榆樹戰爭－淺談路樹移植

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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「醫師，我母親前兩天又昏倒了。」王小姐憂心地說。

「可能是主動脈瓣狹窄的問題又惡化了，」醫師蹙起眉頭說，「我們再做一次心臟超音波，評估目前主動脈狹窄的狀況。」

「最近已經昏倒三次了，是不是應該開刀換瓣膜？」王小姐問。

「主動脈瓣狹窄惡化會危及性命，的確要考慮把損壞的瓣膜換掉。」醫師點點頭說。

主動脈瓣狹窄初期大多沒有症狀，一旦出現症狀，就像啟動了倒數計時器，嘉義長庚心臟外科副教授黃耀廣醫師指出，患者在出現胸痛、昏厥、心衰竭等症狀後的平均存活時間，分別剩下 5 年、3 年、2 年〔1〕。建議要進行手術介入，更換損壞、狹窄的瓣膜。

我們的心臟收縮時可以推動血液循環，為了讓血液朝正確的方向流動，心房與心室的出口都具有瓣膜，像單向式閘門，可以防止血液逆流。

「主動脈瓣位於左心室與主動脈的交界，負責讓心臟的血液朝著主動脈的方向前進」，黃耀廣醫師解釋，「當左心室收縮時，主動脈瓣會開啟，讓血液從左心室流入主動脈；當左心室舒張時，主動脈瓣會關閉，避免血液流回左心室。無論是瓣膜關不緊，或是瓣膜打不開，都會造成大問題。」

關不緊的瓣膜，主動脈瓣閉鎖不全

「導致主動脈瓣膜閉鎖不全的原因包括老化、感染、風濕性心臟病等，在過去大部分是風濕性心臟病，現在則是感染，而造成瓣膜損壞。」黃耀廣醫師說，「部分患者是天生的，因為主動脈瓣膜的構造長得不太一樣，而在關閉時無法密合。」

如果主動脈瓣無法完全關閉，血液便會在心臟舒張的時候，從主動脈灌回心臟裡，進而導致肺高壓。黃耀廣醫師說，肺高壓容易讓患者咳嗽，若出現肺水腫，就會越來越喘。

打不開的瓣膜，主動脈瓣狹窄

「大部分的主動脈狹窄，是因為年紀大而使主動脈瓣老化、變硬，較常出現在八十歲左右。」黃耀廣醫師說，「另一種情況是有些人的瓣膜先天長得不一樣，大部分人的主動脈瓣都是三個葉片，但是他只有兩個葉片，所以主動脈瓣狹窄會比較早發生，大概在五、六十歲便開始出現症狀。至於風濕性心臟病，是小時候感染 β 溶血性 Ａ 群鏈球菌，使主動脈瓣膜漸漸黏在一起，現今在台灣已經非常少見。」

主動脈瓣狹窄時，血液無法在心臟收縮時順利流出心臟，使心臟必須更費力收縮，而身體則無法獲得足夠的血液供應。

主動脈瓣狹窄初期都沒有症狀，黃耀廣醫師分析，隨著主動脈瓣狹窄惡化，器官得不到足夠的血液供應時，便會出現問題，例如冠狀動脈血流不足，會導致胸悶、胸痛；腦部血流不足，會出現頭暈、昏厥；全身的血流不足，病人就會喘、心衰竭。

何時會需要接受主動脈瓣置換手術？

一開始的主動脈瓣狹窄或逆流，都是以藥物控制為主，醫師會根據患者的狀況使用合適的藥物，黃耀廣副教授指出，如果瓣膜功能變差，心臟收縮率也跟著下降，就要趕快動手術，只有手術治療能夠有效解決主動脈瓣狹窄的問題。

由於大部分患者的主動脈瓣已經不堪使用，所以主要使用主動脈瓣置換手術。黃耀廣醫師說明，更換主動脈瓣目前有兩種方式，一種是利用導管從血管內進行主動脈更換，另一種是打開主動脈，將損壞的主動脈瓣切除，然後縫上人工瓣膜。

