頭下腳上種植的「倒頭榕」為何還能生長呢？關於榕樹和它的民俗傳說

本文與 BRITA 合作，泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎？

如果你回到兩百年前，試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水，可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐，氣味刺鼻，甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水，被戲稱為「流動的污水」，當時的人們雖然知道水不乾淨，但卻無力改變，導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

幸運的是，現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物，但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰，哪些技術真正有效？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展，面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊，甚至未經處理的地下水，導致傳染病肆虐。

1854 年，英國醫生約翰·斯諾（John Snow）透過流行病學調查，發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關，這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度，促使公衛政策改革，加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初，英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒，成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率，這一技術迅速普及，成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾，尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後，惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年，後藤新平出任民政長官，他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設，對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題，他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓（William Kinnimond Burton） 來台，規劃現代化的供水設施。在雙方合作下，台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年，全台已有 16 座現代水廠，有效改善公共衛生，為台灣城市化奠定關鍵基礎。

進入 20 世紀，人們已經可以喝到看起來乾淨的水，但問題真的解決了嗎？ 科學家如今發現，水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物，甚至微量的內分泌干擾物，這些看不見、嚐不出的隱形污染，正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此，濾水技術迎來了一波科技革新，活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透（RO）等技術相繼問世，各有其專長：

• 活性碳吸附：去除氯氣、異味與部分有機污染物

• 離子交換樹脂：軟化水質，去除鈣鎂離子，減少水垢

• 微濾技術、逆滲透（RO）技術：攔截細菌與部分微生物，過濾重金屬與污染物等

這些技術相互搭配，能夠大幅提升飲水安全，然而，無論技術如何進步，濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯，決定了水質能否真正被淨化，而現代濾水器的競爭，正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是，最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能？

濾芯的壽命與更換頻率：濾水效能的關鍵時刻濾芯，雖然是濾水器中看不見的內部構件，卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例，其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂，能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質，並過濾鉛、銅等重金屬，同時軟化水質，提升口感。

然而，隨著市場需求的增長，非原廠濾芯也悄然湧現，這不僅影響濾水效果，更可能帶來健康風險。據消費者反映，同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯，顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全，建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯，避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙，正面則可看到 BRITA 商標，以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣，並且沒有拉環設計，底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節，才能確保濾芯發揮最佳過濾效果，讓每一口水都能保證潔淨安全。

不過，即便是正品濾芯，其效能也非永久不變。隨著使用時間增加，濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞，導致過濾效果減弱，濾水速度也可能變慢。而且，濾芯在拆封後便接觸到空氣，潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯，不僅會影響過濾效能，還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質，形成「過濾器悖論」（Filter Paradox）：本應淨化水質的裝置，反而成為污染源。為此，BRITA 建議每四週更換一次濾芯，以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題，BRITA 推出了三大智慧提醒機制，確保濾芯不會因過期使用而影響水質：

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈：即時監測濾芯狀況，顯示剩餘效能，讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒：掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間，自動提醒何時該更換，減少遺漏。

3. LINE 官方帳號自動通知：透過 LINE 推送更換提醒，確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天，濾芯已不僅僅是過濾裝置，更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備，成為了健康生活的關鍵。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

人類對潔淨飲用水的追求，從未停止。19世紀，隨著城市化與工業化發展，水污染問題加劇並引發霍亂等疾病，促使濾水技術迅速發展。20世紀，氯消毒技術普及，進一步保障了水質安全。隨著科技進步，現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術，去除水中的污染物，讓每一口水更加潔淨與安全。

今天，消費者不再單純依賴公共供水系統，而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如，BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求，從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題，去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%，並通過 SGS 檢測，通過國家標準水質檢測「可生飲」，讓消費者能安心直飲。

然而，隨著環境污染問題的加劇，真正的挑戰在於如何減少水污染，並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具，更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備，它象徵著人類與自然的對話，提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利，更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源，且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

這個成語得自園藝上的經驗，在民間流傳已久，成為「三十六計」之一，比喻暗中使用手段，以甲替換乙。明代小說家淩濛初，在其短篇小說集《二刻拍案驚奇》中，首次使用這個成語，作為其中一篇的篇目「同窗友認假作真，女秀才移花接木」。

這篇小說的大意是說，有位聞小姐女扮男裝到學校讀書，和同學魏撰之、杜子中感情最好，但心中屬意杜子中。有位景小姐卻看中女扮男裝的聞小姐。後來魏、杜二人得知聞小姐的真實身份，都想娶她。聞小姐施出移花接木之計，將景小姐介紹給魏撰之，自己和杜子中結為夫婦。

