樹作為基礎設施（下篇）
一個協助市政單位朝「韌性的都市林業管理」的開源模型
原始文章出自Dark Matter Labs (暗物質實驗室) Medium文章，經授權後翻譯發布。
本文是系列文章的下篇。在上篇，我們檢視為何市政單位難以達成植樹目標，並在本篇發展協助城市，朝向韌性的都市林業基礎建設轉型的提案
我們知道，為了達成越來越高的氣候變遷減緩與調適目標，我們得學著以完全不同的方式在城市裡生活，並以不同的方式設計城市。這代表我們必須重新思考街道型態、消費習慣、人類發展、經濟成長原則、以及我們與動植物的緊密關係。樹的存在先於人類，未來人類消失於地球後，樹也將繼續存在。我們已經與樹共同生存數個世紀，但如今，我們身處於高度加工的都市林業環境。在這裡，人類依據扭曲的經濟規則，以及實務操作上的需求，將樹「最佳化」。我們如何重新學會體認樹的真實價值，體認樹對生長茁壯的渴望，並主動與樹「合作」，為城市創造更好的未來？如何抽離現有的綠基礎建設採購、供應模型，藉此增強大自然的生產循環？就如人類學家Eduardo Kohn所寫的：「我們必須調和自身與樹的關係，才能以樹的方式與樹接觸、進入樹的邏輯、像樹一樣思考。」
我們的提案「樹作為基礎設施（Trees As Infrastructure，簡稱TAI）」，是一能幫助人們與「有生命的」都市森林共生的分散式模型。此模型幫助我們滋養行道樹，而非過份地要樹為損壞結構、人行道與設施負責；讓公園重新野化，而非過度「整理」公園，使其符合大眾對景觀有序、受控的期待；利用樹對人類健康的預防保健效益（preventative health benefits），使街坊更加宜居。這個提案包含多個機構典範轉移步驟。第一：匯集使綠基礎建設茁壯所需的財務資源；第二：發展全新的都市生態照顧維護方式；第三：監測並評估都市造林所帶來的環境、健康與社會效應。
接下來的篇幅中，我們第一：敘述「樹作為基礎設施」模型如何運作。第二：解釋模型內部的幾個結構元件 — 包含成果導向的微型合約、集體維護及數據監測方式。這些元件的存在，是分散式綠基礎設施成功的基礎。第三：展示模型在社會及治理面上，對未來發展韌性的都市森林的啟示。
森林基礎設施的新模型
雖然不少具野心的植樹計畫都由市政單位帶領，但最終，僅依靠市政單位，並不能成功創造都市森林。成功的綠基礎設施，如同許多政策規劃者所追求的整體成效（holistic outcomes）一般，需要所有形塑城市的行動者一齊投入、投資及照顧。包含社區與地主、公部門與私部門、新創公司與大型事業體。下方是一些角色的建議：
圖二內文中譯地主（左一）
地主（如市政單位、快速道路、大眾運輸公司、私有地主、開發商）提供發展綠基礎建設的土地。他們將維護土地的責任轉移出去，換取另類收入的機會，或是避免未來越來越多氣候變遷相關政策帶來的罰款。園藝工作者（左二）
主流公私營園藝維護單位，以及逐漸成長的公民社會，一起推進樹藝學知識體系，推動社區參與城市森林發展。這包含非營利組織、社會企業及在地團隊，他們因為各自的理由，暫時還沒將創意、能量與動力釋放於都市森林這領域。都市森林（中）
隨著感測、連結樹及周遭環境因子的科技逐漸變得精巧、可負擔且具洞察力，由無數喬木、土壤、灌木、矮灌木與動物組成的自然生態系，逐漸被視為行動者，而非被動的旁觀者或人類行為的客體。也因此我們將綠基礎建設，定位為「積極的與談者」（interlocutor）。受益者（右二）
掌握既有設施或財政資源。能從支持樹與生態的系統中，獲得額外收益的公部門或私人企業（例如運輸、自來水公司、地產開發者、衛生服務、以及市單位本身）。投資者（右一）
投資工具（私人資金、基金會、退休基金或其他資產管理公司），以資金支持「樹作為基礎設施」模型規模擴大極長及營運。並獲得固定、低風險的報酬（這可能同時包含專注於資金的「財務報酬」，以及同時包含社會、環境及財務，具備差異化風險偏好的「混合報酬」）。開發團隊（下）
