Chapter 2. Literature Review
一、臺灣氣候變遷
臺灣氣候暖化現象十分明顯,不論是100 年、50 年、30 年的年平均溫度變化 都有顯著上升的趨勢,臺北測站在上述 3 個不同時期的升溫趨勢,都是在臺灣 6 個百年氣象觀測站(臺北、臺中、臺南、恆春、花蓮、臺東)中最高。近 30 年,西 岸測站的增溫趨勢明顯高於東岸測站(盧等,2011) 。
在國科會2011 年的「臺灣氣候變遷科學報告」中指出 1897 年至 2008 年,110 餘年間全臺平均氣溫上升了 0.8 ℃,其中都會區平均上升 1.4 ℃、西部市鎮平均 上升 0.9 ℃、山區平均上升 0.6 ℃、平地平均上升 1.2 ℃、離島平均上升 1.1 ℃。
降雨的趨勢在全島平均年總降雨日數不論是100 年、50 年、30 年的變化都有明顯 下降趨勢。大雨日數(24 小時累積雨量>50 mm 者)在近 50 年和近 30 年有明顯增 多的趨勢。小雨日數(日雨量<1 mm 者)則大幅減少,百年趨勢為每 10 年減少 2 天,而近30 年來提高到每 10 年減少 4 天。極端高溫事件部分,6 個百年觀測站的 高溫日數百年變化都呈現增加的趨勢;其中,以臺北站增加幅度最大,每10 年增 加1.4 天。臺北站近 50 年的極端高溫日數由百年平均的每 10 年 1.4 日提高至每 10 年2 天;近 30 年則提高為每 10 年 4 天;2000 年至 2009 年的高溫日數,比 1911 年至 1920 年平均增加了 10 天以上,變化相當明顯。在極端偏乾事件部份,以連 續不降雨日數極端偏長來定義的極端偏乾事件進行分析。結果顯示,恆春和花蓮 在近30 年出現頻率都高於以往。臺北的偏長乾期也日趨頻繁。
另利用 80 年以上氣象歷史資料分析,以發生乾旱次數、乾旱延時、乾旱量、
乾旱高度四種現象作為乾旱特性趨勢分析,可得知臺灣各地乾旱特性如下:北部 及花蓮地區降雨量逐年增加,但不降雨日數與最大連續不降雨日數卻為增加,顯 示降雨變率及降雨集中度有逐漸變大之趨勢。而中、南部地區與臺東地區發生乾
旱次數略有減少,但在乾旱延時、乾旱量及乾旱高度三方面明顯增加,不降雨日 數與最大連續不降雨日數亦明顯增加,說明了氣象乾旱有嚴重化之趨勢(游和孫,
2007;游和陳,2008)。在國科會 2011 年的「臺灣氣候變遷科學報告」也有類似的 結論。
二、公園定義、人均綠地與綠資源
公園依規模與性質可分為國家公園、自然公園、都會公園、綜合公園、區域 公園、社區公園、鄰里公園、兒童遊戲場等。本研究所指「公園」係泛指都市 計畫裡的「公園、綠地、廣場及兒童遊樂場範圍」。其中,公園用地(land used for park)係在都市計畫地區內,以供公眾活動遊憩,藉以調劑身心之用地。
而綠地用地(land used for green area)在都市計畫地區內,除為休憩性開放空 間 ,並 兼具隔離 、緩衝 機 能之用 地 (內政部營建署,2008)。依據都市計畫 法第四十五條規定,「公園、體育場所、綠地、廣場及兒童遊樂場,應依計 畫人口密度及自然環境,作有系統之布置,除具有特殊情形外,其 占用土地 總面積不得少於全部計畫面積百分之十」。
依據106年度臺北市工務年報顯示,至106年底已闢建完成開放供市民使用之 公園、綠地、兒童遊樂場及廣場(含河濱公園等)計871處,面積約1,437公頃,平均 每人享有公園、綠地面積可達5.36 m2 (臺北市政府工務局公園路燈工程管理處,
2018) 。在綠資源的喬木部分,依據臺北市公園處統計至106年底,臺北市公園園 樹及行道樹共計19萬餘株。
