專題永續環境議題

城市的天然空調|抗衡氣候變遷的綠色戰士

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撰稿/吳思儒

編輯/楊淳

圖片/吳思儒

2024.11

|城市的無名英雄:城市樹木的主要益處

       想像一下,在酷暑的夏季走在城市裡,炎熱的水泥地面讓人寸步難行。然而,樹蔭下涼爽的空間成為了逃離酷熱的避風港。
城市裡的樹木——不僅僅是美麗的裝飾,它們是我們對抗氣候變遷的前線士兵。除了日常中為人們遮蔭,同時也和我們的健康與城市未來息息相關。
       隨著氣候變遷的影響日益加劇,全球各地的城市開始關注如何在提高居民生活質量的過程中,同時減緩氣候變遷帶來的嚴峻挑戰,最大化利用其綠色資源。而城市樹木作為一種高效能的自然解決方案,成為城市應對這一挑戰的關鍵解方。因為其在改善城市環境、調節局部氣候以及提升居民健康福祉方面具有潛力和多重效益,越來越受到重視。
       然而,儘管城市樹木在緩解城市氣候挑戰方面發揮重要作用,其所面臨的限制和挑戰亦不容忽視。這篇文章將探討城市樹木如何應對氣候變遷、其所帶來的好處,以及如何通過合理規劃和管理克服當前挑戰,並最大化其潛力。

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|一、局部冷卻與氣候調節

       城市樹木對於局部氣候的調節存在顯著的效果,在緩解城市熱島效應中的作用至關重要。城市熱島效應是指城市地區因為大量人類活動、建築物和鋪裝地面等因素,導致溫度顯著高於周圍鄉村地區的現象。
在應對城市熱島效應的眾多方法中,城市綠化被視為可行度較高的解決方案之一,樹木的樹冠可以吸收大量輻射能,並通過遮蔭效果和蒸散作用,有效地降低局部溫度。蒸散作用指的是樹木透過葉片排放水蒸氣,這一過程會吸收周圍的熱量,植物通過光合作用將土壤中的水分轉化為水蒸氣並排放至空氣中的過程。這個過程會吸收大量的熱量,使周圍空氣變得涼爽。
       據研究顯示,在夏季,樹木的遮蔭可使城市道路和建築物表面的溫度降低數度,從而減少空調需求和能源消耗 。樹木的局部降溫效應不僅能減少了能源需求,也有助於提升市民的生活舒適度和戶外活動體驗,進而改善城市生活品質。

二、碳的守護者:碳封存與減少溫室氣體排放

       城市樹木可以通過光合作用,將二氧化碳轉化為生物質,在一定程度上有助於碳封存。儘管相較於自然森林,城市空間有限、樹木的密度較低且許多城市樹木相對年輕,皆使它們在全球碳封存總量中的貢獻相對較小。但樹木作為碳固存的一個補充性措施,仍然具有其重要性,尤其是在減少城市區域的溫室氣體排放上,它們還是能夠幫助城市更好地應對氣候變遷壓力。

 

三、雨水管理與洪水風險緩解

       隨著極端天氣事件像是暴雨和洪水的頻率增加,城市面臨著日益嚴峻的雨水管理挑戰。樹木的根系可以有效吸收大量雨水、減少徑流量,從而緩解城市遭遇因排水不及積淹水的風險。此外,樹冠可以延緩雨水到達地表的速度,進一步減少城市排水系統的壓力,這對於改善城市的水文循環,提升雨水管理能力有正面影響。

四、 改善居民健康與福祉

       城市樹木除了在氣候調節和雨水管理方面的效益外,對空氣質量的提升和居民健康也有重要貢獻。樹木可以吸收有害污染物如二氧化硫、氮氧化物和懸浮顆粒,能夠有效提升空氣品質,從而少空氣污染對呼吸道健康的負面影響,改善城市空氣品質。此外,綠色空間的美學價值和其所提供適合運動和休閒的環境,亦有助於減少壓力、促進心理健康,提升居民的生活滿意度。

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五、 物種與特定地點的效益差異

       城市樹木的效益會根據樹種、樹齡、大小以及所處的具體環境條件差異,而提供不同的好處。例如,大型、成熟的樹木比小型幼樹能吸收更多的碳,並提供更大的遮蔭面積。另一方面,某些樹種在特定氣候條件下表現更為優異,能更好地適應城市環境壓力。因此,選擇適合當地氣候和環境的樹種尤為重要,能夠最大化樹木的生態效益。

六、生物廊道與生物多樣性

       城市中的樹木和綠地不論是點狀或是面狀能為城市創造更多生物棲息地,促進生物多樣性。而這些樹木也具有生態廊道的功能,提供了更多元的生物棲息環境,讓更多生物物種在城市中得以繁衍生息,進而提升城市的生態功能。