談到這裡，小朋友可能還是懵懵懂懂，那就造兩個句吧。

這篇得獎的作品已被人檢舉，是將某小說家的作品改頭換面、移花接木而成。

這張老虎照片雖是移花接木之作，但電腦合成手段高明，連專家都沒看出來。

按照往例，接下去該談談這個成語的科學意義。移花接木，指得就是嫁接。果樹因發生突變，有時結得果實特別好吃、或特別大。農民發現這樣的果樹，就會留下它的種子，希望子代結的果實和親代一樣好吃、或一樣大。如果播種後不如預期，農民還有一招，就是插枝，如果可以插活，所結的果實絕對可以「掛保證」，我們常吃的葡萄，就是用插枝繁殖的。

然而，有些果樹插枝根本就插不活；靠播種嘛，子代結的果實不能保持親代的優良特性。薔薇科的蘋果、梨、桃、李子、櫻桃就屬於這一類。嫁接技術還沒發明前，這類果樹如有一棵結的果實特別好吃、或特別大，那麼就只有這一棵，無法衍生出很多棵。

中國人幾千年前就發明了嫁接技術。農民一旦發現某一棵果樹結的果實特別好吃、或特別大，就割下一小段枝條，接在另一棵的樹枝（砧木）上。當嫁接的枝條和砧木結為一體，「嫁」到砧木上的枝條就可以繼續生長，結出和親本一樣好吃、或一樣大的果實。

嫁接廣泛用在果樹、花卉等園藝上。美國著名人類學家戴蒙在他的名著《槍砲、病菌與鋼鐵》裡說：「這些果樹（蘋果等）得靠複雜的農業科技——嫁接，中國在農業起源不久，就發展出這項科技。」戴蒙認為，嫁接是不斷實驗的結果，絕對不是偶然的運氣。

• 作者／羅妙禎 ｜園藝暨景觀學系畢業，對大自然懷抱敬畏與好奇的心，喜歡探索新鮮事物，在意人們與這片土地之間的連結，想記錄一筆筆動人的故事。

蘭花，一直是園藝界的寵兒，像是蝴蝶蘭就是歷久不衰的明星，花色選擇多、花期長又好照顧，無論送禮或自家種植都適合！家人、朋友不僅愛從花市買蘭花回來，陽台或家中一隅只要擺上幾盆蘭花，整個空間氣質大大提升。但買回家之後問題就來了：「蘭花要怎麼澆水呀？」「好幾天才澆一次真的可以嗎？」，花店老闆大部分會說，2-3 天或更久澆一次就好。究竟為什麼姿態嬌貴的蘭花，可以不用常常澆水呢？

在沒有人為干擾的大自然裡，野生的蘭花們主要棲息在森林中，依據其棲息地的差異可以區分成附生蘭（如蝴蝶蘭、文心蘭、石斛蘭等）和地生蘭（如國蘭、仙履蘭等）兩大類，其中附生蘭就佔了蘭科植物的 70%。附生蘭會和其他的附生植物例如蕨類、積水鳳梨等一同附著於樹幹、岩石或其他植物上，將它們當成支撐物以便爭取到更大量的陽光。這些附生植物在森林的高處蓬勃生長，豐富了樹冠層的生態。

然而附生蘭和附生植物不像其他同類生長在土壤上，除了要面對營養鹽缺少、只能從雨水淋洗中少量且間歇地補充的困境，還有水分供給不穩定的劣勢，基本上就是依靠在別人身上還要靠天吃飯。面對這樣水分、養分供給不足的環境附生蘭該如何因應？

聽說海綿城市很夯，但蘭花早就知道了

附生蘭花能夠懸在樹上、耐受少量水分的秘訣，就隱藏在根部的組織結構裡。

根部是植物獲得水分與營養重要的來源，大部分的植物在根的表皮上有無數的根毛，負責吸收水分的重責大任。但是蘭科植物中的根部最外層，卻是由稱為根被（velamen）的表皮特化組織所構成。成熟後的根被為一層層經歷木栓化（suberinization）的死細胞，它的作用與結構就像一層薄薄覆蓋在根上的海綿，遇到水分時可快速吸收水分且暫時貯存，並防止水分向外散失。根據解剖研究顯示，蝴蝶蘭平均具有 2-3 層的根被組織，流蘇石斛甚至具高達 10-11 層的根被呢！

