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植物在環境中的功能

臺灣在16世紀時,曾被葡萄牙水手驚歎為「福爾摩沙」,也就是「美麗之島」。在21世紀的今天,許多原始森林被砍伐,很多臺灣的原生植物正面臨滅亡的壓力,是不是該讓我們好好重新檢視「植物」的價值?
 
 
 
大家都曉得臺灣在 16 世紀時,曾被葡萄牙水手驚歎為「福爾摩沙」,也就是「美麗之島」的意思。這個島嶼的形成雖然不過數百萬年,相較於已有 46 億年之久的地球而言,實在是微不足道。然而從許多植物學家的討論中,可以得知臺灣的年紀雖然不大,但是在這塊土地上的物種卻非常多元。由於地形和氣候的特殊性,在臺灣可以同時見到熱帶、亞熱帶,甚至溫帶環境的植物,各種生態環境被高度壓縮在臺灣空間內,使得景觀和生態價值大為提高。

在早期臺灣移民的生活中,充沛的植物資源扮演了非常重要的角色。以臺北縣的雙溪鄉為例,根據《雙溪鄉志》記載,雙溪早期聚落的形成是在漢人入墾之後,最早的漢佃真的是「蓽路藍縷,以啟山林」。因為移民人孤勢單而招徠同姓共同生活,面對當時還是原始森林的雙溪平林地區,這些早年的移民採取的就是「就地取材」的營生方式。

他們採集遍地籐條外銷大陸,用籐榔結蓋住宅,稱為「籐寮」,也就是當地聚落的住屋形式。在丁子蘭坑的漳州移民則因為位處山谷地區,而當地都是原始森林不見芒草(芒草是先趨植物,不會在成熟的原始森林中出現),於是移民改變營建技術,砍伐樹木為屋柱,剝樹皮為屋頂,形成的聚落就被當地人稱為「樹皮寮」。

在平林地區的移民卻有不同的發展故事,由於開墾區遍布原生竹林,於是採竹製作竹器,同時開闢良田定居。當時的聚落住宅因為是以筆筒樹的樹幹為屋柱(筆筒樹是當時的主要植被,高約 8 尺,直徑 15 公分以上),以竹或芊蓁編排為牆壁,茅草為屋頂,講究的住宅還會在竹編外敷上泥土、白灰粉刷,因此稱為「茆屋」、「茆茨」,俗稱「草厝」,是日據前最常見的住宅形式,聚落則稱為「竹寮坑」。

同樣和植物共存發展的例子,還有新竹縣新豐鄉鳳坑村的姜家古厝。聚落以農漁業維生,村內的朴樹特別多。朴樹是榆科的落葉喬木,由於枝椏橫伸擴展,能阻隔風沙,因而成為濱海地區聚落常見的防風樹種,也守護著聚落的發展,成蔭的老朴樹下則是當地居民圍坐談天的最佳休閒場所。另外,各級學校周邊形成的老樹族群,也是都市化、水泥化後珍貴的資產。

從前面的幾個例子,不難看出植物在臺灣早期形成的聚落中有非常重要的地位和功能,甚至決定居住的型態。然而在 21 世紀的今天,卻看到許多原始森林被砍伐,很多臺灣的原生植物正面臨滅亡的壓力,是不是該讓我們好好重新檢視「植物」的價值?讓我們分別從生態、物理環境、景觀等方面,討論植物在環境中的應用原則,重新對植物做一番認識,做一個積極的植物守護者。

在生態上的機能

提供生物棲地 栽種植物以提供綠地的目的,不僅僅是為了滿足人類休憩活動與視覺景觀的需求,更重要的是提供生物棲息、覓食、繁殖、躲藏的場所。由於不同的棲地提供不同的生物族群生存的條件,即使是海拔不到 500 公尺的山丘,從山稜、山坡和山谷都可以發現不同的植物族群,當然呈現的也是不同特質的生物相。因此要經營一處棲地,一定要先了解所在環境的生態資訊,做為適當的植栽選種依據。

提供食物來源 陸地上的植物種類常是決定動物物種的關鍵。例如,鳳蝶的幼蟲喜歡柑橘類植物,在未施灑農藥的柚樹園中可以見到鳳蝶的芳蹤;青帶鳳蝶幼蟲以樟科的樟樹、牛樟、香桂、錫蘭肉桂、紅楠、香楠(包括變種青葉楠)等為食,因此在適當的基地種植樟科植物,可兼具環境復育與提供青帶鳳蝶棲地的雙重功效。

在環境上的機能

水汙染防治 根據生態工程學者 Mitsch 等人的研究,植物有生態復育的功能。透過微生物或植物的使用,可以移去土壤中的汙染物質,如有機毒物或重金屬,同時省去傳統上利用環工技術處理汙染土壤所必須擔負的風險和花費。

