我国古纸及传统手工纸纤维原料分类方法研究

易晓辉

(国家图书馆，北京，100034)

自汉代发明造纸术以来，智慧的先人便不断开发利用各种纤维原料来造纸。据历史记载，蔡伦发明造纸术就采用了破布、树皮、废麻、旧渔网等作为造纸原料[1］。后世随着造纸术的发展，纤维原料种类也不断扩展，包括麻类、构皮、桑皮、竹子、藤皮、瑞香皮、青檀皮、草类等不一而足[2］。种类丰富的原料经过各种不同的造纸工艺被制成各种纸张，为人类文明的传承和发展做出了巨大的贡献。

由于原料种类繁多，有关古籍、古字画等纸质文物的材料研究和对散落在全国各处的手工纸坊的工艺研究都牵涉到对这些植物纤维原料进行区别和分类的问题。传统手工造纸所用的非木材纤维原料在整个造纸工业的原料中所占的比重非常小[3］，相关的研究也很少涉及，而非木材类原料的种类却又非常多，孙宝明等人收录的非木材类原料包括草本类87种、竹类49种、皮料类74种、麻类32种、废料类10种，共计252种，而造纸工业用量最大的木材类原料只有67 种[4］。

尽管传统手工造纸常用纤维原料并未达到252种之多，但基本包含在此之中。在传统手工造纸相关的领域，比较常用的分类方式是根据原料植物的中文名称大致将其分为韧皮类、草类两种，或麻类、皮类、竹类和草类4种，这种分类方式有很大习惯性和随意性，也比较粗放，并不能完全反应各种纤维原料之间的区别和联系，更加科学和系统的纤维原料分类方法亟待成型。

1 当前常用分类方法的分析与评价

由于传统手工造纸所用的非木材类纤维原料在整个造纸工业原料中所占的比重很小，一直以来有关造纸纤维原料的相关著作都把主要精力放在木材类纤维原料的形态研究上，对于非木材类的植物纤维原料并没有进行科学系统地分类。自新中国成立以来，在造纸原料方面比较有影响力的4部著作中对于非木材类植物纤维原料的分类方式如表1所示。

从这4部著作的原料分类方式可以看出，其分类的方式基本一致，主要的大类为草类和韧皮类两种，区别主要在于草类和竹类的列分问题，以及麻类的韧皮类的列分问题，这种分类方式基本上符合植物的形态特征和传统的命名习惯，但是若细究起来，这种分类方式也存在以下两个方面的局限。

(1)这种分类方式过于依赖植物的中文名称。许多植物的中文名称具有一定历史习惯性，约定俗成，但却并不能很好地反应植物的植物学分类归属。这一点在麻类植物的划分上问题显著，麻类植物在植物分类学中并没有一个非常清晰的概念，因此麻类和皮类的划分一直是一个难以处理的问题。严格来讲麻类也属于韧皮类纤维，但古纸中所说的皮纸明显并不包括麻纸，麻类常常作为一个单独的类别被划分出来，这种划分方式在某些具体的植物分类上存在矛盾。以桑和大麻为例，二者同为桑科植物，但在传统分类方式里，桑皮为韧皮类原料的代表，而大麻则是典型的麻类植物[2］，这样就割裂了二者的联系，实际上桑皮和大麻的纤维形态具有很大程度的相似性。又如藏纸所用的植物原料狼毒草，因其植物名称中有一个草字而常常被划分到草类原料当中[6］，然而狼毒草并非草类，实为瑞香科小灌木，取其根部的韧皮造纸，应属于韧皮类纤维。

(2)无法系统准确地反映不同原料之间的亲缘关系。传统的分类方式只将现有植物原料分成几个大类，将所有的植物都囊括到这几个大类之中，而各大类之内则没有进一步的区分和归类，难以反映彼此之间的亲缘关系。而这些原料植物之间的亲缘关系在进行纤维微观形态分析时却是非常重要的信息，具有相近亲缘关系的植物原料其纤维特性和形态有很多相似之处。例如桑皮、构皮和青檀皮等蔷薇目植物纤维都具有非常相似的横节纹，又如瑞香科的三桠皮、雁皮等植物纤维都具有中段加宽和密集的横节纹等微观特征，这些归类化的相似特征可以为分析鉴定和替代原料的选择提供依据。在古纸纤维的鉴定工作中，有了系统的分类方法和归类化的特征表，就可以很方便地判断原料植物的大致种类，不至于像以往那样进行单例对照，得到的结果有可能差别悬殊。

2 新的系统分类方法的讨论

鉴于常用的传统手工纸原料植物分类方法比较粗放，无法为纤维形态分析提供必要的指导作用，需要研究提出新的系统分类方法。根据纤维分析工作的需要，新的系统分类方法应该符合以下要求。