機械瓣膜、生物瓣膜，人工瓣膜怎麼選？

人工瓣膜可分成機械瓣膜與生物瓣膜，黃耀廣醫師分析，機械瓣膜的優點是很耐用，不太容易損壞，至於機械瓣膜的缺點是必須終身服用抗凝血劑，而且使用機械瓣膜的患者中風的機率會比生物瓣膜還要高一些。

生物瓣膜的優點是不需要終身使用很強的抗凝血劑，甚至有些病患不需要抗凝血劑。

「剛換完生物瓣膜後，會先吃一段時間的抗凝血劑，等到血管內皮細胞慢慢長到瓣膜上。」黃耀廣醫師說，「但是因為有部分患者合併有心房顫動，吃抗凝血劑能預防血栓形成，會比較安全，所以這類病患得請他繼續吃抗凝血劑，只是劑量可以比較低。」

生物瓣膜包括豬組織瓣膜和牛組織瓣膜，黃耀廣醫師說，牛組織瓣膜具有結構上的優勢，最大開口可以開的比較大，有效開口面積和血液動力學比豬組織瓣膜好，讓患者擁有較好的活動能力與心肺功能。由於有效面積大，未來發生狹窄的機會就比較低，根據國外的研究，應該可以使用到 15 年以上。

貼心小提醒

主動脈瓣狹窄初期，患者通常沒有感覺，隨著主動脈瓣狹窄惡化，身體各器官漸漸得不到足夠的血液供應，於是患者會開始感到胸悶、胸痛、心悸、頭暈、昏厥、疲倦無力、活動時很容易喘。

如果出現相關症狀時，千萬不要自認為是單純的老化而延誤就醫，黃耀廣醫師提醒，主動脈瓣狹窄會對性命造成威脅，最好能及早發現、及早治療！

文/Bob Li Schwager（嘉大森林系畢業多年，現在對環境、醫療和人類行為都有濃厚的興趣）

移樹的爭議點在哪?

今天在台灣，路樹移植爭議很大的原因，總一句的來說就是因為用不合法規的方式做移植，其成本遠低於花三到六個月以上的時間做養根斷根健化樹體的動作之後，才在合宜的季節移到適當的地點。而且要是四線道兩旁含中央分隔島的樹都要移走的話，幾乎等於要整條馬路封路半年左右才能順利的把樹移走。

也就是因為這樣，廠商不需要去思考把樹留在原地的可能性，只要把樹直接挖了載走，簡單了事。

愚今天就是想站在樹木學植物學的立場，簡單的介紹說為什麼移植一棵樹要封四線道馬路半年左右才有辦法移走，文長慎入，不過如果有興趣了解的話就加減看看吧。

簡述一下植物學與植物生理學

一棵樹要向外生長，有三個主要的生長點：

頂芽-就是樹向上生長的部位，顧名思義就是最頂端的芽啦。

側芽-生長枝枒花果實的部位，如果頂芽被摘除的樹，通常會有個側芽漸漸取代頂芽的功能，所以樹就會長的彎彎曲曲的啦。

根冠-根系向外並往下擴展的生長點，位置在根的末梢。

樹葉的生理作用主要有光合作用跟蒸散作用，光合作用的話可以製造樹木生長維持生命所需要的養分，蒸散作用則是可以增加根毛吸收土壤養分水分時候的吸收能力。

根毛的部位都在根的末段，主要功能是吸收土壤養分與水分，若是透過樹葉的蒸散作用讓樹體本身水分牽引產生虹吸作用，則可以增加水分的吸收效率。

移植的方式

基於以上各部位的重要性和生理作用，所以有人就認為要是萬一真的要移樹，最好的方式就是所謂的全樹冠移植。

簡單的講就是樹冠幾乎不做修枝，樹根的部分則做養根斷根，達到樹體健化的目的。

養根斷根的步驟又稱做根回，首先找2公分直徑以上的側根環狀剝皮，讓切除處的前端累積大量的養份與根部生長激素以利根毛的生長，木質部的部分也可以讓水分繼續傳輸不至於造成樹木因缺乏水分而死亡，但施作時必須塗抹抗菌劑以防止病原菌入侵。