植物的根部具有濾淨汙染物質的功能,近年來倡導的生態設計手法之一的「人工溼地」,就是利用水生植物達到過濾廢汙水中重金屬和吸收過量氮、磷的目的。

在河域環境改善技術中,運用植生材料的「綠色最佳管理作業」(綠色 BMP)具有極大的潛能,其中的「植生入滲溝」方式是利用植物本身的自淨能力,不但在水質濾淨上有一定的機能,在景觀上也能有所改善。

空氣汙染防制 根據林憲德教授的研究,植物對二氧化碳的吸收量和植物種類與栽植方式有關。在環境中種植複層性植栽(包括大小喬木、灌木及草花),每平方公尺 40 年間二氧化碳的固定量最高可達 1,100 公斤。若只是密植喬木,約可吸收 808 公斤的二氧化碳,密植的灌木叢在 40 年間則有 217 公斤的二氧化碳固定效果(如果是高大灌木叢,則可達 438 公斤的二氧化碳固定效果),而草花花圃的固定量約為 46 公斤。

其中最值得注意的是,根據王裕文教授的研究,管理良好的高爾夫球場果嶺和球道,每年每公頃約可以固定 1 公噸的碳,也就是平均每平方公尺面積累積 40 年的二氧化碳固定效果是 4 公斤。相較於喬灌木而言,草花和人工草坪對於空氣淨化效果的貢獻要少得多。因此除非視覺景觀上有所要求,只要覆土深度足夠,學界總是鼓吹多種植大樹,減少種植人工草皮或草花,除了後者在管理維護上需要更多的人力、物力外,也為了空氣汙染防制的目的。

噪音防治 植物具有噪音防治的功能,要達到噪音防治的目的,一般要選較緻密的樹種,栽植株距也要較小,以便形成綠籬,達到減輕噪音的效果。根據植物學家郭城孟教授的研究,在森林邊緣的植物組成較林內複雜,具有嚴密的串連性,可以自然形成一面有層次、複雜組成,且具縱深的網,因此對噪音和汙染有一定的過濾作用,稱為「林緣效應」。在進行植生復育設計時,就必須掌握這一生態特性。

氣溫調節 植栽具有調節溫度的功能,在有強勁風力的地區,植栽更可以達到減輕風害的功效,進而形成生物棲息、躲藏的場所。具寬廣樹冠的植栽,在夏日則有降低高溫的功能,可以避免土壤和水體受日照影響危及動植物的生存。

如果在混凝土建築物外牆種植爬藤類植物,在炎熱的夏季,室內外平均溫差是攝氏 3~4 度。在油價甚不穩定的今日,為了降低夏天的冷氣開機率和時間,鼓勵建築物垂直綠化也是搶錢大作戰的策略之一。

水溫調節 植物可以調節溪水的溫度,在夏日高溫持續曝曬下,庇蔭良好的區段的水溫變化可以低於無庇蔭區,使水體維持水生動物適生的環境。這也是為什麼在設計人工水池時,總不忘在池邊種植遮蔭性佳的植栽,以便魚群躲藏的原因。

降低地表沖蝕 植物的樹冠具有阻絕降水直接沖蝕地表土壤的功能,密植植栽的地區,對地表逕流量的降低有明顯的功效。對於發育成熟的林相而言,不同層次的樹冠分布還有分層截留雨水的功能,這也是為何裸露土地的地表逕流遠遠大過植被覆蓋完整地區的主要原因。近年來臺灣發生多次的土石流災害,主要原因就在於河川上游被違法濫墾,原本覆蓋良好的植物林相被破壞後,裸露的土壤直接遭到大雨沖刷,如果雨勢大又持續數日不歇,就會引發土石流的災害。

穩定邊坡及降低河岸土壤沖刷 植栽具有降低河岸土壤沖刷的功能,由於植物的根系能夠深入土壤,對穩定砂土有很明顯的功效,地上部的枝葉則具有減緩降水直接沖蝕表土的功效。在減少沖刷部分,喬木的功效最大,灌木次之,然後才是草花地被或草地。然而由於喬木的生長需要一段時日,並以小苗栽植對日後的管理維護工作最為有利,因此為避免成長期間表土沖蝕,應同時植以地被或保土性良好的草類,以免表土直接裸露。

在景觀上的機能

界定並分隔空間 建築師擅長用牆來區隔空間,但是景觀建築師則擅長用高低、大小不同的植物分隔空間。例如,用綠籬或用植栽的疏密表示空間的開放或封閉程度、用植栽圍塑出小空間等,都是常使用的手法。在經營生態敏感區時,也可以應用植栽做為緩衝綠帶和圍塑出封閉的生態保護區等,這種手法會比圍欄、鐵絲網等硬體設施更能和環境相容。

