樹要多大才會涼?一棵樹、一個街區到一座森林的降溫門檻|附台北衛星實測

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本篇目錄(25 節)

樹要讓「躲在底下的人」涼,一棵就夠;要讓「整個街區」涼,大約半徑 60 到 90 公尺內要有四成地面被樹冠蓋住;要長出森林自己的涼爽內部,林子至少要寬 100 公尺以上。降溫的關鍵不是種了幾棵樹,而是樹冠能不能長大、連成一片。

這篇把國外的實測研究和台北的衛星資料放在一起看,回答四個問題:樹為什麼比人工遮陽涼、面積要多大、要怎麼種,以及兩個常聽到的說法到底對不對。

flowchart TB
  N0["單棵樹:主要改善樹蔭內<br/>不是整條街都同樣降溫"]
  N1["街區研究<br/>半徑 60–90 公尺<br/>樹冠約四成後降溫明顯"]
  N2["都市林研究:寬逾 100 公尺<br/>才較有林內微氣候"]
  N0 --> N1
  N1 --> N2

圖並列正文不同研究尺度,不把三個門檻合成放諸四海皆準的規則;空氣、地表、平均輻射與體感溫度也不能直接互換。

先講結論

  • 濃密的樹蔭通常比遮陽傘、遮陽帆涼,但比的是樹冠夠不夠密:稀疏的樹會輸給好的人工遮蔭。
  • 單棵樹的降溫範圍大約只在樹蔭內,走出樹蔭就曬得很明顯。
  • 街區要明顯變涼,研究指出樹冠覆蓋要到約四成。
  • 公園大約 1 公頃以上,才量得到比周邊涼;越大越涼,影響範圍也越遠。
  • 森林邊緣 50 公尺內會受外面熱氣影響,所以林子要寬 100 公尺以上,才有真正的「林內」。
  • 「樹冠夠大就有生態系自然抑制蚊子」大半不成立。白線斑蚊靠小積水繁殖,天敵進不去。
  • 台北的衛星資料顯示,樹冠越多的地方地面越涼,長大、連成一片的林蔭大道也看得出降溫;但多數市區街區離四成樹冠還很遠。

樹為什麼比遮陽傘涼

樹降溫靠三件事,重要性由高到低是擋光、葉子不發燙、蒸散。

擋光是主力

樹冠一層疊一層,能擋掉大部分陽光。廣州的縮尺實驗量到樹最多擋掉 97% 的日射;成大林子平團隊測台灣常見樹種,平均只透過約三成陽光。相比之下,輕量的遮陽設施大約只擋三到四成的短波日射。

葉子不會被曬燙

遮陽傘、遮陽帆擋住陽光之後,自己會被曬熱,再從頭頂往下輻射熱,像一片被曬燙的鍋蓋。葉子則靠蒸散把自己維持在接近氣溫:瑞士 Basel 的空拍熱影像顯示,氣溫約 25 °C 時,樹冠只有 24 到 29 °C,街道約 37 °C,屋頂約 45 °C。

美國亞利桑那州立大學在一個 48 °C 的極端高溫日比較同樣幾乎全遮蔭的太陽能板棚與茂密樹冠,板棚下的平均輻射溫度(人體感受到的輻射熱)比樹下高約 3 °C。

蒸散能量大,但在街上效果有限

每蒸散 1 公升水,約帶走 0.68 度電的熱量。德國慕尼黑工業大學量到一棵小葉椴最多每小時蒸散 8 公升,相當於 2.3 千瓦,約一台房間冷氣的熱量。不過瑞典哥德堡的實測發現,白天在街上幾乎量不到蒸散造成的氣溫下降,效果主要出現在日落前後;在台北這種潮濕的城市,新加坡的模擬也顯示蒸散降溫會被濕度上升抵銷一部分。

實測比較

研究 地點 樹 人工遮蔭
Kántor 等 2018 匈牙利 Pécs 一棵小樹,體感溫度降 9.0 °C 低掛遮陽帆,降 5.8 °C
Colter 等 2019 美國 Phoenix 濃密樹種比涼亭多降 2.9–4.3 °C 涼亭與稀疏樹種相近
Cheung & Jim 2018 香港 一棵樹,體感溫度降 3.9 °C 混凝土亭,降 3.8 °C
Ouyang 等 2024 香港 樹冠,體感溫度降 9.06 °C 有頂步道,降 9.70 °C