除了緊緊鎖住水分，根被組織對附生蘭吸收礦物質的需求也很重要。德國研究學者 Gerhard Zotz 等人解剖了 18 種附生蘭花的根部，發現不同種蘭花之間其根被層數多寡差異極大，根被占根部面積比例介於 11%-97%，而根被細胞裡的果膠物質具有保留帶電離子（如磷、鉀等植物生長必須元素）的功能，根被面積越大，吸收與保留住的營養離子就越多。

細胞之牆層層守護，避免水分流失

如果說根被是護城河，那麼再往內的根部組織－－內皮層（endodermis）和外皮層（exodermis）－－就是兩道長長的堡壘。當水分從根被進入後，則來到由薄壁細胞組成的倉庫－－皮層（cortex），含有葉綠體，具有儲存養分、水分的功能。

在皮層的內、外分別有一圈高度特化的細胞層，稱為內皮層和外皮層，能夠避免存放在倉庫裡的水及營養離子流失。這兩層組織上，大部分的細胞具有木栓化的次生細胞壁，成熟後為死細胞，功能有如厚厚的銅牆鐵壁，是水分進出的阻礙，使水分無法順利地穿越進出，降低了水分流失的機率。

而內皮層和外皮層在細胞壁加厚形式上，還演化出不同的類型，透過橫切根部觀察，呈現 U 型（開口朝內）和 O 型 2 種加厚現象，在前述解剖的 18 種附生蘭，內皮層都是呈現 O 型加厚，外皮層則依不同蘭花有 O 型（如石斛蘭、文心蘭等）或 U 型（如蝴蝶蘭）加厚。不過，學者目前尚無法推定背後演化的機制與原因。

那被堡壘狀的構造擋住的水分，該從哪兒進出呢？位在內皮層或外皮層上的通過細胞（passage cell）形體較小，而且沒有經過木栓化、具有活性細胞膜，扮演氣體流通及水分、養分橫向運輸的角色。內皮層上的通過細胞，分布位置就在木質部（xylem）的對面，正對著早成木質部（protoxylem），被認為具有降低水分運輸阻力、縮短路徑、幫助營養離子更快速地主動運輸進入木質部的功用。

無論是具加厚現象的細胞或是通過細胞，皆在附生蘭皮層裡外各自堅守要職，一方面避免水分流失、蒸散，一方面控制水分與養分能最有效率地運輸至植物的維管束、供給地上部的需求，顯現出附生蘭根部細胞高度演化的特點。

光是分析解剖構造，或許你還是會懷疑：蘭花的吸水功能真的有解剖學家說的那麼神嗎？科學家透過實際上的吸水試驗，發現 10 種以上的附生蘭氣生根（懸在空氣中的不定根）在短短 15 秒內即能快速吸水、達到飽和的狀態，水分流失的速度的速度非常慢，吸收 50% 水分的效率比流失 50% 水分足足快了 200 倍，充分展示了生長在樹上的附生蘭對於水分利用的驚人效率。

附生蘭的保水秘訣，還不只這些

綜合以上，無論是根被組織，或是內皮層及外皮層上的木質化細胞、通過細胞，在長期演化下已與環境及自身生理機制配合得天衣無縫。水分從接觸根被組織即快速被吸收，然後一層層被木質化的細胞壁困住，防堵蒸散流失，並保留住帶電離子，將水分及養分有效率地往內部運輸，讓附生蘭在貧瘠的環境裡順利地生存下來。

其實，蘭花面對水分逆境的機制還不只這些，有些蘭花還有肥厚的葉片、假球莖等構造可以儲存水分，或是有些附生性植物具有毛茸（trichome）、葉杯等特殊構造。植物雖然不會動，但仍從自身結構演化出特殊的機制去適應環境，讓自己在相對惡劣的環境下不僅生存下來而綻放出美麗的花。

人家常說「澆水學問大」，植物吸收水分、養分的機制，仍有具有許多有趣的現象等著我們去發掘呢！

1. Zotz, G. and U. Winkler. Aerial roots of epiphytic orchids: the velamen radicum and its role in water and nutrient uptake. (2013) OECOLOGIA, doi: 10.1007/s00442-012-2575-6. 
2. Joca, T. A. C, D. C. Oliveira, G. Zotz, U. Winkler, A. S. F. P. Moreira. The velamen of epiphytic orchids: Variation in structure and correlations with nutrient absorption. (2017) FLORA, doi: 10.1016/j.flora.2017.03.009
3. Zotz Gerhard. Plants on Plants – The Biology of Vascular Epiphytes. (2016) Fascinating Life Sciences. ISBN 978-3-319-39237-0