台北市四種行道樹對大氣沉降物的截留比較

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(1)國立臺灣師範大學生命科學系碩士論文. 台北市四種行道樹對大氣沉降物的截留比較. A comparative study on interception of atmospheric deposition among four side-walk tree species in Taipei. 研究生：顧栢榕 Po-Jung, Ku. 指導教授：林登秋博士 Teng-Chiu, Lin. 中華民國 106 年 1 月.

(2) 摘要. 空氣汙染是日趨嚴重的環境議題，特別是在人口稠密的都市地區，植物透過冠層截留能有效的過濾空氣中的汙染物。本研究藉由收集穿落水及雨水比較榕樹(Ficus microcarpa L.f)、茄苳(Bischofia javanica)、樟樹(Cinnamomum camphora)、台灣欒樹(Koelreuteria elegans)四種台灣常見行道樹對大氣沉降物的截留情形。四個樹種中以榕樹冠層截留的懸浮微粒量最高(667 mg/m2)，而單位葉面積截留懸浮微粒的能力在四種樹間並無顯著差異。穿落水量與冠層洗出的懸浮微粒重量呈現顯著正相關，且降雨強度大時所洗下的懸浮微粒重量也較高；將葉片採回洗滌的實驗中，樟樹葉片洗出最多的懸浮微粒(423 mg/m2)，與實際受雨水淋洗的結果不同，其差異應是受洗滌力道所影響；主要陰陽離子的淨變化量也以榕樹較高；懸浮微粒中所含金屬(銅、鉻、鉛、鋁)則是在樹種間沒有顯著差異，並與降雨量、乾沉降累積天數、平均細懸浮微粒濃度的相關性皆非常低，其中鉛在四個樹種穿落水中的含量皆小於雨水，表示冠層對鉛有淨留置的作用。. 關鍵字：空氣汙染、穿落水、行道樹、懸浮微粒、重金屬. I.

(3) Abstract. Air pollution is an important environmental issue, especially in heavily populated cities. Tree canopies could effectively filter polluted air through intercepting pollutants. This study compared the interception of atmospheric deposition among four common sidewalk tree species in Taiwan, Ficus microcarpa L.f, Bischofia javanica, Cinnamomum camphora, and Koelreuteria elegans, through collection and analysis of throughfall and rainfall. The canopy of F. microcarpa intercepted the largest amount of suspended particles (667 mg/m2). However, on a per unit leaf area basis, the efficiency of interception of suspended particles (PM10) was not different among the four species. The amount of PM10 washed off tree canopies positively correlated with throughfall quantity and rainfall intensity. Unlike the result from the wash of rainfall, the amount of suspended particles was highest from leaves of C. camphora’s (423 mg/m2) in the hand-wash experiment, possibly due to the differences in thoroughness of wash between rainfall and hand-wash. The differences in the content between rainfall and throughfall was higher for F. microcarpa than other species but such differences were not found for metals, Cu, Cr, Pb, and Al. There were no significant differences in net change of metal content between rainfall and throughfall among the four species. Moreover, the changes were either weakly or not significantly related to rainfall intensity, dry period before rainfall, or concentration of particulate matter smaller than 2.5 μm (PM2.5). Unexpectedly, the concentration of Pb is lower in throughfall than in precipitation indicating II.

(4) that tree canopies are a sink of Pb.. Key words: air pollution, throughfall, sidewalk tree, particulate matter, heavy metal. III.

(5) 目錄：. 摘要……………………………………………………………………….I Abstract…………………………………………………………………..II 目錄……………………………………………………………………..IV 圖目錄………………………………………………………………….VII 表目錄…………………………………………………………………..IX 背景及目的………………………………………………………………1 一、城市植被的功能及重要性……………………………………..1 二、空氣汙染危害…………………………………………………..2 三、植被對空氣汙染物的截留……………………………………..4 四、影響植物對空氣汙染物截留量的因子………………………..6 五、研究目的………………………………………………………..7 材料與方法………………………………………………………………8 一、研究樹種………………………………………………………..8 二、研究樣區………………………………………………………11 三、水樣收集及收集器架設………………………………………14 四、葉面積指數測量………………………………………………16 五、水樣過濾及分析………………………………………………17 IV.

(6) 六、葉片洗滌實驗…………………………………………………20 七、資料處理………………………………………………………21 結果……………………………………………………………………..23 一、水樣收集………………………………………………………23 二、葉面積指數測量………………………………………………24 三、穿落水與雨水 pH 值與電導度……………………………….25 四、主要陰陽離子…………………………………………………26 五、穿落水與雨水懸浮微粒重量…………………………………29 六、穿落水與截留懸浮微粒重量…………………………………35 七、葉片洗滌實驗…………………………………………………36 八、懸浮微粒中所含重金屬………………………………………38 討論……………………………………………………………………..43 一、葉面積指數變化………………………………………………43 二、穿落水與雨水之 pH 值比較………………………………….44 三、不同樹種間懸浮微粒淨變化量差異…………………………45 四、陰離子與陽離子淨變化量……………………………………47 五、重金屬淨變化量差異…………………………………………49 六、行道樹栽種選擇………………………………………………50 結論……………………………………………………………………..52 V.

(7) 參考文獻………………………………………………………………..54 附圖及附表……………………………………………………………..63. VI.

(8) 圖目錄. 圖 1. 研究樣區位置……………………………………………………12 圖 2. 行道樹位置圖……………………………………………………13 圖 3. 水樣收集器………………………………………………………15 圖 4. LAI-2000 7°角示意圖…………………………………………...16 圖 5. 四個樹種穿落水與雨水中所含的懸浮微粒重量及冠層單位葉面積的淨變化量…………………………………………………………..30 圖 6-1. 四個樹種冠層在落葉期與生長季的懸浮微粒淨變化量….…32 圖 6-2. 四個樹種冠層在落葉期與生長季時單位葉面積的懸浮微粒淨變化量………………………………………………………………..…32 圖 7-1 四個樹種冠層在弱降雨及強降雨時的懸浮微粒淨變化量…...34 圖 7-2. 四個樹種冠層在弱降雨及強降雨時單位葉面積的懸浮微粒淨變化量…………………………………………………………………..34 圖 8. 穿落水量與冠層洗下的懸浮微粒重量相關性分析……………35 圖 9. 四個樹種單位葉面積所洗下的懸浮微粒重量…………………36 圖 10. 降雨量與冠層重金屬淨變化量的關係………………………..40 圖 11. 乾沉降累積天數與冠層重金屬淨變化量的關係……………..41 圖 12. 細懸浮微粒(PM2.5)濃度與冠層重金屬淨變量化的關係…….42 VII.

(9) 附圖 1. 歷次水樣 pH 值……………………………………………….63 附圖 2. 歷次水樣電導度………………………………………………63 附圖 3. 歷次水樣懸浮微粒重…………………………………………64 附圖 4. 歷次葉片洗下的懸浮微粒重量………………………………64. VIII.