都市化快節奏發展與活動,形成都會區之熱島效應。這種熱島效應可藉由環 境中植栽綠地創造之微氣候來舒緩。在都市喬木降溫效果研究結果顯示,遮陰樹 可降低氣溫0.64-2.52 °C、降低表土溫度 3.28-8.07 °C (林,2010)。又城市中自然環 境的存在,除提供生態上的貢獻外,也提供了人類重要的社會和心理層面助益,
豐富人們的生活意義和情感等非物質的需求(Chiesura, 2003)。主要是因為生活環境 中若具有自然景觀,可以幫助去除疲勞與恢復注意力(Tennessen and Cimprich, 1995),並且得以穩定心理情緒與降低生理壓力(Hartig et al., 1991)。這也確實符合
了Edward Wilson 的「親生命假說」(biophilia hypothesis)所主張:「人類有種親近 自然世界的本能」。於是在都市中,藉由綠化改善環境,並創造接近自然的機會,
有益改善人們的生活品質,以及提高人均綠地等,都是城市文明的象徵。
三、耐陰性
植物在遮陰下為獲得更多的光源,會調整葉片形態與機能。在遮陰環境下,
無論耐陰或不耐陰的植物品種,皆必須透過增加光捕捉(light harvest)及光利用效率,
提升在低光下的生理機能,來維持一定程度的生長與發育;這種現象在典型的耐 陰植物上,表現超越避陰 (shade avoidance) 植物 (Gommers et al., 2013)。
耐陰植物在遮陰下植株展幅增加、葉片較大、較薄、葉色較綠、葉片角度較 水平(Givinish, 1988)。不過,耐陰植物枝條伸長長度,較光需求高的植物短(Gommers et al., 2012)。而適度遮陰下,葉片顏色轉為濃綠,是由於葉綠素含量增加,以便增 進光利用效率(Chen et al., 2003)。陽性植物具有較高的光合作用及生長速率,需要 高濃度的光合作用相關酵素,因此,維持生長的成本較高;耐陰植物在低光下,
藉由降低其暗呼吸速率,因此,光補償點降低,但低光度時的光量子效率增加,
而增進耐陰能力,維持碳平衡而能長期生存(Craine and Reich, 2005)。
耐陰樹種生理特性有光補償點低、光飽和點低。低光度下植物的光補償點會 下降,而耐陰性弱之植物,光補償點值下降程度較明顯(吳,2003)。陽性植物的飽 和光高度比耐陰植物的高。耐陰植物因為可轉換特殊波長的光,而可以適應遮陰,
這類的光如漫射光。漫射光中以短波長較占優勢,葉綠素a在紅光部分的吸收帶偏 向長波,而葉綠素b在藍紫光部分的吸收帶較寬;耐陰植物的葉綠素a和葉綠素b的 比值小(Givnish,1988),即葉綠素b的含量相對較多,所以耐陰植物便能有效地利用 藍紫光,因而能在遮陰處生長(潘,2006)。以85%遮光與0%遮光比值而言,耐陰性 高之植物,在遮光處理下,隨著光度的減少,葉綠素計讀值(chlorophyll meter reading;
CMR)升高、葉綠素a、b及總葉綠素值上升;隨著遮光程度增高,實測值與光補償 點相關性升高,且與相對實測值具顯著相關性,不過在高度遮光下所得數據,應 與光補償點之相關性較高(吳,2003)。
四、耐旱性
植物對乾旱的適應性包括避旱能力和忍受乾旱能力(賈等,2007)。適應乾旱條 件的形態特徵,有根系發達且深紮、根/冠比大、葉片表面的蠟質沈積量大、葉片 細胞小、葉脈緻密,以及單位面積氣孔數目多等;生理特徵有細胞液的滲透勢低、
在缺水情況下氣孔關閉較晚等。目前研究作物抗旱性,常以一般上述特徵作為指 標(潘,2006)。相對的,給水也會影響型態,如綠薄荷和紅毛莧隨灌溉頻度增加,
