，计算值总是比从该腐朽地图估计出的腐朽危害更贴近实际。另外很难严格确定低、中、高腐朽危害地带之间的分界线，而位于同一等级不同地点的具体腐朽危害也会有很大的不同。比如不能因为上海和北京都属于木材腐朽危害中等地带，就认为可以在上海采取和在北京一样的木材保护措施。上海的危害指数为68，很接近中等危害和严重危害之间的分界点70，所以在北京采用木材建造室外建筑应考虑合适的木材防护手段，例如采用防腐处理木材或者天然耐腐木材，在上海更应采用更为适当全面的防护措施。此外，合理的木材防护措施还必须考虑到当地其他具体的危害因素，例如在中国很多地区流行白蚁危害，尤其是南方的乳白蚁危害非常严重，使用木材时必须考虑这些因素。合理设计也可以根本改变室外地上用木材潜在的腐朽程度。实际应用时，可以采用综合防护措施，确保木建筑的性能和寿命。

图 1 以Scheffer气象指数为基础的中国室外地上木材腐朽危害等级区域 Figure 1 Decay hazard zones for above-ground wood structures in China based on the Scheffer's climate index

总之，木材的应用和保护措施应基于应用地的具体环境和危害，采取适当的保护措施。只要措施合理有效，作为一种建造材料，木材可以在任何气候和环境下使用。对于建造木建筑来说，就是在夏威夷这样腐朽和白蚁危害非常严重的地方，木建筑也是广泛使用，寿命不会因为使用了木材这样的生物材料而受到影响。在北美，调查表明木建筑的使用寿命往往比类似混凝土或刚结构的寿命要高。我国森林资源较为匮乏，采用合理的木材防护措施，减少不必要的浪费，具有非常重要的意义。

本文对国内不同地区的Scheffer气象指数进行了计算，采用35及70为室外地上用木材低、中、高腐朽危害等级的分界值。结果表明，中国华南、西南、中南、东南沿海地区为木材的中高腐朽危害区域，此地区也是中国经济发展较快、人口较稠密地区。本腐朽地图为中国不同地区室外地上木材的合理使用及防护提供了参考依据。