(10) 表目錄. 表 1. 榕樹、樟樹、台灣欒樹與茄苳葉面積指數……………………24 表 2. 雨水及四個樹種穿落水之 pH 及電導度……………………….25 表 3. 經水量加權平均後穿落水與雨水中所含的陰陽離子濃度……27 表 4. 四個樹種冠層的陰陽離子淨變化量……………………………28 表 5. 四個樹種單位葉面積的陰陽離子淨變化量……………………28 表 6. 四個樹種冠層的懸浮微粒淨變化量……………………………37 表 7. 四個樹種冠層的重金屬淨變化量………………………………39 表 8. 四個樹種單位葉面積的重金屬的淨變化量……………………39 附表 1. 台北市古亭測站空氣汙染濃度月平均值……………………65 附表 2. 台北測站雨水樣本之平均離子濃度…………………………65. IX.

(11) 壹、背景及目的：. 一、城市植被的功能及重要性. 全球都市化的趨勢隨著人類發展越來越明顯，且仍在快速的進行中，現今全球人口主要都居住在都市中，且估計在 2010 年到 2050 年之間，都市人口將再增加 30 億人以上(Buhaug & Urdal, 2013)。都市地區由於人口密集，對生態服務的需求量也相對較高，而城市除了依賴周邊鄰近地區所提供的輸入外，也有從都市生態系本身所供給的服務(Bolund & Hunhammer, 1999)。其中，城市森林及其他植被在都市生態系提供了多樣的生態系統功能及生態服務，如淨化空氣(Bernatzky, 1983; Nowak et al., 2006)、調節溫度及減輕熱島效應(Simpson, 1998; Weng et al., 2004)、提供棲地(Alvey, 2006)、控制洪水(Xiao et al., 2000)、減少噪音及娛樂遊憩(Dwyer et al., 1992) 等。為瞭解城市植物的重要性與功能性，許多研究探討了城市植物提供的效益，並且量化其價值與維護的成本，如 McPherson (2003) 對加州蒙德斯托的 10 種行道樹進行利益與成本的分析；Maco & McPherson (2003)的研究指出位於美國加州 Davis 城中的 24000 棵公 1.

(12) 共街道樹木，每年提供約 120 萬美元的生態服務價值；McPherson 等(1997)評估芝加哥的城市森林在過濾空氣上就提供了約每年 920 萬美元的生態服務價值，再加上對於調節房屋溫度、減緩風速等功能，每一棵樹約有 402 美元的價值，且提供的效益比起維護的成本高出兩倍以上。由此可知城市綠化在都市生態系中有著非常高的重要性及性價比。. 二、空氣汙染危害. 空氣汙染是非常嚴重的環境議題，尤其在都市與市郊的汙染程度更是顯著(Freer-Smith et al., 2004)，常見的空氣汙染物包含硫氧化物(SOX)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)及粒狀汙染物。其中硫氧化物及氮氧化物會與大氣中的水氣反應，形成 H2SO4 及 HNO3，是造成酸雨為害的主要原因之一，為空氣中主要的致酸物質(Mochida et al., 2000)；粒狀汙染物為飄浮在空氣中的細小顆粒物，由於顆粒直徑小於 100 微米的顆粒物即可飄浮於空氣中，因此無論在時、空間上，對空氣品質的影響也較大，懸浮微粒(particulate matter, PM)為空氣汙染的一個重要指標，其中 PM10(粒徑小於 10 微米的顆粒物)容易經由呼吸進入體內，對人體健康的影響也更加嚴重 2.

(13) (行政院環保署，2015)。長時間暴露在高濃度懸浮微粒的環境中可能導致較高的呼吸道疾病、心血管疾病罹患率及死亡率(Abbey et al, 1999; Kampa & Castanas, 2008; Pope et al., 2004, Seaton et al., 1995)。人為導致的空氣汙染源最主要由燃燒化石燃料及交通工具所排放(Cohen et al., 2004 )，以硫化物為例：天然的氣態硫化物主要是由海水浪花所產生的 SO4，硫化氫(H2S)主要是沼澤分解作用及火山噴發產生，而二氧化硫(SO2)則幾乎都是來自人為排放的空氣汙染物，最主要是藉由燃煤與石油的燃燒過程中所產生(Robinson & Robbins, 1970)。粒狀汙染物的來源包含了灰塵、土壤、燃燒、海鹽飛沫及人為活動等，而其中細懸浮微粒(PM2.5，顆粒直徑小於 2.5 微米)的來源多為人類活動(Querol et al., 2001)以及氣候因素，如沙塵暴(He et al., 2001; Zheng et al., 2005)等所產生的空氣汙染物。近年越來越受到關注的重金屬汙染物(如鉛、砷、汞)也會透過燃燒、交通、農業及其他人類活動而釋放到環境中(Facchinelli et al., 2001; Kober et al., 1999)，如燃燒含鉛汽油釋放到大氣中的鉛，即便汽油禁止加入鉛的政策已經實施多年，但研究顯示，這些數十年前被排放出的鉛汙染仍然繼續存在於環境中(Maher et al., 2008)，這些被釋放到空氣中的重金屬汙染物可能對呼吸系統、心血管造成嚴重的影響(Huang & Ghio, 2006; Järup, 2003)。 3.

(14) 三、植被對空氣汙染物的截留. 許多研究顯示，植物能有效過濾空氣中的汙染物，Bernatzky (1983)指出位於公園中的植被約可過濾高達 85%的空氣汙染物，有植樹的街道上也可過濾約 70%的空氣汙染物；Tong & Farrell (1991) 的研究指出辛辛那提的松樹林在靠近森林邊緣與公路的樹上累積較多的銅與鉛；也有研究指出附於建築物上的爬藤也都有攔截空氣汙染物的效果(Ottelé et al., 2010; Sternberg et al., 2010)。而由截留量來看，芝加哥的森林每年約能移除 5500 噸的空氣汙染物(McPherson et al., 1997)；北京的都市植被每年能攔截約 772 噸的懸浮微粒(Yang et al., 2005)，可見植被對於空氣汙染物移除的重要性。植物淨化空氣的機制主要是透過樹冠層與大氣的交互作用，植物的樹冠層是生態系統中生物與大氣交接的重要介面，大氣中的乾沉降(dry deposition)被樹冠截留於葉片表面，這些被樹冠截留的物質受到雨水、露水、霧氣的淋溶作用(leaching)，與葉片組織發生物質的置換(Tukey Jr, 1970)；而固態顆粒物的部分，柴一新等(2002)指出空氣中的細小顆粒截留於於植物體表面方式主要分為滯留、附著、黏附三種機制：滯留作用：落塵及揚塵在空氣流動時經過冠層而落於葉片表 4.

(15) 面，短暫停留在葉片上，容易受風吹拂而再次離開葉片表面。附著作用：葉片表面分布的細毛或粗糙結構產生的溝槽，能使落塵較易被吸附在葉片表面，不易被風颳起。黏附作用：葉片表面的分泌物使落塵沾黏在葉片上，這種方式最能穩定的將滯塵留在葉片上。. 樹冠層受到雨水淋洗後落至地面的降水，稱為穿落水 (throughfall)，穿落水與雨水組成的差異可能來自雨水對乾沉降的淋洗、冠層的淋溶以及樹冠的留置，累積在植物表面的顆粒物在受到雨水淋洗後落至地面，從樹冠上移除。藉由比較雨水與穿落水之間的差異，可以得知樹冠層對於大氣中的致酸物質(如 SOX、NOX)與鹽基陽離子(如 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+)之間的置換情況，以及所截留的懸浮微粒重量，可以瞭解植物在環境中營養循環的動向及其淨化空氣的能力。. 5.

