《聆聽樹木的聲音》:究竟都市樹木與微氣候有怎樣的關係?「冷卻效應」為眾所注目

《聆聽樹木的聲音》:究竟都市樹木與微氣候有怎樣的關係?「冷卻效應」為眾所注目
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我們想讓你知道的是

作者以冷靜且慈悲的溫柔筆觸,從生長空間、種植問題與對策、根系伸展、景觀問題、植栽設計到修剪技巧,搭配具體的治療案例,全面性梳理與詮釋台灣行道樹,並懷著崇敬謙卑的心,靜靜聆聽來自樹木的聲音,感受自然回應與我們的巨大力量。

文:詹鳳春

都市微氣候與行道樹

微氣候(Microclimate),也就是靠近地面氣層所呈現的氣候。因受到地表面的狀態、植物或群落等影響,產生細部的氣象差異;如氣溫、濕度、風、放射等各種要素。由於都市環境充斥著人工建築物,失去原來自然環境。原本應回歸於大地、空氣的太陽熱,卻不斷蓄積於人工建築物而導致都市熱島效應的發生。當我們生活環境周遭不斷失去綠的自然要素,不僅氣溫的變動,就連我們的身心健康都會受到影響。

行道樹與微氣候之間關係,於道路周邊形成的氣候是與大氣候有著微小差異。過去以來應用「水」或「綠地」作為氣候緩和機能。這幾年也開始強調行道樹配植的特殊機能,如植栽的冷放射、樹冠遮蔽等作為緩和都市微氣候。然而,微氣候與行道樹究竟有怎樣的關係?

行道樹枝葉蒸散所帶來的冷涼空氣

枝葉蒸散,為生理上重要機能之一。樹木的水分蒸發,主要自葉子氣孔或樹幹皮目。若兩者比較起,皮目的蒸散量僅有氣孔的十分之一以下的量。主要還是依賴葉子蒸散。蒸散可降低樹體溫度,而氣溫、濕度、風各要素也會促進蒸散活動。例如;樹冠受到風吹襲時,樹冠的水分蒸發要比夏季晴朗的水面蒸發量大。而樹冠也會阻擋風,使樹群內維持一定的濕度及氣溫,有助於其他生物活動。

蒸散降低樹體的溫度,這與樹冠外的溫度比起至少低五到六度左右。為了維持生理,樹木吸收水分的百分之九十五用於蒸散,光合作用僅占百分之一以下。蒸散維持葉溫,如同人體流汗或打水至地面降溫原理。樹木的蒸散依據樹種、健康狀態及土壤環境各自不同。當樹木及土壤環境皆健全時,想像鄉下的自然環境,當夕陽時涼風吹來,夜晚大地吸取空氣,表土因大氣的冷卻形成水蒸氣而為露水。

清晨的空氣,充斥著被土淨化的冷涼氣流。涼風的流動,還可引導周圍環境;例如土壤的微生物集中於樹幹周圍,自土壤吸收水分時也促進土壤的通氣,接連冷氣自土壤地表釋放。而冷氣便與日照的溫度差引起微風,帶動樹冠下的冷氣使周邊環境清涼。樹木本身,即使為炎熱的夏日也進行蒸散,時時刻刻維持樹體的恆溫,猶如動物恆溫機能。

行道樹,夏季因高溫、乾燥,使樹木面臨環境壓力。而常見樟樹、夾竹桃等樹種因蒸散能力大,當土壤水分充足時,受到高溫、乾燥時更加速蒸散,具備較高的降溫效果。相對的山茶花、楊梅、楓香、台灣欒樹等原本蒸散量少,受到高溫乾燥時,儘管蒸散速度提升,降溫的效果卻不如預期。因此,行道樹除了提供綠蔭降溫,運用樹種本身蒸散機能也有助於改善道路微氣候環境。

生態共生混植

行道樹的土壤水分,受到氣候因素而左右。常見土壤環境出現乾燥化趨勢,若導入耐乾性樹種可隔離道路排氣,還能降低水分管理。一般耐乾性樹種葉厚、小,如常綠闊葉樹及常綠針葉樹對於乾燥土壤的耐性較高。落葉樹種如櫸木因水分需求高,考慮土壤水分特性及管理應避免種植於受風環境。近年來考慮生物多樣性而導入混植、複層植栽手法。

複層植栽,雖有助於改善土壤生物相,受灌木群影響也容易缺水而導致枯損。因喬木根系深入地中吸收大量水分,而靠近喬木基部容易陷入缺水狀況。儘管如此,掌握共生共利的灌木與喬木特性,不僅可防止病蟲害發生,還可藉由複層構造緩和微氣候,維持恆常性的舒適空間。例如,鳳凰木本身為豆科樹種,因具備氮素固定能力,其樹冠內土壤肥沃。若種植以行道樹,配合灌木等即可達到共生共利的生長關係。

樹冠遮蔽與降溫

行道樹除了遮蔽風雨以外,綠蔭更具備減緩暑熱環境的效果。行道樹的綠蔭可緩和二、三度的氣溫,綠蔭的道路溫度要比柏油路低十度左右。一般如傘形樹種榕樹、鳳凰木、苦楝樹等具有較大的樹冠,可遮蔽直射日照。同時道路表面的蓄熱也受到控制,減少地面的熱放射可促進道路舒適度。此外,藉由植物的冷放射、蒸散,使通過樹下的風變得更為涼爽。

另一方面,植栽距離也與綠蔭效果有直接關係,因樹冠之間彼此競爭取得光照,當密植時樹冠枝條為向上生長的趨勢。反觀孤立狀態的喬木,因四周可捕捉光照,樹冠以縱橫伸展。依據樹種及樹形所提供的綠蔭效果不同,當枝葉密集、老葉枯損等無法提供適當的日蔭,就必須配合適度修剪確保通風及日照。

當植栽工程時,因受到樹木輸送、斷根、修剪、植栽時期等影響,初期四、五年之內較難達到樹冠遮蔭效果。因此選擇的行道樹,盡可能篩選良質且強健樹種,配合土壤改良促進根系生長。同時為了避免根系受到踩踏,導入樹木養生保護措施。

風的特性與樹木

一般風速每增加1 m/s,體感溫度約降低兩度。藉由植物、樹木等作為防風效果,不僅可抑制冬季的寒風,還可促進夏季的通風。但是當枝葉密度過高,也會因強風及狹小植栽基盤而導致斷裂及傾倒。一般樹木超過八級以上(17.2 m/s)的風速,枝幹斷裂或連根拔起。樹木傾倒的原因,除了風的外在因素,也有單純因根系衰弱而引起。如榕樹;因水平淺根可伸展根系並抓地力。但是當行道樹種植時,植栽基盤受限反而無法發揮抓地能力以至於強風來襲斷裂傾倒。面對樹木傾倒對策;除了考慮適地適木要素,還可藉由土壤改良促進根系伸展,或以支柱支撐樹體。

行道樹具備防風及引導風效能,如鄉村鄰里內植栽防風林可遮斷強風,減低風速。反觀都市內部,猶如水泥叢林,無法避免大樓風的發生。當受到大樓風影響,葉的蒸散量大於根系輸送的水分,容易處於失衡狀態。以至於枝葉受強制蒸散,而發生枯損等現象。當水分量不足的枝葉,首先可以發現葉小、變色就是受到光合作用限制。一般常綠樹種抗風能力強,針葉樹種以黑松抗風為代表。近年來,為減緩熱島效應而導入風道概念。