(1)兼顾传统的麻类、韧皮类、竹类、禾草类等固有的概念和区分方式。传统的分类方式无论是两类、三类还是四类分类法都具备一定的科学性和使用惯性，许多概念早已深入人心，这种分类方式尽管比较粗放和局限，但是总体上来讲没有太大的错误。因此新的分类方法应在保证科学性的前提下尽可能保留这些概念，通过重新划分级次的方法厘清其中的归属关系，使其在最大程度上能够兼容传统的分类思想。

(2)引入科学的植物学分类系统，并将其作为新的系统分类方法的基础，放弃传统分类方法以植物中文名称分类的理念。目前在植物分类系统中影响较大的是恩格勒分类系统和APGⅢ分类系统，其中恩格勒系统是以植物的花叶等宏观形态特征为依据进行分类，最新的版本发表于1964年，在植物学研究中应用广泛[8］。而APGⅢ分类系统则是基于现代分子生物学的研究结果，通过基因层面的信息来划分物种的亲缘关系，最新的版本发表于2009年[9］，由于其从更加微观的角度揭示植物种类的分类关系，具备更强的科学性，应用前景非常广泛。传统手工纸原料的分析过程主要依靠纤维的微观形态特征来区分，更能反映植物亲缘关系和微观层面信息的APGⅢ分类系统因此成为首选。相关的研究也证实了APGⅢ分类系统在纤维分析中的优势，例如按照恩格勒系统的分类，红麻为锦葵科，黄麻为椴树科，然而二者的纤维形态却具有非常高的相似度，极难区分，但是在APGⅢ分类系统中二者则同属锦葵科，亲缘关系非常接近，这就能够与二者的纤维特征的相似性很好地吻合起来。

将我国古纸及现代传统手工纸常用的30余种纤维原料植物列出，依照APGⅢ分类系统可以画出它们的分类关系结构图，如图1所示。通过这张常用原料的植物学分类图可以直观地看出各种不同的纤维原料植物之间的亲缘关系，这些原料植物之间亲缘关系的远近跟植物纤维形态的相似性有着非常好的相关性。因此，通过对有相近亲缘关系的几种原料植物的纤维形态特征进行分析，可以总结植物原料共有的纤维形态特征，而这些共有的形态特征以及单种植物特有的形态特征，将是未来进行纸张纤维分析和鉴定的依据。

将图1当中所列传统手工造纸常用的植物原料按照传统的麻皮竹草分类方式进行分类，可以看出传统分类方式是非常粗放的。以麻类为例，传统的苎麻、大麻、亚麻、蓖麻、黄麻、红麻、白麻等麻类分别属于5个不同的科，科属关系上的区别决定了其纤维形态上必然具有很大的差异，因此不同原料的麻所制的纸张质感差异非常大。另一大类韧皮类的情况更是如此，其原料的科属跨度非常大，也造成了不同的皮纸其纸张质量在某种程度上有一定的相似性，但在更多的方面却又有着天壤之别。传统的桑构皮类的纤维跟藤皮类及瑞香皮类在微观形态上都有其各自归类化的特征，这些不同的归类特征其实便是其亲缘关系不同的外在反映。因此，以植物学分类法所体现的亲缘关系为基础，以每种植物纤维的形态特征为依据，结合传统的分类方式，将图1当中所列原料植物进行分块分类 (如图1中阴影区域所示)，便可以提出我国古纸及传统手工纸常用植物原料“三系七类十六型”分类系统。

3 “三系七类十六型”分类系统

“三系七类十六型”分类系统将我国古纸及传统手工纸常用植物原料分为韧皮系、禾草系和籽毛系三个大的系列，如图2所示。其中韧皮系又分为麻类、桑榆皮类、藤皮类、瑞香皮类四类，禾草系分为竹类和草类两类，籽毛系只有棉花 (或短棉绒)一种籽毛类原料。

图2 “三系七类”分类系统示意图

七大类的划分主要参考传统的麻皮竹草分类方式，并将其进行必要的梳理细化，厘清了麻类和韧皮类纤维的归属关系，将竹类从禾草类中单独列出，以体现竹类纤维的特殊性和重要地位，具体划分方式如下。