(16) 四、影響植物對大氣沉降物截留量的因子. 每個樹種對於大氣沉降物的截留效率皆有所不同，因為樹冠的攔截能力會受葉面積指數、樹冠大小、枝條角度、葉片的質地、形狀及傾角等因素所影響(Wang et al., 2015)。通常葉片較小的植物對懸浮微粒有較好的截留效果(Räsänen et al., 2013)；柴一新等(2002)以電子顯微鏡觀察葉表面的研究報告指出：表面具細毛或溝槽的葉片對落塵的截留能力較強。而喬木因擁有較寬闊的樹冠層及較大的葉片總面積，因此相較矮灌叢能過濾更多的空氣(Givoni, 1991)；針葉樹由於葉片總表面積較大且冬天不落葉，也比闊葉樹有較佳的截留效率(Dochinger, 1980)；而冠層結構也會影響過濾空氣的效率，密度高、厚實的樹冠層會影響空氣的流動，而較薄且寬闊的樹冠層能讓空氣流通並較有效的過濾空氣(Bernatzky, 1983)。. 6.

(17) 五、研究目的. 基於不同樹種在截留大氣沉降物能力上的差異，在空氣汙染影響日益嚴重的當下，進行城市綠化時所選擇栽種的樹種也應將淨化空氣的效率納入考量因素之一，台灣的地理位置，受到季節性的東北季風影響，大量懸浮微粒透過長距離運輸從亞洲大陸輸入至台灣 (Lin et al., 2005)，加上高人口密度與繁雜的交通排放，以及大量化石燃料的燃燒排放，是影響台灣空氣品質不良的主要原因。交通排放是城市地區最主要的空氣汙染源，並貢獻大量的可吸入顆粒，台灣在 PM10、NOX 及 CO 的污染水平高於許多歐、美地區高人口規模的都市(Liang et al., 2009)。已有許多研究針對行道樹減緩空氣汙染的效率來評估城市綠化的植樹規劃(Beckett et al., 2000; Chakre, 2006)，陳千佩(2015)比較台灣 9 種綠化樹種淨化空氣的能力，而實驗地點位於台灣中部造林地，本研究欲探討台北市常見的行道樹種對於大氣沉降物的截留能力，因此於台北市區的行道樹收集雨水和穿落水進行水樣分析，比較不同樹種間對懸浮顆粒的截留效率以及懸浮顆粒中的金屬含量，作為評估樹種在淨化空氣能力上的參考。. 7.

(18) 貳、材料與方法. 一、研究樹種. 本研究選擇的樹種為榕樹、茄苳、樟樹、台灣欒樹，這四個樹種皆為台灣原生種，且為台北市常見的行道樹樹種，由於受 2015 年蘇迪勒颱風影響，部分行道樹的樹冠形狀並不完整及經過修剪，且考量到擺設穿落水收集器的位置，為盡量避免與停車格、公車停靠站及周遭店家、行人的衝突，因此在行道樹的選擇上並非採取隨機取樣，而是評估後選擇樹冠完整、近期無明顯斷枝或修剪且位置允許擺放穿落水收集器的行道樹作為實驗對象，每個樹種各選擇 4 棵收集水樣。. 8.

(19) 榕樹(Ficus microcarpa L.f.) 薔薇目，桑科，榕屬大型常綠喬木，樹幹、枝條具氣生根；葉片具蠟質，無毛；葉形呈倒卵形、長圓形至橢圓形；長約 5-12 公分，寬約 2.5-5.5 公分。. 樟樹(Cinnamomum camphora) 樟目，樟科，樟屬大型常綠喬木，具芳香；葉長 7.5-10 公分，寬 3-4 公分；葉片表面光滑無毛、背面光滑或分布稀疏細毛；葉片頂端漸尖，葉緣略有起伏。. 9.

(20) 茄苳(Bischofia javanica) 金虎尾目，大戟科，重陽木屬喬木，樹枝呈圓柱、錐形且無溝槽或脊；三出葉，無毛；小葉呈卵形或長圓卵形，葉長 6-12 公分，寬 3-7 公分；基部尖銳或鈍狀，邊緣鋸齒。. 台灣欒樹(Koelreuteria elegans) 無患子目，無患子科，欒樹屬落葉喬木，葉互生；小葉 10-13 枚，無毛；長圓卵形，長 6-9 公分，寬 2.5-3 公分；葉漸尖在基部傾斜，葉緣具細鋸齒。. 樹種資料引用自台灣植物誌第二版(Huang, et al., 2003). 10.

(21) 二、研究樣區. 實驗所選擇的地點位於台北市大安區敦化南路上，以信義路與敦化南路交界的路口為中心延伸，從敦化南路二段 63 巷至敦化南路一段 295 巷之間約 500 公尺的範圍內，信義路與敦化南路為台北市交通非常頻繁的地點，此路口於尖峰時段每小時約有 7000 次的車流量(台北市交通工路管制處，2014)，且在道路兩旁及中央皆栽種大量的行道樹，其中榕樹與茄苳位於兩旁人行道上，樟樹及台灣欒樹則位於馬路中央的分隔島上(圖 1 及圖 2)，由於台北市行道樹的種植大多是在同一條街道的路段種植同一種的行道樹，鮮少能在小範圍內找到不同樹種栽種在一起的地點，此為評估這個路段適合進行本研究的主要原因。. 11.

(22) 圖 1. 研究樣區位置. 12.

(23) 圖 2. 行道樹位置圖. 13.

(24) 三、水樣收集及收集器架設. 在樣區中選擇 2 個空曠地點收集林外雨，並於每棵樹下收集穿落水，收集器為一塑膠收集桶上放置一個漏斗(直徑 20 公分)，漏斗與收集桶材質皆為聚丙烯(Polypropylene, PP)，漏斗頂端離地高度約為 50 公分(圖 3)。於一棵樹下放置兩個水樣收集器，並在降雨結束後，將兩個收集器的水樣混和成一個樣本，以增加收集到的水量並減少因不同樹冠位置所造成的空間異質性差異。水樣收集從 2015 年 12 月到 2016 年 6 月，由於在人行道上無法架設得以長時間擺放的收集裝置，因此水樣採集方法為在降雨前將穿落水收集器放置完成，並在降雨結束後測量收集到的林外雨與穿落水量，並以聚乙烯(polyethylene, PE)材質所製的 250 毫升廣口瓶將水樣採回，並將水樣保存於 4°C 冷藏，迅速帶回實驗室分析，而穿落水收集器也一併帶回，沖洗後並以去離子水潤洗、陰乾，至下次評估有降雨機會時再將收集器擺放至研究地點。而降雨事件依水樣收集的時間內是否有達到時雨量 20 毫米區分為強降雨及弱降雨，中央氣象局將降水量在 3 小時內達 40 毫米以上或 24 小時內達 80 毫米以上定義為大雨，而依此方法分類僅有一次降雨達到大雨的標準，因此以 20 毫米作為區分。 14.