為了將廣泛利害關係人與角色聚在一起，「樹作為基礎設施」此一提案，需要一個包含市政單位、資助者、其他專家等的核心夥伴團隊，才能驅動提案及其資金交集，推向城市與區域。
「樹作為基礎設施」此一提案，將目前分散的城市行動者連結在一個模型下，成為聯盟、互動及投資流，支持並維護都市森林。下列圖表說明模型所包含的機構及交互作用，其中各階段僅作為指示，依城市特定文化脈絡、型態及經濟視野而有所不同。
圖三內文中譯投資基金（左一）
- 獲得報酬
- 提供資金樹信託（左二上）
- 啟動合約開發團隊（左二下）
- 啟動投資工具及法律工具園藝工作者（中上）
- 種植、維護都市森林
- 接受資金三個「樹作為基礎設施」的核心構成要素（中）
- 微型合約
- 以自然的方式瞭解樹
- 樹聯網地主（中下）
- 提供土地使用權
- 獲得土地維護或其他效益受益者（右）
- 獲得效益
- 為成果付費
第零階段：準備
開發團隊建立「樹信託」作為獨立法律與財務工具，與各締約方簽署合約，並由多方取得資金（包含慈善機構、公部門資金、尋求財務收益或環境成效的私部門投資）
第一階段：啟動
開發團隊與受益者合作，鑑別可行的綠基礎設施計畫，並決定其成功指標。
利害關係人與樹信託建立一成果為導向的合約，並參與都市林業種植及維護（例如受益者承諾為他們未來自正面環境影響所獲取的財務或其他利益而付費；園藝工作者願意提供服務，種植最健康的都市森林）。
第二階段：發展
綠基礎設施計畫啟動。地主提供土地使用權。樹信託為園藝工作者提供資金，種植並維護樹木。
第三階段：評估
對新開發都市森林的整個生命週期進行監測，衡量其成功與否（例如樹冠層覆蓋度增加、土壤營養含量增加、生物多樣性增加、降低熱島效應…）。
受益者為成果付費（見下一段落）；樹信託將一部份來自受益者的款項，安排為投資者的固定收益，同時持續為園藝工作者提供資金；地主持續在他們的土地上獲得維護服務。
「樹作為基礎設施」的核心構成要素
「樹作為基礎設施」此一提案，是關於透過協議與價值分享交易，形成新的城市利害關係人互動方式，同時是關於自然城市的文化行為轉向。在這方面，樹作為基礎設施的不同核心構成要素，分別著重城市樹木與財政、官僚以及文化的關係。在接下來的段落，我們將解開樹作為基礎設施，這個模型，是如何 1) 接受資金並參與採購，2) 被維護及照顧，3) 被監測與評估。
1/ 將都市森林的「成果」寫入微型合約
借助智慧契約的幫助，受益者同意、並認知綠基礎建設將降低他們的營運成本。舉例來說：自來水及污水事業，可預見未來下水道維修成本，將因為尖峰水流量減少而將低，下水道溢流罰款支出也將因為城市林業帶來的保水能力而有所下降；商業大樓可降低空調支出。另一方面，園藝工作者依據執行都市林業「再野化（rewilding）」計畫的成果簽訂合約，公共衛生系統可以預期民眾可能藉由社會處方箋（social prescribing）等管道，參與植樹，因而降低心理衛生支出。因此，「樹作為基礎設施模型」裡的合約，有兩種主要的特質（1）促成多邊協議 （2）以成果為基礎。
首先，多對多的合約是關鍵，因為沒有單一利害關係人擁有足夠的資金，足以支持永續都市森林轉型。針對美國華盛頓環境影響力債卷（Environmental Impact Bond）的研究指出，當綠基礎建設由單一受益者推動時，會顯著提升計畫的環境及財務風險，對當地政府及居民造成損害（例如未知的維護策略、增加水費）。另一方面，由非營利組織Blue Forest所推動的韌性森林債卷（Forest Resilience Bond），將與森林發展、管理相關的資本與誘因結合起來，進而籌募資金。這些資本與誘因，來自直接參與森林開發、管理的各方利害關係人，例如林業管理單位、公營水電公司、飲料公司等。「樹作為基礎設施」此一模型，也以類似的方式，依靠多方受益人參與，來確保有足夠的資金。