這張表的意思是:在乾熱或溫帶城市,濃密的樹明顯贏過遮陽帆和涼亭;但在濕熱的香港,好的樹和厚實的有頂結構只是打平。另外,高掛、遮住整條街的遮陽帆,在匈牙利的實測裡也能追上成熟的大樹。所以比較準確的說法是「濃密的樹蔭通常比遮陽傘涼」,關鍵是樹冠密度,而不是樹或不是樹。

還有兩點要先講清楚。遮蔭降的主要是人感受到的輻射熱,空氣溫度本身,不論樹或人工遮蔭,多半只降 0.2 到 1.4 °C。到了晚上,樹冠會擋住地面往天空散熱,樹下的輻射溫度在日落後最多會比空曠處高 5 °C。

面積要多大:分四個尺度

降溫沒有一個通用的魔術數字,要看你想要的是哪一種涼。

尺度 大約範圍 研究指出的門檻
一棵樹 樹冠 30–180 平方公尺 降溫主要在樹蔭內
一個街區 半徑 60–90 公尺 樹冠覆蓋約四成,白天降溫最明顯
一座公園 約 1 公頃以上 越大越涼,冷島可延伸 100–350 公尺
一片森林 寬 100 公尺以上 才有不受邊緣熱氣影響的林內

從表上看,一棵樹解決的是「樹下的人」,四成樹冠解決的是「整個街區」,公園和森林才開始影響周圍的地方。

一棵樹:涼在樹蔭裡

台灣常見行道樹長到成樹時,樟樹、茄苳樹冠寬 10 到 15 公尺,臺灣欒樹約 12 公尺,楓香只有 6 到 8 公尺(臺北市公園處樹種資料)。

單棵樹的降溫幾乎不會跨出樹蔭。澳洲黃金海岸的研究量到,一棵樹冠 16.6 公尺的樹,樹幹旁和「陰影外 1 公尺」的平均輻射溫度可以差到 18 °C。美國華盛頓州 Tacoma 的研究則發現,人行道的氣溫跟「10 公尺內」的樹冠比例有關,10 公尺內完全沒有樹冠的點,出現危險高溫的機率最高是全覆蓋點的 5 倍。

一個街區:樹冠要到四成

美國威斯康辛大學 Ziter 等人 2019 年在《美國國家科學院院刊》發表的研究,用單車沿街量氣溫,發現在大約一個街區(60 到 90 公尺)的範圍內,樹冠覆蓋超過約四成,白天降溫才明顯加速。華盛頓特區的車載量測也看到類似的門檻:成片的樹全天都降溫,零星的行道樹主要在早晚降溫。

換算成棵數,半徑 90 公尺的街區要達到四成樹冠,約需 1 萬平方公尺的樹冠,相當於 60 到 130 棵長到成樹的樟樹或茄苳。前提是它們真的長得到成樹大小。

一座公園:1 公頃是常見起點

公園的「降溫效率門檻」是指:面積再加大,每多一公頃換到的降溫開始變少的那個點。這個數字在各研究之間差很多:華東 27 個城市的研究算出 0.66 到 0.81 公頃,福州兩個研究分別是 1.08 和 4.55 公頃,其他中國城市從 2.6 到 40 多公頃都有。回顧型研究整理的大致尺度是:0.5 到 2 公頃的公園氣溫約涼 0.3 °C、影響約 40 公尺;10 公頃以上約涼 1 到 2 °C、影響可達約 350 公尺。

形狀也有影響。方形、圓形、成團的綠地,比細長或零星散布的綠地涼;把多塊小綠地成組配置,也比各自分散有效。

一片森林:邊緣 50 公尺都算「外面」

森林的林下在熱天會比空地涼,冷天會比空地暖,天氣越極端差距越大;跨五大洲 98 個樣點的研究估計,林下最高溫平均低約 4 °C。但歐洲 6 個城市的都市林研究發現,邊緣效應至少深入 50 公尺,部分溫度差異延伸到 85 公尺。換句話說,林子寬度不到 100 公尺,整片都是「邊緣」,長不出森林自己的涼爽內部。