(25) 圖 3. 水樣收集器. 15.

(26) 四、葉面積指數測量. 利用 LAI 2000 Plant Canopy Analyzer (LI-COR, US) 測量每棵樹在收集穿落水位置正上方的葉面積指數(Leaf area index, LAI)，由於冠幅小，故測量時以 3/4 濾鏡及最小之 7°夾角(圖 4)並選擇在清晨或黃昏時無直射陽光、濃霧、無路燈及額外光源，且天空均質的天氣條件下測量。. 圖 4. LAI-2000 7°角示意圖. 16.

(27) 五、水樣過濾及分析. 收集的水樣依循 American Public Health Association(1998)所訂立之標準流程分析。. (1) 水樣過濾水樣首先經由 0.45 μm 的混和纖維過濾膜 (GN6, Pall Corporation) 抽氣過濾後，置於烘箱以 65°C 烘乾，透過秤量濾膜前、後重量的差異，得水樣中所含的懸浮微粒(粒徑>0.45 μm)重量，並保留濾液接著進行後續分析。. (2) 電導度、pH 值取 50ml 水樣於燒杯中並放置到室溫，再透過電導度計 (Conductivity meter LF 320)與酸鹼度計(pH meter Corning 430)以標準液校正後測量。. (3) 陰、陽離子含量碳酸氫根(HCO3-)使用滴定測量，將 50 ml 水樣以 0.005N 硫酸 (H2SO4)滴定，滴定終點為 pH 4.5，再將滴定量透過以下公式計算碳酸氫根的濃度： 17.

(28) X = 0.005 × V × 61 × 1000/50 X 為碳酸氫根濃度(單位為 ppm)；V 為 H2SO4 滴定量(單位為 ml) 其餘的陰離子、陽離子(包含 Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、 NO3-、SO42-)則透過離子層析儀(Dionex-100, ICS-1000)測量，所得數值單位為 ppm。再用以下公式計算水樣中實際陰陽離子含量(mg)： X = W × V/1000 X 為水樣中所含離子之實際重量(mg)；W 為測得濃度(ppm)；V 為單場降雨所收集的水樣體積(ml)。. (4) 懸浮微粒中所含金屬懸浮微粒中所含的金屬(包含 Pb、Cu、Al、Cr、As、Hg)依照行政院環境保護署環境檢驗所「空氣中粒狀汙染物之微量元素檢測方法－感應耦合電漿質譜儀法(NIEA A305.10C)」之標準流程進行分析。水樣中的懸浮微粒經抽氣過濾後保留在過濾膜上，烘乾後保存於聚丙烯夾鏈袋中，濾膜先經過微波消化爐 Speedwave ENTRY(PT Besha Analitika, Indonesia)依所規定之功率、時間加熱處理後，微波消化結束的萃取液使用 0.45 μm 孔徑的鐵氟龍(PTEF)材質注射器濾膜過濾，濾液存放在 15ml 的聚丙烯離心管中，並置於 4°C 冷藏。萃 18.

(29) 取液中的金屬：Pb、Cu、Al、Cr 經由利用感應耦合電漿原子發射光譜分析儀(Inductively Coupled Plasma with Atomic Emission Spectroscopy, ICP-AES)分析，而 As、Hg 則透過原子吸收光譜法 (atomic absorption spectroscopy, AAS)分析。. 19.

(30) 六、葉片洗滌實驗. 葉片洗滌實驗的採集日期為 1/28、2/23、3/8、4/22、5/16，以高枝剪從收集穿落水的行道樹上採集各個樹種葉片 10 片，避免用手直接觸碰葉片並以夾鏈袋保存，迅速帶回實驗室，將葉片浸泡於 250 ml 去離子水中並用手洗滌，洗滌完的水樣以相同方法過濾並秤量由葉片上洗出的懸浮微粒乾重，而葉片經掃描後利用影像分析軟體 Image J 計算葉片面積，並估算單位葉面積葉片所洗下的懸浮微粒重量。. 20.

(31) 七、資料處理. 秤得的懸浮微粒乾重，經由水量體積加權來推得單場降雨中雨水與穿落水所含的懸浮微粒重量，公式為： X =W × V/v X 為實際收集到的懸浮微粒乾重(mg)；W 為濾紙上所截留的懸浮微粒乾重(mg)；V 為單場降雨所收集的水樣體積(ml)；v 為過濾的水樣體積(ml)。. 冠層淨變化量(WN)為穿落水相較於雨水所增加的懸浮微粒重量，即冠層額外攔截的懸浮微粒重，利用以下公式推算： WN = WT - WR WN 為冠層淨變化量；WT 為穿落水中所含懸浮微粒重；WR 為雨水中所含懸浮微粒重。. 單位葉面積淨變化量(WA)為經過冠層單位葉面積的懸浮微粒淨變化量，利用以下公式計算： WA = WN / LAI WA 為單位葉面積淨變化量；WN 為冠層淨變化量；LAI 為葉面積指數。. 21.

(32) 由於冬、春季時為台灣欒樹與樟樹的落葉期，因此葉面積指數的測量分為 4 月 1 日與 6 月 23 日兩次，台灣欒樹與樟樹的葉面積在 4 月中旬即有明顯增加，因此 4 月前的單位葉面積變化量以落葉期的葉面積指數來計算，而之後(最近一場收集的降雨為 4 月 11 日)所收集到的資料則以生長季時期的葉面積指數來計算。統計分析以 paired t-test 比較四個樹種葉面積指數在落葉期與生長季的差異，而 pH 值、電導度及主要陰陽離子、懸浮微粒與懸浮微粒中所含金屬的淨變化量與單位葉面積淨變化量則透過 nested ANOVA 進行比較。. 22.

(33) 參、結果. 一、水樣收集. 水樣的收集從 2015 年 12 月到 2016 年 6 月，總共收集了 11 場降雨(12/25、1/3、1/29、2/25、3/10、4/11、4/27、5/16、6/2、6/18、 6/24)，收集到的水樣在過濾完後取 50ml 分裝以進行電導度、pH 值及陰陽離子分析，若水量不及 50ml 則不進行後續分析。在 11 次降雨事件中，7 次為弱降雨(時雨量未達 20 mm)，3 次為強降雨(時雨量達 20 mm)。. 23.

