文╱吳孟玲 農業部林業試驗所副所長
姚舜閔 農業部林業試驗所計畫助理
葉弘邁 農業部林業試驗所計畫助理
葉耕帆 台灣樹木醫院ISA 認證樹藝師
李韋辰 台灣樹木醫院ISA 認證樹藝師
圖╱農業部林業試驗所
行道樹為都市增添綠意，但樹木也會生病，颱風季節時行道樹不堪強風吹襲遭吹倒的畫面，讓許多民眾印象深刻。愈強壯的樹木，愈能抵抗病害與風雨，但它們是否健康，恐非光憑肉眼就能確定。目前有許多精密的儀器或技術，可協助診斷或增加樹木抗病力，也許我們曾在生活中看到這些工具，卻不知道它們的功用。如同人類打針、吃藥、斷層掃描等醫療行為，搭配專業照顧知識，才能讓都市街道常保翠綠！
極端氣候日益頻繁，臺灣近來受到強烈風雨侵襲，都市樹木倒塌事件頻傳。都市樹木健康與否，不僅影響生態服務價值，更對城市生態、社會與經濟層面造成深遠影響。為樹木進行健康檢查，了解樹木衰弱的原因，並運用樹木檢測儀器找出樹木結構缺陷，再根據診斷結果提供適當的健康管理措施，不只是為了維護樹木的價值，更直接影響樹木塌壞的風險，攸關社會大眾安全。
三等級指標 快速評估樹木健康
針對都市樹木的健康管理，林業試驗所樹醫團隊已有多年研究成果，涵蓋從健康檢查、風險評估到精準有效防治的多元技術。
國際間常用樹木健康檢查評估可以分為三個等級：第1級為有限目視評估（Limited Visual Assessment），此階段是從外觀快速、概略的判斷樹木個體或群體是否有明顯異常，評估者可以採取步行、開車、甚至照片判讀，目的是找出需要進一步評估的問題樹木。
第2 級是基本評估( Basic Assessment，即「目視樹木評估(Visual Tree Assessment, VTA)」，同樣是從外觀判斷，但是相對更完整、近距離，有時會搭配使用簡易的工具，如木槌、鋼棒、望遠鏡等，通常將樹木分為樹冠、樹幹、樹根等部位，記錄各部位的樹洞、腐朽、病蟲害等異常情形，並判斷造成樹木健康問題的主要原因。
第3 級為進階評估( Advanced assessment)，為了彌補目視評估可能無法觀察到的樹木缺陷，進階評估使用更高階的檢測儀器作為輔助，檢測肉眼難以發現，或是無法判斷嚴重程度的缺陷。
進階儀器技術更細緻 彌補目視不足
進階評估中的檢測儀器，許多已引進臺灣並普遍使用。接下來，將介紹目前臺灣常用的進階級檢測儀器與技術。
光達
光達（LiDAR）是一種高精度的遙感測量技術，透過儀器發射高頻率的短脈衝雷射光，並精確計算雷射光從發射到返回感測器的時間差，進而推算出光束所行經物體的距離。藉由不斷重複此過程，即可快速取得大量的三維點雲（3D Point Cloud）資料，用來建立精細的空間模型。
在樹木調查與監測中，光達技術可提供豐富而精確的結構資訊，包括樹木的高度、胸徑、枝條分布、冠幅範圍、葉片密度等，有助於評估個體樹木的生長狀況與健康程度。同時，透過不同時間點所取得的光達點雲資料進行比對，能夠追蹤樹木的生長變化，甚至可評估棲地環境的改變。如當樹木受病蟲害或外在環境影響，造成樹冠變稀疏或樹幹傾斜度改變，這些細微變化便可透過光達資料加以量化並長期追蹤。
常用的光達分為手持式、固定式光達及車載式光達，不同類型的光達系統可適用於不同的場域與需求。手持式光達具有高度的機動性與靈活性，操作簡便且成本相對低廉，適合用於樹木個體調查或精細枝條結構的掃描，然而其作業範圍有限，較不適合大範圍應用。相對地，車載型光達則能快速掃描大面積區域，適合應用於都市行道樹或道路綠帶等線性空間的樹木普查與建模，但使用上需受限於道路通行條件與較高設備成本。至於固定式光達，則具備高密度、高精度的資料蒐集能力，特別適合用於長期觀測特定樹木，如老樹或高風險樹木的監測。