接著就是製作土球，其直徑一般約為樹幹米高直徑三至四倍。若欲立刻移植不經根回作業程序，則土球之直徑約需樹幹直徑十倍左右 (ISA 的標準 )。然後讓根毛生長，依樹種的不同，快的話也要三到六個月。而且要是樹齡較大的話，養根斷根的動作最好要做到兩次甚至以上，才可以增加其存活率，完成上面的步驟之後再包覆好避免樹皮碰傷用吊車吊到卡車上載走。

因為上面的作法除了大量的人力物力之外，還要花十分長的時間，甚至還沒討論到移植後土壤的改良、病蟲害與其他需要注意的事項，所以就有一些折衷的作法，像是適度的修剪枝葉不超過三分之一以上以方便運送(但是傷口要用蠟或是南寶樹酯做傷口的包覆處理)，或是養根斷根只做一次。但是這些折衷的作法，只會讓樹木移植的存活率更低。

若是更甚者，過度的修掉枝葉，導致沒有樹葉行光合作用製造養分修補傷口，因為少了蒸散作用間接使的虹吸作用也降低導致水份吸收率降低。沒有好好做養根斷根使的根毛根冠幾乎未保留的話，會使的根系無法順利發展和吸收養分水分。

農委會林業試驗所長黃裕星曾說「老樹無法移植，移植的機率存活只有20%」，就是因為花了半年一年的時間，耗了那麼多的功夫，存活率也只有20%上下，所以在國外的做法才會是不動老樹，用建築去配合環境，而不是環境去配合建築。而且台灣的樹穴保留通常不會大過一平方公尺，所以要移植路樹的話絕對會占用到兩側的車道。另外每種樹種適合移植的季節也不盡相同，像落葉樹適合在冬天休眠期的時候移植，但棕櫚科春天傷口易發根所以反而適合在春天移植，所以就算要移植樹木也應該由專業的團隊執行才能了解實際上的需要。

十年樹木百年樹人，我們遺留給下一代的東西也代表著我們的價值觀，是要留下綠蔭的街道，還是高溫毒辣的街頭，抑或者是像43年前的瑞典斯德哥爾摩一樣發動「榆樹戰爭」的護樹行動，我想就是後人對我們的評價了。

參考資料：

1. 易希道(1996)普通植物學。環球書社。台北
2. 李學勇(1995)植物學要義。國立編譯館出版。正中書局印行
3. 曾檉銳作(2014) 樹木種植手冊. 基盤整備概念篇。台灣愛樹保育協會
4. 李碧峰(2013) 種樹移樹基礎全書。麥浩斯
5. 林試所籲與老樹共存。雅虎網路新聞
6. 榆樹戰爭。台灣護樹團體聯盟

文／台灣綠化技術協會，樹呆子團隊

每到颱風季節，我就會想起那些危險樹木釀成災害的新聞標題，像是「倒樹壓死孕婦  胎兒危殆」、「颱風撂倒 4928 棵路樹阻交通 估後天清完」、「颱風路邊停車遭砸爛怎麼賠？」······等等。由於類似報導一再出現，許多人開始畏懼城市裡的樹木、害怕它們變成安全隱憂，於是「樹大招風，颱風即將來襲，還不快進行修剪！」的抱怨就一次又一次擠爆 1999，要求行道樹管理相關單位趕快動起來。這也就是為什麼在颱風來臨前，我們經常能夠看到行道樹被一刀斷頭的原因。

平時人們喜愛在炎炎烈日下享受大樹的遮蔭，也醉心於綠樹成林的「花園城市」，但只要一聽說颱風要來，我們就開始恐懼都市巨人可能即將帶來的災害而粗暴的修剪。但到底是誰說不修剪，樹木就會斷裂或倒伏呢？修剪真的能夠達到目的嗎？