如果要的是生物多樣性,門檻更高:75 個城市的整合分析指出,綠地斑塊面積是最重要的因子,約 50 公頃以上,才保得住對面積敏感的物種。

台北衛星實測:樹林斑塊多大才會變涼

為了看台北的情況,我用 2022 到 2026 年夏天 6 張少雲的 Landsat 衛星熱影像(上午約 10 點半拍攝),搭配歐洲太空總署 WorldCover 的樹冠圖,把樹冠超過六成的相連區塊當成一個「樹林斑塊」,比較斑塊內部和 300 公尺外的地面溫度。只看四周以建物為主的斑塊。

樹林斑塊大小 斑塊數 斑塊內比 300 公尺外涼 緊鄰外圍 60 公尺內比 300 公尺外涼
0.3 公頃以下 2,151 量不出差異 量不出差異
0.6–1 公頃 181 約 0.8 °C 約 0.3 °C
1–2 公頃 105 約 1.0 °C 約 0.4 °C
2–5 公頃 93 約 1.6 °C 約 0.7 °C
10–50 公頃 18 約 2.9 °C 約 1.0 °C

台北的樹林斑塊從約 0.6 到 1 公頃開始量得到比周邊涼,面積越大越涼,而且涼意會溢出到外圍幾十公尺。這個起點跟華東濕熱城市研究的 0.66 到 1.08 公頃相當接近。要注意,衛星熱影像的實際解析度是 100 公尺,比 1 公頃小的樹群會被周圍溫度稀釋,所以「0.3 公頃以下量不出差異」是衛星量不到,不能解讀成小樹群沒有用。

拿幾座公園單獨看:

公園(衛星樹冠斑塊面積) 園內 外圍 0–90 公尺 外圍 240–360 公尺
大安森林公園(約 27 公頃) −6.1 °C −2.1 °C 0.0 °C
植物園(約 11 公頃) −5.0 °C −1.9 °C +0.3 °C
榮星花園(約 6 公頃) −4.9 °C −1.8 °C +0.3 °C

表中數字是相對全市建成區中位數的地面溫度差。大安森林公園園內的地面比 300 公尺外涼約 6 °C,緊鄰外圍 90 公尺內也還涼約 2 °C。要提醒的是,這是地面溫度;台北 12 座公園的研究指出,公園的地表溫度平均涼 4.23 °C,但人的體感溫度只涼約 0.3 °C,空氣比地面難降溫得多。

在台北的市區街區裡,樹冠每多一成,夏天上午的地面溫度平均約低 0.95 °C;樹冠在四到五成的街區,比幾乎沒有樹的街區涼約 4 °C。但以 150 公尺見方的網格來看,市區只有約 14% 的網格樹冠達到三成,達到四成的只有約 5%。

行道樹到底有沒有用

對躲在樹下的人,非常有用:一棵樹就能讓體感溫度降 5 到 9 °C。對整個街區,要看樹有沒有長大、樹冠有沒有連起來。

我用同一份衛星資料,比較台北幾條林蔭大道所在網格和一般市區網格的地面溫度:

路段 行道樹胸徑中位數 衛星樹冠覆蓋 比一般市區涼
敦化北路 38 公分 25% 約 1.8 °C
敦化南路二段 30 公分 24% 約 1.7 °C
仁愛路四段 32 公分 17% 約 1.6 °C
中山北路三段 35 公分 23% 約 1.5 °C
忠孝東路四段 22 公分 6% 約 0.4 °C
信義路四段 8 公分 6% 看不出差異

樹大、樹冠連成一片的林蔭大道,本身就像一條線狀森林,整區比一般市區涼 1.5 °C 以上;新種的小樹(胸徑中位數 8 公分)則還看不出效果。這是相關,不是因果:林蔭大道多在規劃較早、路面較寬的區域,其他條件也不同。但方向很清楚,重點不是種在路邊還是種成一叢,而是總樹冠量和連續性。