圖四內文中譯第一列
- 左：社區診所。
- 中：水資源公司。
- 右：商業不動產開發公司。第二列
- 左：增加空氣品質，降低氣喘相關支出（例如6億6千6百萬英鎊處方支出，1億6千萬英鎊門診支出）。
- 中：每棵樹周圍，預留每個25平方公尺未覆蓋柏油或行道磚，供樹生長的樹穴（treepit）空間，每年可以降低150英鎊的淨水費用。
- 右：經過妥善排列的樹，可以降低辦公室電費支出18%。第三列
- 左：成熟的樹，最高可降低附近懸浮微粒24%。
- 中：樹覆蓋率每增加5%，可降低暴雨逕流2%。
- 右：策略性的排列、選擇綠基礎建設，可降低都市熱島效應，使空氣降溫2到8度。底部圖（順時針）
- 成熟的樹
- 5%城市樹覆蓋率
- 增加40%樹冠層覆蓋率
- 一整排的樹
- 樹種：針葉木
- 永續排水系統，包含25平方公尺的未覆蓋，供樹生長的樹穴空間。
其次，這些多邊契約是立基於綠基礎建設計畫的成果之上。現行將樹視為「產品」或是將樹視為「支出」的作法，都無法提升都市植樹目標，籌措足夠經費。上面提到的幾個例子已經說明，我們如何將都市森林作為「成果提供者」進行投資，並將都市森林對生態系及社會帶來的正向影響納入考量。當然，這些成果複雜且相互關聯。然而近年利用模型，預測複雜系統帶來預想成果所需的變量及條件的技術，已經有了不少進展（例如Climate Change AI這類數據導向的代理氣候模型）。感測及模型系統系統的快速發展，使利害關係人能圍繞樹所帶來的共享成果，調整任務與行動，使都市森林發展繁盛。
如果都市森林是成果的提供者，那我們便該改變城市中樹木的核算方式。目前城市裡的樹木，在資產負債表上，大多被計算為支出。我們要如何改變既有的做法，讓樹成為資產？樹所帶來的效益並不專屬於特定利害關係人，而是影響我們許多人。把樹視作為公共資產的做法，類似於加拿大英屬哥倫比亞的吉布森鎮（city of Gibson），將地下含水層列入資產負債表（如此城市便能以灰色基礎建設取代含水層的成本，估算含水層的價值）。動態資產評估，可以幫助我們將樹的價值，分攤至數個共享基礎設施成果的財務受益人。隨著城市森林成長，樹木帶來的環境效益增加，提升樹作為資產的價值 — 畢竟我們已經知道，城市森林帶來的效益隨時間指數成長，而非線性成長。同樣的，極端天氣這類不可預期的衝擊，也可能打亂綠基礎建設的收益，降低樹作為資產的價值。若將這類因子與城市森林的產出一併考慮，我們就可以計算城市森林的未來推估。這使我們能夠 (a) 以更多資訊為基礎，做出發展都市森林的決策（如圖5）(b)理解受益人與投資者支持綠基礎建設的經濟誘因。
2/ 透過「以自然的方式理解樹」，達成分散式生命維護
如果在我們的城市裡發展都市林業，需要進行大規模的轉型以容納並培育綠色空間，那麼僅依靠財務誘因，是不足夠的。未來還需要大的文化轉型，一種新的、共享的態度，嵌入於都市林業實踐中，以此增進人與樹之間的友好、樹狀、網狀或是寄生關係。若我們想要在城市裡與越來越多樹一起生活，照顧綠基礎建設、並從綠基礎建設身上獲得助益/禮物，需要成為我們交流的中心。畢竟樹需要數個世代的時間成長，而我們每個人都與樹的茁壯有關，我們要一種跨世代與樹建立關係的倫理。我們必須為集體智慧、意義建構、甚至是同理心創造條件，而不是將樹木維護交給中心化的技術官僚，交由「別人」代勞。
這看似有些抽象，但我們已經可以看到，其中不少行動已經成為實踐。在墨爾本樹木郵件行動期間，上千個市民將情書寫給他們在城市裡深愛的樹，這個活動的成功，源自於市政府製作了一個開放平台，給予城市裏每一棵樹各自獨特的識別號碼。哥本哈根的街道，近期將要提供空間給果樹，讓果樹將居民與當地植被重新連結。法國巴黎「種植許可（permis de végétaliser）」計畫，將照顧分散式綠基礎建設的能力釋放於城市裡；英國Todmorden鎮的「一個可以吃的小鎮（Incredible Edible，直譯神奇可食）」計畫，則是藉由大量公民參與（可食）綠基礎建設，促成當地可觀的改變。這些例子告訴我們，社區植樹不只為了達成政策目標，也可能是為了與生態系建立新的關係。