這一刀粗暴的剪下去對樹木會產生什麼影響，我們真的知道嗎？

參天大樹內建的「鋼骨」結構

大約 3 億年前，最早的針葉樹在地球出現。直至今日，全世界最高、且仍存活的大樹是位於北美的世界爺，它已經 3,500 歲，身高達 115 公尺，等同 40 層樓高；重約 3 百萬公斤，名列「地表最大生物」排行榜。如此巨大的樹體，除了需要撐住自身的重量，還得同時承受千年來狂風暴雨的侵襲，才能屹立至今。

在頂天立地的歲月之中，樹從葉片的光合作用中獲取維繫生命所需的營養，但也隨著茁壯而日益「樹大招風」－－環境中的風力帶給樹體很大的側向壓力，因此樹的主幹、枝條與根系的力學結構都得夠強大，才能堅挺不驚。若是一棵健全的樹，它的主幹和第一層側枝形成「骨架枝幹」構成樹的主體架構，如同建築物的鋼骨結構支撐著樹體，保持樹體不變形。

會在風中變形的都是柔軟的細枝，而且細枝就算斷裂也影響不大。受風後，不同方向的細枝互相消力、縮小樹體的受力面積，減少樹體骨架枝幹的受力。我們所擔心的主幹斷裂，樹早有了解決方法。

可是，如果是重達幾噸的老樹側枝在颱風天劇烈搖晃，叫人怎麼能不擔心呢？

側枝髓心錐，甲樹枝攬牢牢

樹木的主枝與側枝間的結構如何才抵受得住強風？為何有的樹承受不住？

近代樹木醫學之父—－美國學者 Alex Shigo 博士多年來針對樹木進行解剖研究，在 1985 年提出枝幹的結構型態，包含了「側枝髓心錐」與「環枝組織」。

樹木的側枝結構，很像是建築物中的懸臂樑，但樹木的枝條可以伸長數公尺遠，比起人造建築物還要厲害。用解剖的角度來看，原來是有個三角形的錐體結構，深埋至樹心，稱為「側枝髓心錐」。當我們樹呆子團隊第一次看到樹體內部的側枝髓心錐，也覺得不可思議。

在初春的時候，側枝會先生長，等到晚春時主幹再生長。側枝和主幹在一年年互相交錯生長的過程中，會在樹體內形成三角形的錐體結構，讓側枝髓心錐越來越穩固，最後變得像是緊緊的釘在樹體內，這樣的結構才能夠撐起懸臂般的巨大側枝。

樹的保命應急，反成公安危機

每次颱風假一過，我們這些樹呆子立馬背上相機，穿梭在台中市的綠園道、校園和行道樹旁，就是為了瞭解斷裂枝條的形態。我們發現不管枝條是大還是小，斷裂的枝條都呈現同一種形態：它們都不是「側枝髓心錐體」的結構！原來那些都是樹木新長的側枝，由樹皮最外面幾層長出的潛伏芽枝條，僅僅只是黏在樹皮上。

為什麼這些潛伏芽長出來的新枝都只是黏在皮上？讓我們來抽絲剝繭一下：

首先，葉子是樹木賴以維生的重要器官，葉子光合作用產生的碳水化合物，提供樹體呼吸的能量與生長的材料。然而若是便宜行事的斷頭修剪，一刀下去便使樹木失去了所有葉片，這就像是股票被斷頭，一夕之間所有的努力都化為烏有。

一旦失去了葉片，樹木就顧不得自己的力學結構，只求能先有一口飯吃。於是原本在樹體內休眠睡著的芽體，就在此刻被激發出來、長成新的枝條與葉片，讓樹體能夠維持生理運作。但這些潛伏芽長成的潛伏芽枝條，缺乏積年累月穩固結構的「側枝髓心錐」，不具有結構力而僅僅只是黏在皮上，自然就會在颱風天搖搖欲墜。就像在山坡地上蓋房子，矛樁只打在地表，沒有進入岩盤，結構不穩固，當然非常危險。