此外，光達亦可與其他技術整合應用，如與影像辨識及GIS空間分析等結合，能藉此提升對都市林或自然林區健康監測與風險預警的能力。對於都市空間中高風險的行道樹，提供快速且系統化的監測手段，能作為管理單位進行樹木風險評估與決策的重要依據。
樹木傾斜感測器
樹木傾斜感測器是一種體積僅如手掌大小的設備，通常安裝於主幹離地約30公分處，透過固定於樹幹上的方式，進行長期穩定的傾斜監測。
感測器會與專屬應用程式或雲端平臺連接，使用者可在介面上即時查看所屬管理區域內已裝設感測器的樹木分布與即時狀況，並進一步檢視單株樹木的傾斜幅度、傾斜方向及其變化趨勢。
此感測系統具備定時回傳與警報功能，感測器可每2小時自動上傳一次樹木的傾斜角度、位移量以及環境溫度等資料。若偵測到傾斜變化幅度超過設定門檻，系統將自動發出異常警示，並以簡訊或電子郵件通知管理人員，以便即時處置與現場查勘。軟體平臺亦支援圖表化呈現，協助管理者分析時間序列資料與異常趨勢。
以新加坡為例，該國至2022年已於公共空間中布設超過1 , 5 0 0組傾斜感測器，作為公園樹木與都市林風險管理的重要工具。透過無線感測器蒐集的大量資料，管理單位能在更大範圍內監控樹木於強風、暴雨等極端氣候條件下的結構反應，進一步比較不同地點與樹種的傾斜行為差異，作為風險預警與預防性修剪、支撐等養護措施的重要依據。
應力波檢測儀
樹木內部的缺陷往往難以從外觀直接察覺，尤其是心材腐朽或內部空洞等結構性問題，表面可能並無明顯徵兆。對於這類無法從外部明確判斷腐朽範圍，卻具有潛在倒伏風險的樹木，可透過應力波檢測儀進行非破壞性檢測，以輔助判斷其內部結構狀況。
應力波檢測儀主要可以分為3個部分：感測器、電池組及安裝專用軟體的電腦。操作方式是在樹幹或枝條要檢測的部位，量測其周長以決定感應器的使用數量，接著環繞周圍均勻固定數個釘子在樹木表面，將感應器安裝於釘子上，再以鐵鎚敲擊感應器產生聲波，聲波通過樹木傳導至其餘的感應器，每個感應器輪流敲擊後，由電腦記錄聲波資料並產生檢測結果。其檢測的原理為，由於聲波在健康、緻密的木材中會較快完成傳遞，若樹體內部存在腐朽、裂隙或空洞，則會增加聲波的傳遞時間。系統會記錄聲波從敲擊點傳遞至各感應器的時間，進行運算後即能推估木材內部的結構異常情形。
檢測結果可透過2D斷面圖或3D立體圖像方式視覺化呈現，通常將正常的木材標示為綠色，而聲波傳遞緩慢的異常區域則標示為黃、紅色。如此能夠顯示潛在的腐朽或空洞部位，並可將腐朽木材的比例、腐朽的程度、腐朽深度量化，提供客觀的數據作為判定依據。這些資訊不只對於樹木管理者決定後續是否進行修剪、支撐等緩解措施，抑或直接進行移除，另外對於樹木健康狀況的監測工作，同樣具有高度參考價值。
鑽孔阻抗儀
鑽孔阻抗儀是一種高精度的非破壞性檢測工具，常用於判斷樹木內部結構是否存在腐朽、空洞或裂縫。其檢測原理為將一根細長的金屬鑽針鑽入樹幹，木材與鑽針之間所產生的阻抗會隨木材密度而變化。健康、密實的木質部會產生較高的阻力，而腐朽或空洞區域則會表現出低阻抗甚至無阻力的情形。檢測的操作方式是單人以手持阻抗儀，對準檢測部位進行探鑽，或是可以另外請兩人分別於兩側固定儀器，確保檢測期間不會晃動，直到鑽針收回到儀器內，儀器會同步記錄鑽針穿透過程中的阻抗變化，並即時繪製成阻抗曲線圖。阻抗曲線圖的橫軸表示探鑽的深度，縱軸為阻抗的大小，曲線的波動反映樹幹由外而內的阻抗變化。透過此圖，可直觀判讀腐朽或空洞的深度、範圍與嚴重程度，進而評估樹木的結構完整性。