(1)麻类:包括荨麻科的苎麻，大戟科的蓖麻，亚麻科的亚麻和锦葵科的苘麻 (白麻)、红麻 (洋麻)、木芙蓉、黄麻等传统麻类植物。

(2)桑榆皮类:包括桑科的桑、构、楮、大麻和榆科的青檀、山黄麻等原料植物。

(3)藤皮类:包括历史上曾用于造纸的豆科藤类紫藤、葛藤、崖豆藤 (山藤)，卫矛科藤类雷公藤(黄藤)，南蛇藤 (黑藤)和防己科的青藤[10］。

(4)瑞香皮类:包括瑞香科的瑞香、白瑞香、芫花、结香、滇结香、荛花、丽江荛花、狼毒等原料植物。

(5)竹类:包括古纸及传统竹纸所用的毛竹、苦竹、慈竹、黄竹、绿竹等竹类。

(6)草类:包括禾本科的稻麦草，以及灯芯草科的龙须草，凤梨科的菠萝叶，芭蕉科的蕉麻等。

(7)籽毛类:只有棉花、短棉绒一种籽毛原料。

新的分类系统当中需要特别指出的是，尽管大麻按照传统的分类方法归于麻类，但其植物学分类当中属于桑科植物，而且其纤维形态跟桑科的桑、构等植物有一定的相似之处，因此在本分类系统中将其归于桑榆皮类。

“十六型”是指这七类植物原料的纤维形态大致可以分为16个基本型，每一个基本型包含一种或几种植物原料，它们彼此之间亲缘关系较近而且纤维形态存在很多相似的特征。当然这16个基本型是基于目前已经纳入中国古纸及传统手工纸常用的30余种植物原料而言的，一些不太常用的原料由于缺乏相关的研究标本而未列入其中，在以后的研究中若有涉及，还可以继续纳入这16个基本型当中或者是成为新的基本型。由于本文的重点在于建立新的分类系统，仅列出这16个基本型所包含的原料种类和大致归类化特征，并不对具体的形态特征做更加详细的阐述。

(1)苎麻型:主要为苎麻，纤维形态特征为纤维较长且宽，有纵向条纹和横节纹，分丝帚化明显[11］。

(2)蓖麻型:主要为蓖麻，纤维长度一般，端部钝尖，节纹明显。

(3)亚麻型:主要为亚麻，纤维较长，中段较宽，两端各1/3长度渐细柔长，纤维横节纹明显。

(4)锦葵麻型:主要为红麻[12］、木芙蓉、苘麻、黄麻等，纤维长度一般，细胞腔明显，细胞腔宽度约为纤维宽度的1/3，横节纹细而明显。

(5)桑构皮型:主要为桑、构、楮和大麻等，纤维较长，横节纹明显且一般有一定的倾斜角度，有明显的胶质膜，菱形草酸钙晶体，无定形蜡状物等特征。

(6)青檀皮型:主要为青檀和山黄麻，纤维细而短，柔软多弯曲，横节纹较明显且类似于桑皮的横节纹，部分纤维有很薄的胶衣。

(7)瑞香皮型:主要为瑞香科的瑞香、结香、荛花、狼毒，纤维长度一般，有密集的横节纹和纤维中段加宽等共有特征。

(8)豆科藤型:主要为豆科的紫藤、葛藤和崖豆藤，纤维长度一般，节纹较少光滑柔长，端部钝尖。

(9)卫矛藤型:主要为卫矛科的黄藤和黑藤。

(10)青藤型:主要为防己科青藤。

(11)竹型:主要为各种竹类，纤维长度一般在2 mm或以下，有禾草样横节纹，纤维直挺且两端尖细，有表皮细胞、薄壁细胞、石细胞、导管细胞和网壁细胞等杂细胞[13］。

(12)稻麦草型:主要为水稻和小麦秸秆，纤维短细，横节纹明显，有表皮细胞、薄壁细胞、导管等杂细胞[14］。

(13)龙须草型:主要为龙须草，纤维细长，有禾草样横节纹，有特征化的表皮细胞、薄壁细胞和导管[15］。

(14)凤梨型:主要为凤梨类植物，纤维极细长，有横节纹，杂细胞较少。

(15)蕉麻型:主要为蕉麻类植物，纤维柔软细长，节纹较少，少见杂细胞。

(16)籽毛型:主要为棉花及短棉绒，纤维柔长，呈带状，无节纹，少见端部。

需要指出的是，由于目前研究深度的限制，植物纤维形态的16个基本型的所有归类化特征还没有全面掌握，相关的研究工作还需要进一步细化和完善。随着研究的深入，这些纤维形态的基本型也有可能进行一些拆合和增减等更加科学的调整，但总体的划分思路应该在整个分类体系的框架内进行。

通过对这16个纤维形态基本型归类化特征的总结和完善，便可以据此进行纸张纤维形态的分析和鉴定工作。根据每种纤维区别于其他纤维的归类化形态特征，可以很容易地判定样品纤维所属的基本型，进而定位原料植物的大致科属，大大缩小其范围，后续采用更加精细的纤维图谱比对，便可以在很小的范围内确定植物纤维原料的种类。