不定時炸彈：潛伏芽枝形成的夾皮枝幹

斷頭修剪後，受刺激生長的潛伏芽枝，由於缺乏頂芽分泌生長素壓抑而直立生長，在數年後會形成「多主幹」現象。這現象指的是多個主幹因無空間生長而靠在一起，中間的形成層壞死，產生「夾皮現象」，這樣的形態稱為「Ｖ字夾角」。

從外表看，枝條結構完整，但內部卻是夾皮產生的裂縫。夾皮的位置，成為受風時，受力最集中的應力集中點，斷裂風險高，是非常危險的結構。樹木力學大師 Claus Mattheck 也在 1995 年研究報告中進行樹體結構的分析，說明夾皮位置是應力最大的集中點 。在2015年的「樹木身體語言與診斷」一書中，也說明了夾皮的危險性 。

2003年， E. Thomas Smiley 所發表的研究《夾皮是否會降低雙主幹／枝的強度？》（Does included bark reduce the strength of codominant stems?） 以夾皮枝幹與非夾皮枝幹進行拉扯實驗，結果顯示枝幹斷裂的形態是一致的，皆是從兩枝幹接合處平均分離，且夾皮枝與非夾皮枝幹相比相當脆弱，枝幹越細也越容易斷裂。

2016年，彭奕森發表的學位論文《以有限元素分析樹木枝幹結構力學的探討》，以枝幹結構為對象進行力學的模擬分析，結果也顯示枝幹結構中，最大的應力發生在缺乏平滑的連接，「V字夾角」是應力最大的集中點。

由學者的實驗與我們實際走訪觀察的結果看來，顯見夾皮枝條是危險的，因為你根本不知道什麼時候會斷掉。但在斷裂前，我們可由一個部分來判斷夾皮是否持續在龜裂。若是持續龜裂的裂縫，樹體會試圖修補而快速反應生長，形成「凸耳狀的膨大結構」，可作為判斷夾皮多主幹有無持續龜裂的一個重點。這樣的型態常在黑板樹上看到，台中市街道上隨處可見。

黑板樹這些年被貼上很多標籤，脆弱的枝條、破壞鋪面的根系、開花時的臭味，似乎罪狀可以列成一串，也成了台中市民最討厭的樹木。但，如果沒有曾經的斷頭修剪，黑板樹可是結構完整的參天大樹啊，怎麼會脆弱至斯呢？委身在小小的植穴，年年被瘋狂的斷頭，還要背負罵名，我不禁想，要是我是被移植到都市中的黑板樹，有多麼痛苦？

樹木的未來，需要我們的監督

潛伏芽枝、夾皮枝、多主幹樹體沒有側向結構，就是樹體在颱風一來就裂開的主因，歷來造成了非常多的公共危險與傷害。而如果我們可以理解樹木，少些錯誤的修剪方式，或許颱風天斷裂的枝條會少一點。

許多研究人員針對樹木斷頭做過研究調查，主張應避免斷頭修剪（Shigo, A. L. ,1986；Karlovich et al., 2000；堀大才, 2012）。美國國家標準協會（ANSI）制定的 A300 準則在 2008 年也提到斷頭與「獅尾剪」都是不可被接受的修剪方式（“Topping and lion’s tailing shall be considered unacceptable pruning practices for trees. ”）

颱風後，到台中綠園道走一趟，斷裂的潛伏芽枝特徵明顯易見，這都是斷頭修剪造成的後果。斷頭修剪後的新枝，結構脆弱，失去了從小培養的自體支撐架。看見路上一棵棵剛修剪後如同電線桿的樹木，我們知道它的一生已經毀了，永遠無法長回具有錐體的結構。就算是再次生長新枝的樹木，外表看似枝葉茂盛，但卻是暗藏危險。

