开展古建筑和出土饱水木材的测年、树种识别及其细胞壁结构变化机理的研究,将为揭示木材背后的文化及社会背景提供科学依据,同时也将为古建筑和出土饱水木材的加固与保存技术的发展提供重要科学基础。本论文分别以山西12座古代木结构建筑中41份木构件的木材样品作为地上木质遗存的代表,并以浙江良渚遗址群3个代表性遗址出土的79份饱水木质文物的木材样品作为地下木质遗存的代表,通过放射性同位素分析与木材树种识别技术,阐明山西古代木结构建筑和浙江良渚遗址群木质器物的基本用材原则,并通过木材细胞壁微观构造与化学结构研究,揭示不同保存环境、部位和树种等因素对古代木建筑木构件和饱水木质文物的木材细胞壁结构变化的影响规律。主要研究结论归纳如下:(一)古建筑和出土饱水木材的树种识别及生态经济背景(1)在12所唐至民国时期的山西古代木结构建筑中,14C测年数据对史料记载的年代进行了佐证和补充。并根据识别出的11个属的木材,证明“就近取材”是其重要用材原则,从而导致不同区域的用材存在一定差异。且山西古代的先民已能够充分掌握木材的加工等性质,并能对当地常见树种进行合理利用,出现了木构件的二次利用。(2)在新石器时期良渚遗址群出土的饱水木质文物中,共识别出17个属的木材,“就地取材”依旧是其主要用材原则,但受采集狩猎活动限制,取材范围较小。通过不同的构件及器物类型所用的树种可知,三个遗址的用材受木材加工性能和木材材性的影响较小。且不同遗址的用材可能受到遗址地位和功能的影响,存在明显差异。(二)古建筑和出土饱水木材的细胞壁结构变化(1)古建筑腐朽木材中,其细胞壁结构及化学成分相比于现代木材存在明显差异。表现为任一边材部位,半纤维素首先遭到降解,从而对纤维素的稳定性产生影响,碳水化合物的浓度降低,木质素相对含量明显增加。晚材次生壁S2层成为微生物降解的主要区域。(2)出土饱水木材中,次生壁出现典型的海绵状结构或空洞。且葡聚糖侧链的乙酰基消失,纤维素结晶区遭到破坏,多糖类物质遭到了严重的降解,木质素结构未发生明显改变,但相对含量明显增加。受化学成分变化的影响,木材中的碳(C)、氧(O)等主要元素,及铁(Fe)、硅(Si)等微量元素的相对含量略有差异。(3)古建筑腐朽木柱的不同高度,其细胞壁结构及化学成分差异明显,越靠近柱基,其降解程度越深。(4)出土饱水木材的降解程度,受埋藏环境影响明显,其降解程度为:美人地遗址>卞家山遗址>莫角山遗址。但因为莫角山遗和美人地遗址均属良渚晚期,而卞家山处于良渚中期偏晚到良渚晚期偏早阶段,因此说明出土饱水木材的降解程度与埋藏年代不呈正相关。(5)垂直插入土壤的出土饱水木材降解程度,受取样位置的影响明显。同一木构件的底端保存状态略优于顶端,心材的保存状态略优于边材。(6)出土饱水木材的降解程度,还明显受到针叶树材与阔叶树材的差异影响。相比于马尾松(Pinus massoniana),锥木(Castanopsis)出土饱水木材的细胞壁结构、化学成分及元素相对含量变化程度,受遗址差异的影响更大。