株高和冠幅上升,CMR和常態化差異植生指數(normalized difference vegetation index;NDVI)較高,且景觀效果較好(張,2012)。
植物的抗旱性是受許多形態、解剖和生理生化特性控制的複合遺傳性狀。苗 木抗旱能力綜合評價指標體系分為適應性指標、抗旱生產力指標。適應性指標包 含蒸散速率、滲透調節、抗氧化系統、根系活力等。生產力指標則包含淨光合速 率、水分利用效率、葉綠素含量、苗高和生物量指標(賈等,2007)。
五、土壤水分
植物成長過程必須有水來支持其發育,植物吸收的水分絕大部分來自土壤水,
當土壤含水狀態低於植物能吸收的能力時,植物就會枯死。土壤水分過多,會使 土壤通氣不佳,並使營養隨水流失,降低土壤肥力;作物的根部也會因長期泡水 而腐爛,作物栽種的種類選擇受到相當的限制。土壤孔隙塞滿水對土壤中動物更 為不利,常使動物因缺氧或淹水而死亡。
並不是果樹生長的所有時期都需要水分充足,根發育生長活動旺盛的時候,
會合成激勃素等生長激素,有利枝葉生長和果實肥大。但在果樹需要異化的情形 下,適當限水可以停止枝梢生長,有利花芽分化,也可增進果實香味和甜度。(向 和劉,2005)
愛文芒果植株生長於水分較充足的土壤時(土壤含水量Volumetric water contents;VWC 15%或20%),比在低土壤含水量10%時,無論是每花穗著果量,每 株結果量或最終產量均有顯著的提高,而且單果重、果肉比率、果汁含量均較高,
但糖度卻降低4.2∘Brix (張和呂,1995)。適量增施氮肥或保持適宜的花後土壤含水
量(VWC 60%-70%)可促進高筋小麥籽粒澱粉的合成,有效改善其澱粉品質(王等,
2008)。
各種作物的需水量不一,而且受土壤含水量的影響極大 (張和呂,1995) 。田 間容水量(field capacity)指土壤經大雨或充分灌溉後(或土壤充分浸濕),讓土壤中的 重力水排除後;也是作物能利用之有效水分上限。過多的雨水若短時間內無法由 地表排除,表層土壤和大氣間氣體交換將受阻。排水良好的果園,4小時頻率的降 雨量被要求在4小時內排除。土壤內部排水,就是水分向下排除的速度,決定土壤 是否能夠很快地交換氣體。雨後,若是浸水時間過長,土壤就會呈現還原狀態而 損傷根系(向和劉,2005)。杜鵑花(Rhododendron spp.)之VWC於18%以上時需進行 灌溉,此時約為30%的田間容水量,因此推測杜鵑花的灌溉起始點為田間容水量的 三分之一(凃,2015) 。
六、土壤壓實
公園綠地的土壤環境,在綠化前少有先行土壤改良,在進行綠化後又常面臨 人為踐踏;其中,都會區公園因人為高頻度使用而最為嚴重。公園綠地的土壤常 面臨理化性狀不佳所困擾,如割草頻率高且草屑均移除使養分無法繼續循環、土 壤貧瘠、有機質缺乏、團粒結構下降、土壤壓實、土壤孔隙度低,氧氣擴散速率 下降,水分滲透性低、排水不良等,使植物根系生長受到限制,不利植栽之生育 與養護。
影響土壤硬度的因子很多,如土壤質地、結構性、孔隙度和土壤含水量等 (莊 和南,1978) 。土壤由礦物、有機質、水分和空氣共同組成,其總體積包括土壤中 之所有成分,即固體、液體、氣體三相所有物質組成。當土壤被壓實時,所被擠
影響土壤硬度的因子很多,如土壤質地、結構性、孔隙度和土壤含水量等 (莊 和南,1978) 。土壤由礦物、有機質、水分和空氣共同組成,其總體積包括土壤中 之所有成分,即固體、液體、氣體三相所有物質組成。當土壤被壓實時,所被擠