榆樹戰爭－淺談路樹移植

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

「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／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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