(34) 二、葉面積指數測量. 榕樹、樟樹、台灣欒樹與茄苳的葉面積指數列於表 1。由於台灣欒樹會在冬季時落葉，而樟樹於春季時將老葉汰換成新葉，這兩個樹種在樹冠葉面積上有較大的變化，相對於茄苳與榕樹則無明顯的落葉階段，因此葉面積指數的測量分為兩次，分別於落葉期 (2016/4/1)與生長季(2016/6/23)測量。四個樹種的葉面積指數在第二次測量的結果皆比第一次測量時高，但榕樹與茄苳在兩次測量結果間沒有顯著差異，而樟樹及台灣欒樹則是在生長季時測得的葉面積指數顯著大於落葉期。. 表 1. 榕樹、樟樹、台灣欒樹與茄苳葉面積指數(平均值±標準差). 葉面積指數落葉期 (LAI) P值. 生長季. 榕樹. 茄苳. 樟樹. 台灣欒樹. 5.35 ± 0.99. 5.68 ± 1.02. 4.10 ± 0.57. 1.61 ± 0.29. 6.79 ± 0.79. 6.15 ± 1.50. 5.76 ± 0.69. 7.92 ± 2.50. 0.07. 0.41. 0.008. 0.01. 24.

(35) 三、穿落水與雨水 pH 值與電導度. 四個樹種穿落水的 pH 值均較雨水高(表 2)，但差異並不顯著；而水樣電導度以榕樹穿落水的電導度為最高，顯著大於樟樹、台灣欒樹、茄苳及雨水，且穿落水的電導度皆顯著大於雨水(nested ANOVA, p<0.001)。. 表 2. 雨水及四個樹種穿落水之 pH 及電導度(單位：µs/cm)。同一列數字後字母不同代表具顯著差異(P < 0.05)。榕樹. 茄苳. 樟樹. 台灣欒樹. 雨水. P值. pH 值. 6.67 ± 0.07. 6.70 ± 0.09. 6.68 ± 0.08. 6.64 ± 0.08. 6.47 ± 0.39. 0.098. 電導度. 174a ± 24. 98.5b ± 9. 128b ± 17. 104b ± 10. 41.8c ± 43. <0.001. 25.

(36) 四、主要陰陽離子. 穿落水中的所含的陰陽離子濃度皆大於雨水(表 3)，其中鉀離子相對其他離子有較大的增加幅度。四個樹種冠層對各項離子的淨變化量(即穿落水-雨水)，除了碳酸氫根、鈉離子、鎂離子在不同樹種間沒有顯著差異之外，其餘離子皆以榕樹顯著較高；而除硫酸根外的其他離子淨變化量皆為正值，四個樹種對硫酸根的截留中，榕樹、茄苳有正的淨變化量，樟樹及台灣欒樹則有負的淨變化量，亦即雨水中的硫酸根被截留在冠層上使得穿落水中的含量反而少於雨水中的含量(表 4)。在四個樹種單位葉面積的離子變化量比較中，鈉離子、鎂離子與鈣離子在樹種間無顯著差異，台灣欒樹在碳酸氫根、鉀離子的淨變化量最高，而銨根、硝酸根及硫酸根的淨變化量則以榕樹顯著高於其他樹種(表 5)。. 26.

(37) 表 3. 經水量加權平均後穿落水與雨水中所含的陰陽離子濃度 (ppm)。括號內為雨水經過四個樹種冠層後的離子濃度增加倍率. 榕樹. 茄苳. 樟樹. 台灣欒樹. 雨水. HCO3-. Na+. NH4+. K+. Mg2+. Ca2+. NO3-. SO42-. 8.04. 3.57. 2.28. 2.84. 0.90. 4.75. 0.76. 0.60. (1.83). (3.05). (1.84). (5.26). (2.43). (1.95). (3.45). (2.72). 7.34. 2.61. 1.59. 1.75. 0.74. 3.99. 0.39. 0.45. (1.67). (2.23). (1.28). (3.24). (2.00). (1.64). (1.77). (2.04). 7.33. 2.40. 1.70. 2.31. 0.73. 3.60. 0.40. 0.45. (1.67). (2.05). (1.37). (4.27). (1.97). (1.48). (1.81). (2.04). 8.48. 2.36. 1.96. 2.53. 0.58. 3.51. 0.34. 0.38. (1.93). (2.02). (1.58). (4.69). (1.58). (1.44). (1.54). (1.72). 4.39. 1.17. 1.24. 0.54. 0.37. 2.43. 0.22. 0.22. 27.

(38) 表 4. 四個樹種冠層的陰陽離子淨變化量(mg/m2) HCO3-. Na+. NH4+. K+. Mg2+. Ca2+. NO3-. SO42-. 榕樹. 6.93. 4.04. 1.59a. 4.61a. 0.89. 3.39a. 9.85a. 6.19a. 茄苳. 3.65. 2.35. 0.23b. 2.13b. 0.57. 2.07b. 2.38b. 3.80a. 樟樹. 4.72. 2.32. 0.64ab. 3.50ab. 0.65. 1.72b. 3.15b. -0.10b. 台灣欒樹. 6.29. 2.01. 1.01ab. 3.79a. 0.30. 1.26b. 1.47b. -1.82b. P值. 0.84. 0.24. 0.003. 0.04. 0.52. 0.001. <0.001. <0.001. 表 5. 四個樹種單位葉面積的陰陽離子淨變化量(mg/m2) HCO3-. Na+. NH4+. K+. Mg2+. Ca2+. NO3-. SO42-. 榕樹. 1.11ab. 0.82. 0.26a. 0.76b. 0.17. 0.57. 1.71a. 1.14a. 茄苳. 0.62b. 0.43. 0.05c. 0.37b. 0.10. 0.38. 0.46b. 0.72ab. 樟樹. 0.91b. 0.55. 0.12bc. 0.67b. 0.15. 0.39. 0.74b. -0.32bc. 台灣欒樹. 1.81a. 1.04. 0.19ab. 1.51a. 0.15. 0.35. 0.58b. -0.51c. P值. 0.016. 0.49. 0.002. <0.001. 0.07. 0.22. <0.001. 0.019. 28.

(39) 五、穿落水與雨水懸浮微粒重量. (1) 冠層淨變化量與單位葉面積淨變化量在收集的 11 場降雨中，單位收集面積穿落水中所含的懸浮微粒重量由高到低依序為榕樹、茄苳、樟樹、台灣欒樹，且穿落水中的懸浮微粒重量顯著高於雨水中所含的懸浮微粒重量(407 mg/m2)。四個樹種間穿落水懸浮微粒重的淨變化量(即穿落水懸浮微粒重-雨水懸浮微粒重)以榕樹與茄苳顯著高於台灣欒樹；而單位葉面積的淨變化量(淨變化量/葉面積指數)則在四個樹種間沒有顯著差異 (圖 5)。. 29.

(40) 圖 5. 四個樹種穿落水與雨水中所含的懸浮微粒重量及冠層單位葉面積的淨變化量. 30.

(41) (2) 落葉期與生長季的淨變化量與單位葉面積淨變化量淨變化量在落葉期，榕樹顯著高於台灣欒樹，樟樹和茄苳則與榕樹及台灣欒樹無顯著差異；在生長季時，四個樹種間的淨變化量則沒有顯著差異 (圖 6-1)。單位葉面積淨變化量在落葉期，台灣欒樹顯著大於茄苳，而榕樹、樟樹與台灣欒樹、茄苳沒有顯著差異；在生長季，茄苳顯著大於台灣欒樹，而榕樹、樟樹則與茄冬、台灣欒樹沒有顯著差異(圖 62)。. 31.