城市樹木的挑戰與限制

1、空間與生長限制
       儘管城市樹木在應對氣候變遷和改善環境方面有許多優點,但它們也面臨諸多挑戰和限制。首先,城市環境本身對樹木的生長構成了多種壓力——因人口密集和建築物林立使得城市中的綠化空間十分有限,尤其在都市核心區域,樹木往往缺乏生長所需的空間,導致樹木難以發揮全部潛力。此外,空氣污染等因素也會阻礙樹木的正常生長,削弱其在碳封存和氣候調節方面的作用。
2、 維護與管理成本
       城市樹木的長期效益依賴於持續的維護與管理。樹木需要定期修剪和保養,以確保其健康和安全。然而,這些維護工作往往耗費巨大的人力和財力,在城市樹木並不被市民重視的區域,可能無法提供對應的資源。

城市樹木在氣候調適中的角色

       整體來看,城市樹木在應對氣候變遷中的作用,更多的體現在氣候調適方面。雖然樹木有助於碳封存,但因為通常數量有限,產生的減緩效應相對有限。相比之下,樹木在局部氣候調節、改善空氣品質和雨水管理等方面的貢獻則更為顯著。因此,城市樹木應被視為一種補充性的氣候適應策略,而不是主要的氣候變遷解決方案。

結論

 

        城市樹木在應對氣候變遷和改善城市環境中發揮著不可或缺的作用。透過局部降溫、碳封存、雨水管理以及增強人類健康和福祉,對城市貢獻良多。然而,城市樹木的有效性也受到諸多限制和挑戰,如空間限制、污染壓力和維護成本。該如何推動城市樹木的種植,讓樹木在氣候變遷中發揮潛力,需要制定合理的管理策略——首先,應根據當地氣候與環境條件,選擇適宜的樹種,確保樹木能在都市環境中順利茁壯。其次,穩定對城市樹木的資源進行照護,確保長期的管理與維護工作。最後,通過與社區的合作,提高市民對城市樹木的認知,讓樹木不僅是景觀的一部分,能夠提升環境效益,更是社區文化和健康的重要指標,提升城市居民的生活質量,促進城市的可持續發展。

 

什麼是碳捕存(CCS)?

       碳捕存 (Carbon Capture and Storage) 是一種減少二氧化碳排放的技術,透過技術捕捉人類在活動中所產生的二氧化碳 (CO2) ,然後安全地進行封存,減少大氣中的二氧化碳濃度減少溫室效應,進而減緩全球暖化。

 

CCS的基本原理包括三個步驟:捕獲、壓縮和封存。
一、二氧化碳捕獲:

       CCS 在排放源(如火力發電廠或工廠等)將二氧化碳分離出來。

二、壓縮和運輸:

       被捕獲的二氧化碳會被壓縮轉換為液態,通過管道或船舶運送到封存地點。

三、二氧化碳封存:

       目前主要有三種封存方式,包括地質封存(將二氧化碳注入地下深層岩層)、海洋封存、及礦化封存(與礦物反應形成穩定的碳酸鹽類礦物)。

 

碳封存為什麼重要?
       隨著全球暖化加劇,如果不大幅減少二氧化碳排放,將導致地球氣溫上升超過 4°C,海平面升高 1 公尺。而CCS 是目前成本較低且技術成熟的減碳解決方案之一,能有效減少工業活動中的二氧化碳排放,對控制氣候變遷有關鍵作用。

napkin selection (8)           碳捕存與碳封存示意圖

 

什麼是碳固存?

       碳固存是指將大氣中的二氧化碳(CO2)吸收並儲存在植物、土壤或海洋中,從而幫助減少溫室氣體,減緩氣候變遷。當植物進行光合作用時,它們會從空氣中吸收二氧化碳,並將其轉化為自身成長所需的碳,這些碳會長時間儲存在植物的樹幹、葉片和根部,空氣中的碳含量就會減少,對環境更有益。

 

碳固存vs碳封存
       碳固存通常是指自然過程,像是森林、濕地、土壤等透過植物的光合作用來吸收大氣中的二氧化碳,並將其固定在植物、土壤中。這是一個動態過程,碳會被吸收並暫時儲存在生態系統內。碳封存則更常指人工技術或工程方法,將二氧化碳捕捉並封存在地底深處或海底,防止它再次進入大氣中。這些技術通常應用在減少工業排放的二氧化碳,比如從燃煤電廠或水泥工廠中收集CO2,然後注入地下岩層,以長期存放。

 

 

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|參考資料

Rötzer, T., Rahman, M., Moser-Reischl, A., Pauleit, S., & Pretzsch, H. (2019). Process based simulation of tree growth and ecosystem services of urban trees under present and future climate conditions.. The Science of the total environment, 676, 651-664 . https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.04.235.

Rötzer, T., Rahman, M., Moser-Reischl, A., Pauleit, S., & Pretzsch, H. (2019). Process based simulation of tree growth and ecosystem services of urban trees under present and future climate conditions.. The Science of the total environment, 676, 651-664 . https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.04.235.

|作者

國立臺灣師範大學環境管理與環境教育博士、臺北大學自然資源與環境管理研究所碩士,曾任職於生態實驗室、非政府組織。長期關注人文與生態永續相關議題研究,專注於跨專業實驗中找尋解決之道。目前為景澤創意執行長,創辦貳拾號公民會所、三時生活實驗室與川流之島流域學校。​

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