4 结语

我国古纸及传统手工纸所用纤维原料以非木材类的韧皮纤维和禾草类纤维为主，种类繁多，传统的麻皮竹草分类方式存在一定的局限性，无法满足相关研究工作的要求。在最新的APGⅢ植物分类系统基础上，结合传统的麻皮竹草分类理念提出的“三系七类十六型”分类系统，一方面将最新的被子植物分类系统引入其中，阐明了各原料植物之间的亲缘关系，另一方面又兼顾了传统的麻皮竹草分类方式，并将其中不合理的部分进行重新划分，厘清了各部分的归属关系，以及我国古纸及传统手工纸常用纤维原料的生物亲缘关系和纤维形态特征之间的内在联系，为古纸和传统手工纸的纤维分析和鉴定工作提供了参考依据。

[1]Wang Ju-hua.The Engineering Technology History of Ancient Papermaking of China[M］.Shanxi:Shanxi Education Press，2006.王菊华.中国古代造纸工程技术史[M］.山西:山西教育出版社，2006.

[2]Pan Ji-xing.The Papermaking History of China[M］.Shanghai:Shanghai People's Publishing House，2009.潘吉星.中国造纸史[M］.上海:上海人民出版社，2009.

[3]LI Zhong-zheng.Overview of Recent Development of Non-Wood Fibers Pulping in China[J］.China Pulp ＆ Paper，2011，30(11):55.李忠正.我国非木材纤维制浆的发展概况[J］.中国造纸，2011，30(11):55.

[4]Sun Bao-ming，Li Zhong-kai.China Flora of Papermaking Material[M］.Beijing:Light Industry Press，1959.孙宝明，李仲恺.中国造纸植物原料志[M］.北京:轻工业出版社，1959.

[5]Yu Cheng-hong，Li Yun.The Plant Fiber Graph of Papermaking of China[M］.Beijing:Science Press，1955.喻诚鸿，李 沄.中国造纸用植物纤维图谱[M］.北京:科学出版社，1955.

[6]The first Ministry of light industry Paper Industry Research Institute.The Micrographia of Papermaking Material of China[M］.Beijing:Light Industry Press，1965.轻工业部造纸工业科学研究所.中国造纸原料显微图谱[M］.北京:轻工业出版社，1965.

[7]Wang Ju-hua.The Micrographia and Fiber Characteristics of Papermaking Material of China[M］.Beijing:Light Industry Press，1999.王菊华.中国造纸原料纤维特性及显微图谱[M］.北京:轻工业出版社，1999.

[8]Wang Wen-cai.Brief Introduction of Angiosperm Classification System(I)[J］.Chinese Bulletin of Botany，1984，2(5):11.王文采.被子植物分类系统选介(Ⅰ)[J］.植物学通报，1984，2(5):11.

[9]Angiosperm phylogeny group.An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants:APG III.Botanical Journal of the Linnean Society 2009，161:105.

[10]Chen Xie-jun.Paper[M］.Beijing:Beijing People's Publishing House，2012.陈燮君.纸[M］.北京:北京大学出版社，2012.

[11]Wang Ju-hua.The Micrographia and Fiber Characteristics of Papermaking Material of China[M］.Beijing:Light Industry Press，1999.王菊华.中国造纸原料纤维特性及显微图谱[M］.北京:轻工业出版社，1999.

[12]KUANG Shi-jun，WANG Ju-hua，XUE Chong-yun，et al.Fundamental Characteristics of Kenaf Fibers[J］.China Pulp ＆ Paper，1997，16(2):5.邝仕均，王菊华，薛崇昀，等.红麻纤维及其造纸基本特征(下)[J］.中国造纸，1997，16(2):5.

[13]WANG Ju-hua，GUO Xiao-ping，XUE Chong-yun，et al.The Ultrastructure of Bamboo and Its Behavior during Beating[J］.China Pulp＆ Paper，1993，12(4):10.王菊华，郭小平，薛崇昀，等.竹浆纤维壁微细结构与打浆特性的研究[J］.中国造纸，1993，12(4):10.

[14]LIU Chang，LI Xiao-cen，WANG Shan，et al.A Study on the Relevance of Paper Age According to Fiber Species[J］.China Pulp ＆Paper，2003，32(8):63.刘 畅，李晓岑，王 珊，等.纤维种类与纸龄相关性研究[J］.中国造纸，2003，32(8):63.

[15]WANG Ju-hua，LI Yu-hua，MENG Wen-you，et al.The Ultrastructure of Chinese Alpine Rush and the Changes of their Cell Walls during Beating[J］.China Pulp ＆ Paper，1984，3(3):3.王菊华，李玉华，蒙文友，等.龙须草的微细结构及其在打浆过程中细胞壁的变化[J］.中国造纸，1984，3(3):3.