(42) 圖 6-1. 四個樹種冠層在落葉期與生長季的懸浮微粒淨變化量. 圖 6-2. 四個樹種冠層在落葉期與生長季時單位葉面積的懸浮微粒淨變化量 32.

(43) (3)不同降雨強度下的淨變化量與單位葉面積淨變化量在弱降雨時，台灣欒樹的淨變化量顯著低於其他三個樹種，而該三個樹種間沒有顯著差異；強降雨時，淨變化量在四個樹種間並無顯著差異(圖 7-1)。單位葉面積淨變化量則在弱降雨及強降雨的條件下，四個樹種間皆沒有顯著差異 (圖 7-2)。. 33.

(44) 圖 7-1. 四個樹種冠層在弱降雨及強降雨時的懸浮微粒淨變化量. 圖 7-2. 四個樹種冠層在弱降雨及強降雨時單位葉面積的懸浮微粒淨變化量 34.

(45) 六、穿落水量與截留懸浮微粒重量. 雨水從冠層洗下的懸浮微粒重量(淨變化量)與穿落水量呈顯著正相關。在穿落水量少的時候，冠層淨變化量的變化較大，甚至出現負值(雨水中所含懸浮微粒量大於穿落水，亦即雨水中的懸浮微粒被截留在冠層上未落至地面)；而在降雨量大的時候，懸浮微粒淨變化量的差異較小(圖 8)。. 圖 8. 穿落水量與冠層洗下的懸浮微粒重量相關性分析，(r2=0.3， p<0.001) 35.

(46) 七、葉片洗滌實驗. 四個樹種單位葉面積洗出的懸浮微粒，以樟樹及榕樹洗出的重量顯著大於台灣欒樹及茄苳(圖 9)。. 圖 9. 四個樹種單位葉面積所洗下的懸浮微粒重量. 36.

(47) 表 6. 四個樹種冠層的懸浮微粒淨變化量(mg/m2) 榕樹. 茄苳. 樟樹. 台灣欒樹. 冠層. 667. 651. 559. 406. 單位葉面積. 115. 112. 113. 116. 冠層. 679. 492. 503. 238. 單位葉面積. 136. 87. 123. 159. 冠層. 657. 783. 605. 546. 單位葉面積. 98. 132. 105. 80. 冠層. 437. 504. 453. 180. 單位葉面積. 89. 87. 98. 105. 冠層. 1237. 1044. 1011. 884. 單位葉面積. 184. 178. 154. 146. 單位葉面積. 364. 237. 423. 238. 平均. 落葉期. 生長季. 弱降雨. 強降雨手洗. 37.

(48) 八、懸浮微粒中所含金屬. 四個樹種對銅、鉻、鉛、鋁的淨變化量皆沒有顯著差異；鉛的淨變化量皆為負值，表示雨水中所含的鉛大於穿落水，亦即冠層對鉛為留置的作用(表 7)。銅、鉻、鉛、鋁的單位葉面積淨變化量在四個樹種間也都沒有顯著差異(表 8)。而懸浮微粒中所含的砷及汞則低於儀器偵測極限(砷偵測極限：0.01 ppm；汞偵測極限：0.002 ppm)，即每平方公尺冠層被雨水洗下的懸浮微粒中所含砷及汞的重量分別小於 2.38 微克及 0.48 微克。金屬淨變化量與降雨量、乾沉降累積天數、距上次降雨期間的細懸浮微粒濃度平均值進行相關性分析，僅銅與乾沉降累積天數、鉻與平均細懸浮微粒濃度呈現弱度顯著負相關，其餘皆無顯著相關性(圖 10-12)。. 38.

(49) 表 7. 四個樹種冠層金屬淨變化量(μg/m2) Cu. Cr. Pb. Al. 榕樹. 9.21 ± 15.5. 3.28 ± 4.6. -46.3 ± 143. 667 ± 279. 茄苳. 6.87 ± 33.0. 3.41 ± 5.7. -60.1 ± 95. 491 ± 595. 樟樹. 11.3 ±. 5.1. 5.50 ± 3.3. -63.8 ± 145. 401 ± 348. 台灣欒樹. 2.69 ± 17.0. 1.50 ± 2.5. -88.7 ± 136. 187 ± 257. P值. 0.87. 0.35. 0.93. 0.15. Pb. Al. 表 8. 四個樹種冠層金屬淨變化量(μg/m2) Cu. Cr. 榕樹. 1.4 ± 2.8. 0.6 ± 0.8. -8.5 ± 26. 茄苳. 1.1 ± 5.8. 0.6 ± 1.0. -10.4 ± 17. 84 ± 105. 樟樹. 2.2 ± 1.2. 1.2 ± 0.8. -14.7 ± 35. 85 ±. 台灣欒樹. -1.1 ± 8.7. 1.3 ± 4.9. -42. ± 82. 41 ± 122. P值. 0.68. 0.44. 0.49. 0.58. 39. 109 ±. 45. 87.

(50) 圖 10. 降雨量與金屬淨變化量的關係 40.

(51) 圖 11. 乾沉降累積天數與金屬淨變化量的關係 41.

(52) 圖 12. 細懸浮微粒(PM2.5)濃度與金屬淨變量化的關係 42.

(53) 肆、討論. 一、葉面積指數變化. 在葉面積指數測量(2016/4/1 與 2016/6/23)的結果中，榕樹與茄苳的葉面積指數在兩次測量間沒有顯著差異，而樟樹及台灣欒樹在生長季時的葉面積指數顯著高於落葉期。造成差異的原因最主要是由於冬季與春季時台灣欒樹與樟樹皆會落葉，導致樹冠的總葉面積減少，而榕樹與茄苳雖然沒有顯著差異，但平均的葉面積指數在 6 月的測量結果也比 4 月要高(榕樹增加 1.44；茄苳增加 0.47)，推測是受到 2015 年 8 月的蘇迪勒颱風影響，顯見 4 到 6 月間冠層有可觀的生長，而葉面積指數在不同季節的改變，也直接影響了冠層能截留的大氣沉降物總量。. 43.

(54) 二、穿落水與雨水之 pH 值比較. 在結果中穿落水與雨水的 pH 沒有顯著差異，但在敦化南路樣區上所收集的水樣平均 pH 值，皆比中央氣象局台北測站所測得的月平均 pH 值(pH 4.5)要來得高許多，由於人為活動所釋放到空氣中的陽離子(如鈣、鎂等)會使雨水的 pH 值升高 (Kulshrestha et al., 2003; Zhang et al., 2007)，因此街道上揚塵中的鈣、鎂等陽離子溶解於水中可能導致研究樣區中水樣 pH 較高，在研究樣區收集的雨水中，鉀、鈣、鎂等離子的濃度皆比台北測站所收集的雨水平均值高出 2 倍以上。. 44.