鑽孔阻抗儀常與應力波檢測儀搭配使用。因為相較於應力波檢測儀，阻抗儀有更高的侵入性，通常是用來驗證應力波檢測結果，針對應力波斷面顯像因樹種或環境限制而無法精準呈現或失真的部分，鑽孔阻抗儀可進行結構細節補充。雖然在檢測結果的視覺化上，阻抗儀不如應力波檢測的2D或3D圖來的直觀，但是在木材性質的變化能有更為細緻的呈現，因此可以修正對於異常部位的範圍與嚴重性的判斷，甚至能進一步辨識異常的類型，大幅提升樹木結構風險評估的準確性與專業性。另外，阻抗儀只需一人操作，幾乎不需儀器架設時間，還有能向下探鑽根基部的優點，比起應力波檢測儀僅能檢測樹幹以上的部位，使用上相對的便利與迅速。
樹木注射技術精準防病、環境友善
為有效提升高大果樹、園林喬木及珍貴保育樹種的病蟲害防治效率，常採用樹木注射技術，將藥劑、營養物質或植物生長調節劑直接注入樹木體內。此方法藉由注射設備將處方物質輸送至木質部輸導組織，並利用樹木本身的蒸散拉力，將藥劑自然傳輸至整個樹體，包括樹冠、枝條與葉片，以達成防治病蟲害、補充營養、矯正缺素症或調控生長發育等多重目的。
與傳統噴灑施藥方式相比，樹幹注射因為將藥劑直接注入樹木體內，可以使用較少的劑量，更精準送達需要的部位，並且不用擔心藥劑飄散或影響周遭非目標生物，有對於環境友善及對人畜安全性高的優點，特別適合在都市環境或人員密集區域施作，如學校、公園、人行道或水域周邊等。
樹木注射所需的工具包含注射器、藥劑瓶、插塞和電鑽，實施樹幹注射的第一步，是量測樹木胸高直徑，以此作為決定藥劑使用量與注射點數量的依據。接著選定注射位置，通常考量樹木木質部向上輸導的特性，會選在樹幹高度1公尺以下，避開上下方有傷口的地方，並從根領的凸起處找出主要根系走向，即為輸導組織發達的位置，如此可確保藥劑輸送較為迅速且不受阻礙。
接著使用電鑽鑽入木質部，要確定孔洞穿過樹皮層，深約2～5公分；再來置入插塞，其作用為增加孔洞與注射器針頭的密合度，避免藥劑外流；最後即可插入注射裝置進行注射作業。根據藥劑性質與樹種特性，注射過程可能需持續數十分鐘至數小時不等。
注射完成後，若插塞安裝正確，鑽孔會連同插塞隨樹皮自然癒合，一般在1年內可完全封閉，不會造成外觀損傷或結構性影響。此技術已廣泛應用於都市常見的病蟲害防治中，例如針對樟樹的樟白介殼蟲、刺桐的刺桐釉小蜂等危害性害蟲，皆證實具有良好防治效果。
儀器技術是輔助 專業知識才是根本
面對日益嚴峻的極端氣候和病蟲害挑戰，都市樹木的健康管理已從傳統的目視評估，邁向結合光達、傾斜感測器、應力波檢測儀、鑽孔阻抗儀等高科技儀器輔助的診斷與監測，以及透過樹木注射實現的環境友善病蟲害防治。
藉由這些高階儀器，樹木管理者能夠及早發現問題並進行治療，有效降低樹木倒塌的風險，並提升病蟲害防治效率，減少使用病蟲害防治藥劑。
然而，除了使用這些檢測儀器，要實現完整的樹木健康管理，更要仰賴專業的樹木保護知識。因此，林業及自然保育署與林試所這幾年致力於推動樹木保護專業人員培訓，希望給予相關從業人員正確的樹木保護知識與技術。以專業知識為核心，結合高階檢測儀器輔助，才能對樹木做正確的健康檢查與風險評估，進而打造更健康、安全、永續的都市環境。