創意與科技，可以使我們在上面的基礎上更進一步。假設果樹可以主動邀請，把果實當作禮物送給別人？或著假設缺水或受疾病感染的樹，能發送訊息給人類，請求額外照顧？「樹作為基礎建設」提倡建立這類目前技術已經可行的的溝通管道。目前自然語言理解（Natural Language Understanding ）演算法，已經進步到能利用文字、聲音、影像辨識人的情緒與心理狀態。同樣的，我們也能發展一組「自然樹理解（Natural Tree Understanding）」演算法，翻譯我們從感測器接受到的資訊翻譯，促進人與樹建立有趣的連結。
3 / 利用「樹聯網」監視並評估成效
這場針對城市地景的大規模再造，將不是建立一連續性的大型基礎設施，而是由數個微型城市森林區域所組成的網絡 — 私人花園、去鋪面（depaved）的人行道、綠屋頂、公園、重新設計的廣場、還有被忽略的土地…這些區域集合起來，將會成為一分散且效能遞增的基礎設施，調和我們城市的氣候。每一個區域，都具備不同的棲地與型態。而迅速發展的軟體與科技工具，正好能夠定位、監測並評估這些多樣化的區域。「樹作為基礎建設」提倡運用這些科技，建立「樹聯網」作為分散式綠基礎建設的數位展現（digital representation）。利用不同科技，分析不同的資料組。舉例而言：遙測系統可以一次從多個多個產權難分的微小森林區域蒐集資訊。利用具地理定位功能的感測器與生物感應器，將當地環境資訊與每顆樹的微氣候結合，處理樹的健康與周遭環境的關係（從土壤、空氣品質到生物多樣性），從而處理樹產生的生態助益的潛能。
又一次，上述提及的不少元件都是現成的。笛卡爾實驗室（Descartes Labs）已經發展了一套模型，能利用衛星影像在城市中辨認樹冠。這對市政府有很大的幫助，比起傳統年度樹木普查，更快能夠找到有問題的區域。臺灣的公民科技團隊—台灣好植地，已經在Google地圖上標定1500個潛在植樹位置，計劃協調地主利用這些空地發展綠基礎設施，並將這些資訊公開以支持倡議團體。Hise Scientific Instrumentation公司已經發展了一套價格可負擔的樹徑測量儀（一個安裝於樹幹上的彈簧，能夠感測環境中的微小變化，以無線方式向一個名為EcoSensor Network的雲端平台回報），讓科學家與學生可以即時監控樹的健康、預測成長速度以及固碳能力。一間叫做Treevia的林業設備公司，則是發展了另一種叫做SmartForest的感測器，其中一個功能，是能在樹受感染和害蟲攻擊的早期階段便有效偵測。美國林務局與數個合作者共同開發一套叫做I-Tree的開源城市森林管理套裝軟體。其中一個叫做I-Tree Hydro+的應用程式，是一個就算不是專家也能使用的獨立軟體，可用來模擬都市植被對水文的潛在影響（例如溪流量與水質）。
「樹聯網」的興起與重要性，在於促使不同利害關係人對綠基礎建設的深入理解，隨著科技進步取得、管理及分享數據的成本，則可能大幅降低。我們必須建立一個開放的數位基礎設施，以確保資訊開放、可取得、能被理解，以支持現正進行，由各行動者推動的公民參與及創新。只有如此，我們才能看見大眾參與、關心社會文化運動，取得為行動建立堅實證據基礎所需的大量數據。
對廣義再生型發展（Regenerative Scaling）的啟示
一種共有財迴圈（Commons In The Loop）的新社會契約