(55) 三、不同樹種間懸浮微粒淨變化量差異. 從 11 場降雨中所含的平均懸浮微粒總量來看，穿落水中所含的懸浮微粒重量顯著大於雨水中的重量，表示雨水在經過冠層後確實增加了懸浮微粒的總量，水樣中額外增加的懸浮微粒輸入即應為雨水從冠層葉片上所洗出，在無雨時期被樹冠攔截的懸浮微粒。四個樹種的冠層淨變化量以榕樹最高，其次為茄苳、樟樹，而台灣欒樹最低，但在單位葉面積的淨變化量則無顯著差異。造成此差異的原因應與四個樹種的葉面積指數大小有關，除了台灣欒樹之外，其餘三個樹種的淨變化量皆與其葉面積指數大小一致。而台灣欒樹雖然在生長季的葉面積指數是四個樹種中最高，但在落葉期卻是遠依於其他樹種，而本研究 11 次取樣中約有一半在落葉期，故台灣欒樹的淨變化量最低。值得注意的是在落葉期台灣欒樹的葉面積指數相較與其他樹種低許多，但台灣欒樹的單位葉面積淨變化量顯著高於其他樹種。造成台灣欒樹的單位葉面積變化量在落葉期與生長季有如此大的差距可能是由於冠層結構的改變所導致，在落葉期，冠層的葉面積相當稀疏，增加了剩餘葉片跟懸浮微粒接觸的機會，故單位葉面積上能截留的懸浮微粒較多，但受限於葉片單位面積所能截留的懸浮微粒 45.

(56) 量仍然有限，因此在整體上所能移除的懸浮微粒仍然是最低的。從穿落水量與懸浮微粒淨變化量的相關性分析中呈現顯著的正相關顯示，降雨量越大時，能從冠層中洗下的懸浮微粒也越多，而在降雨量少的時候出現負值，表示冠層將雨水中所含的懸浮微粒留置在葉片上，有研究指出，約 15 毫米的降水量可以將葉片表面的落塵洗下(Liu et al., 2013)，而本研究中冠層淨變化量出現負值的情況也大多是在降雨量小於 15 毫米的降雨事件下發生。在葉片洗滌實驗的結果中，四個樹種在單位葉面積下可以洗出的懸浮微粒重量以樟樹最高(423.24 mg/m2)，而四個樹種之中僅樟樹葉片表面有細毛分布，與柴一新等(2002)的研究中擁有較佳截留能力的葉片特徵相符(表面粗糙或具細毛)。但從穿落水推算樹種單位葉面積淨變化量的結果中，四個樹種並沒有顯著差異，且洗滌葉片所得之懸浮微粒重量皆比由雨水洗下的懸浮微粒重量高出兩倍以上，可能是由於人為洗滌的力道大於雨水沖洗的效果，因此將附著於葉片表面的懸浮微粒洗下的效果較強。由此可知，雖然樟樹單位葉面積所能截留懸浮微粒的能力最佳，但在自然情況下的降水並不能達到完整的洗滌效果。穿落水中所含的懸浮微粒量反映的是自然降雨的情況，因此四個樹種透過降雨的淋洗後，實際從冠層移除的的懸浮微粒重量仍然以葉面積指數較高的榕樹及茄苳最多。 46.

(57) 四、陰離子與陽離子淨變化量. 在雨量加權平均的結果中，四個樹種穿落水在主要陰陽離子的濃度皆比雨水來得高。造成此一現象可能的原因有三，首先在無雨時期，這些離子以乾沉降形式被樹冠所攔截，待降雨時被雨水淋溶洗至穿落水中。其次，由於部分雨水被樹冠截留後透過蒸發散回到大氣中，造成穿落水量低於雨水而有濃縮作用。第三雨水可能自樹葉淋溶離子至穿落水中。各離子中以鉀離子的離子增多比最大，而鉀離子的移動性最強，可能自植物淋溶出的量最高(Tukey, 1970)，此一現象亦普遍發生在許多穿落水的研究中(Henderson et al., 1977; Edwards, 1982; Lin et al., 2001)。榕樹穿落水在各項陰陽離子的濃度及淨變化量上皆為四個樹種中最高的，造成此結果的部分原因應與前面討論的懸浮微粒變化量相同，主要是由於榕樹有較高的葉面積指數所造成；在單位葉面積淨變化量中，銨根、硝酸根、硫酸根以榕樹最高，而在碳酸氫根、鉀離子中是以台灣欒樹高於其他樹種，但同樣由於台灣欒樹在冬季葉面積指數非常低，使得冠層的平均淨變化量仍以葉面積指數較高的榕樹最高。硫酸根在樟樹及台灣欒樹的淨變化量呈現負值，可能是由於雨 47.

(58) 水的水量大於穿落水。因為若考量乾沉降，則穿落水中的量應高於雨水，但竟出現負值，應為樹冠所留置，此一結果和國內許多穿落水的研究不同(Liu & Sheu, 1999; Lin et al., 2000; 金恆鑣等，2003)，惟其機制尚待釐清。此外，茄苳雖然和榕樹一樣為常綠樹種，也有較高的葉面積指數，但離子的淨變化量卻普遍較其他樹種低，可能是由於葉片較大的茄苳擁有較厚的邊界層(Parkhurst & Louck, 1972)，邊界層的厚度影響汙染物擴散到葉片表面的速率(Barber et al., 2002)，使得乾沉降中主要以細小粒徑存在的陰陽離子氣膠較不容易截留在葉片上。. 48.

(59) 五、金屬淨變化量差異. 無論在冠層淨變化量或單位葉面積淨變化量，四個樹種間皆沒有顯著差異，主要是因為標準差非常高，在不同場降雨事件收集到的懸浮微粒中，金屬含量差異相當大。金屬淨變化量與降雨量、乾沉降累積天數、距上次降雨期間的平均細懸浮微粒濃度(資料取自中央氣象局古亭測站)的相關性均相當低，或許需要更長時間的觀測才能看出規律。值得注意的是鉛在雨水中的含量大於穿落水，即雨水對鉛的淋洗作用並不高，不僅沒辦法將原本截留在冠層上的鉛洗出，甚至雨水中所含的鉛經過冠層時有部分被截留在冠層而未落至地面，在 Zöttl(1985)的研究也發現挪威雲杉穿落水中所含的鉛小於雨水，但在凋落物中發現非常高的鉛含量，其來源很可能就是冠層對鉛的吸收，但仍有其他研究顯示穿落水中的鉛含量大於雨水 (Rodrigo et al., 1999; Gandois et al., 2010)，因此冠層對鉛的截留機制，可能需要在葉片對鉛的吸附力上有更多的瞭解。. 49.

