隨著全球氣候變遷加劇,城市森林(Urban Forests)已成為調節都市微氣候、固碳、滯洪與提升公共健康的關鍵基礎設施。然而,傳統的城市林業管理面臨可植空間破碎狹小、種植與養護成本高昂、選址憑經驗而缺乏數據支持、樹種未能適地適種、缺乏長期專業維護管理,以及複雜的社會政治因素挑戰。近年來,人工智慧(AI)技術的發展與介入,正從以下四個維度,協助城市建立具備長期的種樹策略,而為城市種樹計畫帶來了革命性的轉變。
首先是建立氣候適應性的「物種預測」模型,傳統種樹往往基於「當下」氣候,但城市樹木的生命週期長達數十年。AI 透過整合全球氣候模型與物種分布模型,協助規劃者為樹木選擇「未來的家」。此項整合模型第一先利用於適宜棲地模擬,亦即AI 可以預測到 2050 或 2070 年,特定城市的氣溫、降雨模式及土壤酸鹼度將如何變化,提前篩選出能適應這些未來條件的樹種,避免現在種下的樹在 20 年後因不耐高溫而集體死亡。此整合氣候與物種模型的第二個功能為進行遺傳多樣性最適化,AI 可以協助分析不同來源種子的基因特徵,推薦具備更高抗旱、抗病、抗污染基因的苗木,從種源端提升整個城市森林族群的遺傳多樣性與韌性。
其次,AI可基於「功能需求」提供精準選址,規劃將資源精準投入到效益最高的地方,進行最適化植樹佈局。第一項是AI利用結合光達(LiDAR)、熱紅外遙測及熱流體動力學模擬,識別出街區尺度的「微型熱島熱點」,並精算出高遮蔭樹種的最佳種植位置與冠幅配置,最大化降溫效益,達到熱島緩解目標。第二項是AI利用水文模擬與數值地形分析技術,在易淹水區潛勢規劃種植具備高蒸散率與強大根系的樹種,建立「綠色海綿」緩衝帶,強化雨水截留與入滲能力,達到防洪目標。第三項是AI利用社會經濟大數據分析技術,識別綠地覆蓋率與居民健康風險相關性最高的區域,優先在環境正義高度需求的社區進行補植,達到環境公平與社會公平的目標。
同時地,AI可協助建立生物安全與「預警式」管理,城市森林的一個威脅是突發性的病蟲害,AI 透過全球監控網絡,可提供「預警式」的防護策略。包括第一項是入侵路徑預測,AI 分析全球貿易、交通網絡及氣候適宜性,預測破壞性害蟲的潛在擴散路徑與時程。城市得以預先提前調整樹種組成,打破單一寄主連續分布,阻斷傳播鏈。第二項是AI 模型能模擬多樣性防禦,模擬不同物種配比下的森林群落穩定性。研究顯示,經AI最適化配置的「混合林」比單一樹種林,在面對特定病原體爆發時,存活率可提升40%以上。
另外,AI可以結合感測器與自動化設備,協助建立自動適應的「動態維護」系統,實現從「被動維護」到「主動調適」的轉變。包括建置生理壓力預警系統,亦即透過衛星監測葉綠素螢光與水分應力,AI 能在樹木出現肉眼可見的枯萎前(提前 2-4 週),偵測到生理脅迫,自動觸發精準灌溉系統或施肥管理指令,防止樹木進入不可逆的衰退期。AI亦可進行結構安全評估,利用影像辨識與物聯網感測器,分析風暴期間樹木的擺動頻率與動態響應,及早識別木材腐朽、結構不穩的高風險個體,在倒塌造成災害前進行加固或處理,維護公共安全。
展望未來,AI 不僅是規劃工具,更將成為城市森林的「免疫系統」,透過全時空監測環境變化與樹木生理數據的感測,AI 即時判斷壓力源是極端熱浪、乾旱或病蟲害,以及自動調度無人機灌溉、部署生物防治劑,或在受損區域自動補種最適應的新樹種,使城市森林種樹不再是一次性的工程,而是一個能夠隨著地球環境變化而不斷演化、自我最適化循環的生命系統,確保城市森林在面對氣候變遷、生物入侵及社會經濟波動時,維持其降溫、防洪、固碳等生態服務功能。
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