正如美國著名經濟學家Garret Hardin 於1968年所描繪的，我們正處於一個「資源共享的系統中。其中每一個使用者，皆依據自身利益行動獨自行事，耗盡或破壞共享的資源，其行為有違公共利益。」現在，我們的公有地正受到忽略、剝削以及誤用。「樹作為基礎建設」此一提案，正是一個例子，說明我們如何利用一連串的技術及機構轉變，處理目前殘破的社會契約，改變金流、改變利害關係人之間的關係、也改變城市居住文化。
這裡還有一個更大的問題：隨著技術不斷改變，我們現有的治理機制也逐漸變成演算法。這有可能進一步擴大黑箱社會（Black Box Society）的風險，並隨著知識與城市行動力被私有化，而失去對共有財的掌控。Iyad Rahwan曾經提出「社會迴圈（Society In The Loop, SITL）」的概念，將整個社會的判斷，鑲嵌入演算法社會治理的結果中。社會迴圈利用人工智慧系統，支持政府與人民互動，「將受人工智慧影響的利害關係人，他們各自的價值」，協調成為一個基於演算法的社會契約。這種做法，為我們未來超越人類中心的做法，開了一扇窗。有沒有可能，科技使我們能將人類以及樹的意願，都鑲嵌進演算法治理之中？這種「共有財迴圈（Commons in the loop）」的做法，或許能使我們將身邊生態系的狀態，鑲嵌進基於演算法的社會及治理契約。
下一步是什麼？
這個部落格，概述了一系列相互連結的技術 — 法規 — 會計轉型提案，用以加快多重利害關係人，在增加綠基礎建設投資（及維護）等方面發揮作用的能力。提案中每一個相互連結的元素，都可以在特定城市脈絡及挑戰下，進一步測試發展。我們正在進一步發展這個綠基礎建設提案的內涵，磨練發展「樹作為基礎設施」所需的機構及行政典範轉移。舉例來說，我們將會進一步發展用在人行道去鋪面以及城市樹冠覆蓋度上的多邊微型智慧契約原型，並將其連結至基於成果的投資模式上，用於多種尺度的城市森林。這些實驗的目的是改善我們長久理解、核算城市森林、並將城市森林寫進合約的方式。如此一來，我們便能在世界逐漸理解樹對城市繁榮興盛的重要性的年代，從基礎開始重新思考人類與樹如何共同繁榮。
歡迎城市與我們保持聯絡，參與，並成為綠色轉型的一部份。
感謝Andrew Gregson、Ban Yuan Chang、Ben Connor、Camilla Pandolfi、Carys Boyle、Dale Mortimer、George Collum、James Dalrymple、Jim Smith、Kate Raworth、Keith Sacre、Kieron Doick、Lorenzo Fass、Marina Chang、Mary Stevens、Mathias Disney、Michelle Zucker、Naho Iguchi、Roger Barrowcliffe、Zoe Christo等人，以工作坊、訪談、非正式訪談的形式，幫助我們發展「樹作為基礎建設」。
「樹作為基礎設施」是暗物質實驗室現正進行的多項實驗之一。受歐盟氣候知識與創新組織（EIT Climate-KIC）支持。若您有興趣參與，或想進一步了解，請讓我們知道 @Dark MatterLabs。
本文由暗物質實驗室的「樹團隊」共同完成：Aaron Gillett、Bulent Ozel、Carlotta Conte、Indy Johar、Joost Beunderman、Konstantina Koulouri、Oguzhan Yayla、Fang-Jui Chang。
中文翻譯：王順德（Shun-Te Wang）。中文校稿：張芳睿（Fang-Jui Chang）。
參考資料
圖1/ 透過墨爾本都市森林視覺化平台寄給樹的的電子郵件。背景圖片取自：Cecile Benoist and Charlotte Gastaut. “Un Arbre une histoire”. ACTES SUD junior.