(60) 六、行道樹栽種選擇. 行道樹具淨化空氣、調節氣候、遮蔭蔽雨、減緩噪音、美化環境等多項功能，帶來巨大的生態服務效益，然而在眾多樹種的選擇中，應該選擇哪些樹種來種植？評估何種行道樹能提供最大的效益，或者部分類群的樹種可以提供特殊的生態服務需求，影響了植樹的選擇方向，然而行道樹也可能對環境及民眾造成負面效益，如造成過敏、阻擋商家標誌、破壞人行道等(Lohr et al., 2004)，因此在考慮種植的樹種時，應該需要較全面性的評估。若栽種不適合的行道樹種，除了降低行道樹本身提供的生態服務外，也會對民眾的生活造成影響，如台灣曾一度追求賞櫻熱潮而大量栽種山櫻花，導致不適合在低海拔生長的山櫻花大量死亡、黑板樹開花時的氣味引起民眾反感而必須移除等問題。此外，台灣的行道樹種選擇中，常為增添街道色彩而種植具有鮮豔花朵的樹種，其中不乏許多非原生的樹種，如盾柱木、白千層、阿勃勒、大花紫葳、火焰木、木棉，外來樹種可能引發病蟲害或與原生種雜交造成基因漸滲等問題。本研究在樹種選擇上皆為台灣原生樹種，而研究的結果以榕樹及茄苳移除懸浮微粒的效果最好，在截留粒狀汙染物方面的能力會 50.

(61) 比會季節性落葉的樟樹及台灣欒樹佳；陰、陽離子的截留量以榕樹高於茄苳；金屬截留量則沒有顯著差異。然而在陳晶晶(1999)的研究報告中探討了台北 10 種行道樹在颱風擾動造成的倒伏比例，其中本研究的樹種倒伏比例分別為榕樹(12.3%)、樟樹(7.1%)、台灣欒樹 (5%)、茄苳(2.1%)，其他外來種如盾柱木、大花紫葳、菩提樹、印度橡膠樹的倒伏比例則是更高；黃曉菊(2003)的研究報告指出菩提樹、印度橡膠樹、榕樹的根系發達，對人行道路面造成的破壞力也較嚴重，以及榕樹與印度橡膠樹的氣生根影響美觀等問題，由此可知榕樹雖然是本研究探討的四種行道樹中擁有最佳淨化空氣能力的樹種，但對於環境的負面影響可能相較於茄苳更高一點，因此茄苳可能是在行道樹栽種及環境綠化上較適合的樹種。. 51.

(62) 伍、結論. 榕樹、茄苳、樟樹、台灣欒樹四個台灣常見的原生行道樹種中以榕樹和茄苳在移除空氣中懸浮微粒的能力較佳，其次為樟樹，而台灣欒樹最低；四個樹種單位葉面積淨變化量沒有顯著差異，但在落葉期時台灣欒樹單位葉面積淨變化量顯著高於其他樹種，生長季時則反之；且雨水從冠層移除的懸浮微粒重量與穿落水量呈顯著的正相關，在降雨強度大時也有較佳的移除能力；經由將葉片採回洗滌的實驗中，以樟樹在單位葉面積擁有最高的截留量，但自然降雨的情況無法完全將葉片表面附著的懸浮微粒洗下，因此實際的移除量仍以葉面積指數較高且無落葉期的榕樹、茄苳較高。穿落水中所含的主要離子濃度皆大於雨水，其中以鉀離子的增加比例最高；而冠層淨變化量上僅樟樹、台灣欒樹冠層對硫酸根是淨吸收的作用，其餘皆是穿落水中的含量大於雨水；四個樹種的單位葉面積淨變化量中，鈉離子、鎂離子、鈣離子無顯著差異，碳酸氫根、鉀離子以台灣欒樹最高，銨根、硝酸根、硫酸根則以榕樹最高，而平均的冠層淨變化量仍以葉面積指數較高的榕樹最高。金屬截留量在四個樹種間沒有顯著差異，且與降雨量、乾沉降累積天數、細懸浮微粒濃度的相關性分析上沒有明顯的趨勢，其中 52.

(63) 較特別的是四個樹種冠層對鉛皆為淨吸收的作用，雨水中的鉛經過樹冠後被截留於冠層上未落至地面。本研究針對四個樹種穿落水在懸浮微粒、主要陰陽離子、金屬的截留能力比較，以評估冠層淨化空氣的效率，其中榕樹及茄苳為較佳的綠化樹種，由於葉面積指數高、無明顯落葉期，移除的懸浮微粒量相較樟樹及台灣欒樹高。然而，茄苳對陰陽離子截留能力較榕樹差，但考量到榕樹在颱風的倒伏比率較高，且根系對路面破壞的能力較強等因素，茄苳可能是較佳的行道樹選擇。. 53.

(64) 陸、參考文獻. 台北市交通工路管制處，2014，交通流量調查資料 http://www.bote.gov.taipei/ct.asp?xItem=660485&CtNode=20205& mp=117031 行政院環保署，2015，細懸浮微粒管制. http://air.epa.gov.tw/Public/suspended_particles.aspx 金恒鑣、劉瓊霦、夏禹九、黃正良，2003，福山天然闊葉林生態系對降水水化學的交互作用。台灣林業科學，13:363-373 柴一新、祝寧、韓煥金，2002，城市綠化樹種的滯塵效應-以哈爾濱市為例。應用生態學報，13:1121-1126 陳千佩，2015，臺灣中部平地造林對大氣汙染物截留之研究。碩士論文，國立中興大學森林學系研究所陳晶晶、凌德麟，1999，臺北市行道樹颱風災害調查與抗風性之探討-以賀伯、安珀、瑞伯颱風為例。中國園藝，46:427-442 黃曉菊，2003，行道樹根系對人行道硬體破壞之研究-以高雄市 10 種行道樹為例。碩士論文，私立東海大學景觀學系研究所. Abbey, D. E., Burchette, R. J., Knutsen, S. F., Lawrence Beeson, W., McDonnell, W. F., Nishino, N., & Yang, J. X. (1999). Long-term inhalable particles and other air pollutants related to mortality in 54.

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(73) 柒、附圖及附表. 附圖 1. 歷次水樣 pH 值. 附圖 2. 歷次水樣電導度 63.

(74) 附圖 3. 歷次水樣懸浮微粒重. 附圖 4. 歷次葉片洗下的懸浮微粒重量. 64.

(75) 附表 1. 台北市古亭測站空氣汙染濃度月平均值(104 年 12 月至 105 年 6 月) 古亭測站地址：台北市大安區羅斯福路 3 段 153 號 SO2. CO. O3. PM10. NOX. NO. NO2. (ppb). (ppm). (ppb). (μg/m3). (ppb). (ppb). (ppb). 104-12. 2.9. 0.51. 24.5. 49. 25.36. 6.31. 19.04. 105-01. 2.4. 0.66. 19.3. 39. 35.31. 12.01. 23.30. 105-02. 2.0. 0.51. 27.3. 38. 25.99. 5.67. 20.33. 105-03. 2.4. 0.68. 28.7. 40. 37.69. 11.70. 25.99. 105-04. 3.1. 0.68. 30.6. 48. 31.62. 6.99. 24.63. 105-05. 2.9. 0.50. 30.0. 37. 24.09. 5.22. 18.86. 105-06. 2.3. 0.49. 24.3. 27. 25.03. 7.21. 17.81. 附表 2. 台北測站雨水樣本之平均離子濃度(2015 年 1-10 月) 台北測站地址：台北市中正區公園路 64 號. 濃度(ppm). Na+. NH4+. K+. Mg2+. Ca2+. NO3-. SO42-. 0.81. 0.97. 0.16. 0.13. 0.98. 2.41. 2.45. 65.

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