提供視覺屏障 配置得宜的複層式植栽可以達到視覺屏障的目的,以中正紀念堂與國父紀念館為例,站在中正紀念堂的廣場上,周圍高大的建築群常令人覺得有壓迫感,但是同樣被高聳建築包圍的國父紀念館,因為在園區四周廣植高大的喬木和層層綠帶,而減輕許多壓迫感。

對於剛硬的結構物而言,植栽也是理想的軟化劑。早年青年公園旁的堤岸曾計劃編列大筆經費進行牆面彩繪,其後改以爬藤植物薜荔為美化材料,在施工經費上及日後的管理維護方面,都省下大筆費用。對於敏感的生態區,例如鳥類棲息地,也可以利用複層式植栽搭配隱藏式賞鳥平台,讓賞鳥活動對鳥類的生態衝擊降至最低。

提供視覺觀賞 不論是喬、灌木或草花、地被,依個別的生長特質而有不同的觀賞效果。有的大型喬木本身就是一景,稱為優型樹,最著名的要屬位於成功大學校園內的大榕樹。

其實喬木本身有各式各樣的差異變化,有的適合觀葉,如隨四季更迭葉色的楓香、青楓、欖仁樹等;有的適合觀花,如大花紫薇、臺灣欒樹、豔紫荊、羊蹄甲、苦楝、木棉、山櫻花等;有的適合觀果,如麵包樹、波羅密、芒果樹、蓮霧樹等。至於灌木,除了部分以觀葉為主的植栽如斑葉鵝掌藤、變葉木、革葉石斑木等之外,大多以觀花為主,例如杜鵑、臺灣連翹、月橘等。在植栽選種時,應依不同的空間機能選擇適性植栽類型,避免大量使用外來樹種,而影響基地的生態平衡。

六項應用原則

調整狹義的綠美化觀念 狹義的「環境綠化」指的就是「植樹」,但是植樹也是有一套學問的。早期景觀設計考慮的條件常是樹形是否優美、生長速度快不快,於是許多外來樹種陸續雀屏中選,例如黑板樹、小葉欖仁、木棉樹等。這幾年大家逐漸發現外來樹種改變了都市的生態,許多動物因而失去棲地和覓食的空間,因此建立植物規劃設計的理念,首先要了解「環境綠化」不只是種樹,還要注意「種對的樹」,必須合乎生態設計的原則。

重視既有植栽的保存、保護與移植計畫 目前很多工程建設,最為人所詬病的就是為了施工便利,在施工之初先一律清除所有原生植被,然後再大量種植和基地生態毫無關聯的景觀植物,充其量只能稱為「綠美化工程」,對生態復育無所助益。

因此以生態理念為主的設計,除了微氣候、風向、日照等的考量外,現地環境裡的大樹也是重要的考量因素。如何在基地內保存既有大樹應是首要目標,如果無法就地保存,也應提出完整的移植計畫。除非植栽已有嚴重病蟲害侵襲、樹形不佳或缺乏經濟價值、屬直根性植栽(如相思樹等),移植成活率偏低,否則都應充分考量移植的可能性。至於就地保存的植栽,在施工期間應該加以保護,在滴水範圍內儘量避免挖填方或機具夯壓,造成機械傷害。

表土與種子庫的保存 地表常藏有豐富的種子庫,在戶外空間也常可見到許多原生植物的小苗,我們稱它們為「潛在植被」,這些資訊常常呈現的是基地的「前世」。因此在具有天然林相的地區施工,期間所開挖的表土是最經濟有效的環境復育基材,應配合移植計畫保存在基地附近,並且在施工期間加植水土保持草種或覆蓋以防雨水沖蝕,施工完成後再回覆於施工區域。

新植植栽的選種原則:適地適種 關於植生設計,必須在適地適種原則下考量選種誘鳥、誘蝶的植物,儘量採用已經有規模育苗的台灣原生植栽等。後者應特別留意「原生植栽」的貨源問題,避免包商至山中濫採,反而成為自然殺手。

儘量種植大苗而非種植大樹 臺灣的苗圃界囿於土地面積有限,並無栽培大型植栽的意願,進行植栽設計時如果偏好種植大樹,結果往往就是變相鼓勵承包商進行山林盜採。因此,鼓勵種植 10 公分以內的實生大苗,而不倡導種植大型樹木。

建立容器育苗觀念 所謂容器育苗是指用容器培育苗木,由於用容器育成的苗木帶有原土,可減少定植時根系損傷,而移植也可不受季節的限制。在定植過程中,根球可以保持完整,枝幹也不需大幅度修剪,在未經修枝和斷根的處理下,往往在定植後可以有較快的生長速度,樹形也較一般移植的植栽完整優美。更大的優點是可以克服氣候的限制,任何季節都可以種植。

以上介紹的都是經營環境使用植物材料的幾項原則,最重要的是,大家一定要把植物當成人類的伙伴,而不只是一種「可利用的資源」而已!
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