樹冠夠大,就不會有蚊子嗎

常聽到一種說法:樹冠不夠大的樹下容易有蚊子,樹冠夠大就會形成生態系,各種生物會自然抑制蚊子。查證的結果是:前半對,後半大多不成立。

  • 樹下蚊子多是真的。越南胡志明市的研究發現,公園裡的白線斑蚊密度是住宅區的約 10 倍,幼蟲跟遮蔭、花盆、丟棄的容器有關;日本長崎的研究也看到樹冠濃密、地被植物多的地方叮咬最多。
  • 樹冠大不代表蚊子少。一篇整合 18 項研究的分析發現,有植被的綠地和一般市區的蚊子數量沒有顯著差別;巴西聖保羅的研究則發現,大公園的蚊子種類比較多,但總數並沒有比較少。
  • 天敵抑制蚊子,證據集中在水域。常年有水、天敵齊全的池塘,蚊子幼蟲比較少;反覆乾涸又積水的水域,蚊子反而爆量。台灣最常見的白線斑蚊卻是在花盆底盤、水桶、輪胎、樹洞這種小積水裡長大,蜻蜓、魚、劍水蚤平常進不去。
  • 「蝙蝠一小時吃上千隻蚊子」是迷思。這個數字是從 1960 年代的室內實驗外推出來的;近年的糞便 DNA 研究證明蝙蝠確實會吃蚊子,但研究者自己也說,無法證明能壓低蚊子族群。

台北就有現成的例子:大安森林公園面積約 26 公頃,生態豐富到繁殖高峰時有上千隻鷺鳥在園內築巢,但民間基金會近年仍要靠志工畫蚊子熱點圖、清除積水、使用生物性防治,並在入口設防蚊液站。公園蚊子多不多,主要看有沒有清積水,而不是看樹冠大不大。

要怎麼種才有用

  • 地面盡量是土、草或落葉,鋪面要少:台北 61 座公園的研究發現,約五分之一的公園比周邊熱,鋪面超過一半、喬灌木少的公園夏季中午反而偏熱。
  • 樹冠要密:統合分析指出樹冠濃密度是降溫最重要的因子;台中綠園道的研究建議,7 月要把過熱風險壓低,葉面積指數至少要 2.64。
  • 樹種要混:常綠和落葉混種,比單一樹種約多涼 0.5 °C;墨爾本的都市林策略規定單一樹種不超過 5%。
  • 樹要成團、相連:成片的樹全天降溫,零星的樹多半只在早晚有效。
  • 多層次植栽要看目的:想要森林內部的微氣候,多層、茂密比較好;想讓行人涼爽,高而通風的樹冠比較好,低矮灌木可能擋風。研究結果兩邊都有。
  • 給根足夠的土:國外常用的經驗值是每 1 平方公尺樹冠需要約 0.6 立方公尺的土,大樹要 30 到 45 立方公尺。

最後一點也是台灣城市常卡住的地方。全國的《市區道路及附屬工程設計規範》規定喬木植穴淨面積要大於 1.5 平方公尺,只管面積、不管土量。我用台北的樹穴資料,把 490 個單一樹穴配對到旁邊的行道樹,假設土深 1.5 公尺來算,約 86% 的樹穴土量不夠養它頭上那棵樹預估的樹冠,中位數只有約 5 立方公尺,而需要的是約 20 立方公尺。樹根只好往人行道底下鑽,鋪面被拱起、樹變歪,最後常以安全為由被移除。

所以一個城市要變涼,比「多種幾棵樹」更關鍵的是讓樹能長大:樹穴改成連續的植栽帶、把零散的小綠地串成一組、公園少鋪面。森林是要用時間換的,東京明治神宮的森林從 1920 年開始人工種植,規劃了約 150 年的演替,才會成為能自我更新的常綠闊葉林。

方法與限制

  • 台北的溫度是 Landsat 8、9 號衛星量的地面溫度(上午約 10 點半),不是氣溫,也不是人的體感溫度;地面溫差通常遠大於氣溫差。
  • 樹冠圖是 2021 年的 ESA WorldCover,跟 2022 到 2026 年的溫度影像有時間差。
  • 衛星熱影像的實際解析度是 100 公尺,1 公頃以下的樹群量不準。
  • 林蔭大道與一般市區的比較是相關,不是因果。
  • 樹穴分析只涵蓋台北市開放資料中可配對的 490 個單一樹穴,土深是假設值,根系實際會伸到樹穴外。
  • 國外研究的引用多數讀的是論文摘要,數字以原論文為準。

主要資料來源:Ziter 等 2019,PNAS、Kántor 等 2018、Middel & Krayenhoff 2019、Aram 等 2019 公園冷島回顧、Rhodes 等 2022 綠地與蚊子整合分析、Huynh & Minakawa 2022 胡志明市公園斑蚊、臺北市行道樹及公園樹木開放資料、USGS Landsat Collection 2、ESA WorldCover。

常見問題

一棵樹可以讓周圍降溫多少?