我們樹呆子真的期待管理單位能夠看到樹木的問題，停止殘暴的修剪。享受綠蔭遮蔽時，彷彿理所當然；修剪時，卻是任意妄為，我們卻還奢望生活中，有綠意盎然的大樹？當然，為了營造安全的都市生活，修剪是重要且必要的。但在修剪前，應該先制定「修剪目的」，確認為何修剪。若沒有明確的目的，就不應該進行。我們需要更多的人，加入我們樹呆子的行列，管理單位才沒有理由再說，「民眾打爆 1999，要我們趕快進行修剪」。

你或許好奇，是不是沒有修剪準則？以台中市來說，其實政府已依「臺中市公園及行道樹自治管理辦法」頒布「修剪計畫書」，也有作業規範供下載，關鍵在於最後一哩路的執行與堅持。

走在路上，我們總是看到許多樹跟我們揮手，呼喊著「救我！」「救我！」（喔！這不是靈異事件）。不再斷頭修剪，更是自救的前提。為了我們自己，饒了樹吧！

參考資料

1. 世界爺（加州紅木）
2. 【世界之最】世界最高的樹種：美國紅杉
3. Shigo, A. L. (1985). How tree branches are attached to trunks. Canadian Journal of Botany, 63(8), 1391-1401.
4. Thomas, P. 2000. Trees: their natural history. Cambridge: Cambridge University Press.
5. Shigo, A. L. 1998. A new tree biology and dictionary. Shigo and Trees, Associates LLC. USA.
6. 堀大才，2010，枝と幹の構造と剪定の理論，樹の生命第8号。
7. Prof. Dr. Claus Mattheck
8. Claus Mattheck
9. Mattheck, C. (1995). Biomechanical optimum in woody stems. Plant stems: physiology and functional morphology, 27-90.
10. Mattheck, C., Bethge, K., & Weber, K. (2015). The body language of trees: encyclopedia of visual tree assessment. Karlsruhe Inst. of Technology-Campus North.
11. Smiley, E. T. (2003). Does Included Bark Reduce the Strength of Codominat Stems?. Journal of Arboriculture, 29(2), 104-106.
12. 彭奕森(2016)。以有限元素分析樹木枝幹結構力學的探討。國立中興大學園藝學系所學位論文。
13. KARLOVCH, D., Groninger, J. W., & Close, D. D. (2000). Tree condition associated with topping in southern Illinois communities. Journal of Arboriculture, 26(2), 87-91.

延伸閱讀

• 斷頭修剪說明影片
• 新視野【小編帶你去新加坡】分享新加坡樹木保護的案例
• Topping Cut 與 Heading Cut（常常聽到說樹木不能＂斷頭＂，斷頭是指樹被龍頭鍘？虎頭鍘伺候嗎？較科學的說法是 Topping Cut ，指將樹木主幹截頂；Heading Cut 指將樹木枝幹全面性截頂，二者並不相同，看完影片後你可以更精確的表達樹幹修剪的問題。）
• 堀 大才，1999，樹木の生理と剪定， グリーン・エージ，26-12:24~27。
• 堀大才，2009，樹木剪定の理論，樹木と緑化の総合技術講座，日本緑化センター。

作者簡介｜台灣綠化技術協會，樹呆子團隊

以前的我們跟你一樣，走在路上對於行道樹是冷漠的。景觀庭園設計，圖面畫的美美的，卻忘了植物最重要的生存條件。當我們享受綠色隧道同時，我們都忘了哭泣的樹木，等待著我們的救援。試圖喚起大家對綠化管理與樹木保育的重視，為台灣留下一棵棵百年的老樹。我們自稱樹呆子，是幫樹說話，為“木”開“口”，謂之“呆”。

透過與樹對話，透過樹木的身體語言，讓科學化的綠化知識與技術走入日常。在醫治樹木的過程，大樹教導我們樹木生命知識的奧意深不可測，激勵我們更謙卑的用科學的精神向自然學習。我們試圖將千年大樹的智慧也運用在果樹、茶樹，並分享無毒樹木醫學知識與態度給樹木相關的朋友。

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