圖4/一份多邊協議，使我們能計算都市森林網絡為每個受益人提供的特定生態系和社會效益，並為受益人省下多少營運成本。事實上，長期成本效益分析結果，會隨者受益人而有所不同。舉例而言，圖中社區診所和商業不動產開發公司，都能享受行道樹冷卻效應，省下空調開銷。但樹帶來的冷卻效果，會因建築位置而有所差異。另一方面，社區診所還會因行道樹降低空氣中懸浮微粒濃度而受益，其省下的成本，又與醫療規模、病人類型相關聯。
圖四數據來源：
(a) 一顆成熟的樹附近，可降低周遭懸浮微粒濃度達24%。
(b) 每天至少有270個人因為氣喘而被送進醫院。英國每年用於氣喘的醫療支出為11億英鎊。其中每年處方費用超過6.66億英鎊。其他成本包含社區醫生諮詢費1.6億英鎊，殘疾索賠1.43億英鎊，以及醫院照護1.37億英鎊。
(c) 樹冠覆蓋度每增加5%，可降低暴雨水逕流2%。
(d) 植物蒸散作用（水從植物根部移動到葉子，並經由氣孔蒸發進入環境）速率隨物種而有所不同。針葉樹可將約10%-12%的降水量蒸散至大氣，落葉喬木則可高達25%。
(e) 在倫敦，每棵周圍預留每個25平方公尺的未覆蓋柏油或行道磚空間的行道樹，可以捕捉倫敦26英寸的年雨量。目前泰晤士水務公司每年花在集水的費用1.5便士/每立方公尺。換算起來，每棵樹帶來的集水效益約為每年150英鎊。
(f) 以資訊為基礎選擇樹種建立植樹策略，加上綠基礎設施，可降低都市熱島效應，並冷卻氣溫2°C到8°C。
(g) 研究顯示，樹冠覆蓋度增加以及降溫效果增加的關聯性並非線性。降溫效果在樹冠覆蓋度超過40%後達到最高。
(h) 若經過妥善安排，一整列的行道樹，可為辦公建築帶來18%的節能效益，並增進行人舒適度。
圖6/ 數位帳本插畫示意圖。綠基礎建設案例的資訊參考大倫敦政府發布的城市去鋪面手冊。未來成本以非線性假設模型估算，該模型靈感源自一篇最近的發布的永續土地管理研究。雖然在初期支出會超過收益，但長期來看，對個人、社區、地球帶來的效益，卻會指數性的增加。
圖8/紐約市公園委員會所製作的「Stills of Street Tree」電視廣告劇照。移動的圖片搭配音樂及字幕「嗨，你有看過樹幫自己澆水嗎？逃離野狗？跳過摩托車？尋求幫助？沒有嘛，樹需要你的幫助。」(Avery Architectural & Fine Arts Library, Columbia University/New Yorkers for Parks) 摘自：Sonja Dümpelmann. “Seeing Trees”. Apple Books.
圖10/ 示意圖靈感來自Ego to Eco meme。