對樹下的人,一棵濃密的樹可讓體感溫度降約 5 到 9 °C,但效果主要在樹蔭內,走出樹蔭 1 公尺輻射溫度就可能高出很多;氣溫本身通常只降 0.2 到 1.4 °C。

樹蔭真的比遮陽傘涼嗎?

濃密的樹蔭通常比遮陽傘、低掛遮陽帆涼,因為樹冠擋光多,葉子也不會像頂棚那樣被曬燙往下輻射熱。但稀疏的樹會輸給好的人工遮蔭,在濕熱的香港,好的樹和厚實的有頂步道效果相當。

公園要多大才有降溫效果?

研究差異很大,華東濕熱城市約 0.7 到 1 公頃,其他城市從 2.6 到 40 多公頃都有。台北衛星資料顯示,樹林斑塊約 0.6 到 1 公頃起量得到比周邊涼,10 公頃以上約涼 3 °C(地面溫度)。

樹冠夠大就不會有蚊子嗎?

不會。台灣最常見的白線斑蚊在花盆、水桶、樹洞這類小積水裡繁殖,天敵進不去;整合研究也發現綠地和一般市區的蚊子數量沒有顯著差別。蚊子多不多主要看有沒有清積水。

行道樹對降溫有用嗎?

對樹下的人很有用。對整個街區,要看樹是否長大、樹冠是否連成一片:台北敦化南北路等大樹林蔭大道比一般市區地面涼約 1.5 到 1.8 °C,新種小樹的路段則還看不出差異。

本文關鍵字:樹冠覆蓋率、都市熱島、樹蔭降溫、行道樹、公園冷島、白線斑蚊、台北衛星地表溫度

本篇摘要

樹降溫分尺度:單棵樹的降溫主要只在樹蔭內,樹蔭外 1 公尺輻射溫度就可能高出 18 °C;街區要明顯變涼,研究(Ziter 等 2019,PNAS)指出半徑 60 到 90 公尺內樹冠覆蓋要到約四成;公園的降溫效率門檻各研究從 0.66 到 40 多公頃都有,濕熱的華東城市約 0.7 到 1 公頃;森林邊緣效應至少深入 50 公尺,林子要寬 100 公尺以上才有林內微氣候;保住對面積敏感的物種約需 50 公頃。濃密樹蔭通常比遮陽傘、遮陽帆涼,因為樹冠擋光多且葉片不會被曬燙往下輻射熱,但稀疏的樹會輸給人工遮蔭,在濕熱的香港好的樹與有頂步道只是打平。用 2022 到 2026 年夏季 Landsat 地表溫度與 ESA WorldCover 樹冠圖分析台北:樹林斑塊約 0.6 到 1 公頃起量得到比 300 公尺外涼,10 到 50 公頃約涼 2.9 °C;大安森林公園園內地面比 300 公尺外涼約 6.1 °C;市區樹冠每多一成,地面溫度約低 0.95 °C;敦化南北路等大樹林蔭大道比一般市區涼約 1.5 到 1.8 °C,新植小樹的信義路四段看不出差異。「樹冠夠大就能自然抑制蚊子」大半不成立:白線斑蚊靠小積水繁殖,綠地與市區蚊子數量無顯著差別,天敵抑制的證據集中在常年水域。

  • 單棵樹的降溫主要在樹蔭內:一棵樹冠 16.6 公尺的樹,樹幹旁與陰影外 1 公尺的平均輻射溫度可差 18 °C
  • Ziter 等 2019 年 PNAS 研究:半徑 60 到 90 公尺內樹冠覆蓋超過約四成,白天降溫才明顯
  • 公園降溫效率門檻各研究差異大,華東 27 城為 0.66 到 0.81 公頃,其他中國城市 2.6 到 40 多公頃
  • 歐洲都市林研究:森林邊緣效應至少深入 50 公尺,林子寬 100 公尺以上才有林內微氣候
  • 匈牙利實測:一棵小樹讓體感溫度降 9.0 °C,低掛遮陽帆降 5.8 °C;香港實測樹與有頂步道效果相當
  • 台北衛星分析:樹林斑塊約 0.6 到 1 公頃起量得到降溫,大安森林公園園內地面比 300 公尺外涼約 6.1 °C
  • 台北市區樹冠每多一成,夏季上午地面溫度約低 0.95 °C;樹冠達四成的網格約只有 5%
  • 18 項研究的整合分析:有植被的綠地與一般市區蚊子數量無顯著差別

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