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Jun 15, 2023

Características de peligro potencial de árboles con huecos, cavidades y cuerpos fructíferos que crecen a lo largo de rutas peatonales

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 21417 (2022) Cita este artículo 1318 Accesos Detalles de métricas Este artículo ha sido actualizado Este artículo es un estudio de evaluación de riesgos de árboles con

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 21417 (2022) Citar este artículo

1318 Accesos

Detalles de métricas

Este artículo ha sido actualizado

Este artículo es un estudio de evaluación de riesgos de árboles con huecos, cavidades y cuerpos fructíferos para la mejora de la gestión y protección del arbolado urbano que crece a lo largo de vías peatonales. Se examinaron 317 árboles utilizando clases de riesgo TRAQ, metodología VTA e ISA BMP, clasificación de vitalidad de Roloff y tomografía sónica (SoT) durante la primavera y el verano de 2021. Los datos recopilados se analizaron mediante la prueba H de Kruskal-Wallis, la prueba múltiple de Dunn. prueba de comparación, la comparación por pares de proporciones con corrección de Holm, la prueba de U-Manna-Whitney y la prueba exacta de Fisher. Los árboles analizados crecen junto a senderos públicos y aceras en el centro de Zakopane, Polonia. Los resultados del estudio indican que se considera que los huecos de los troncos de los árboles no tienen efectos adversos sobre la vitalidad de un árbol cuando se evalúan utilizando métodos visuales y se considera que tienen un efecto limitado sobre la vitalidad estimada con SoT. Aunque la mayoría de los árboles de riesgo alto y moderado, según SoT (88% y 80%, respectivamente), tenían huecos, dichos árboles eran una pequeña fracción de los 171 árboles con huecos, cavidades y/o cuerpos fructíferos, 2,3% y 8,8%. , respectivamente. Por lo tanto, la decisión de eliminar un árbol debe basarse en el asesoramiento de un arbolista profesional, respaldado por tomografía sónica (SoT) o métodos objetivos similares.

El arbolado urbano es un elemento esencial en los contextos urbanos1,2. El espacio limitado para plantar afecta la vitalidad de los árboles3. Los árboles plantados a lo largo de senderos peatonales son el medio más accesible para que los residentes urbanos accedan a la naturaleza4,5. Los árboles urbanos proporcionan diversos servicios ecosistémicos basados ​​en los árboles, que van desde ayudar a mitigar el cambio climático y proteger la biodiversidad hasta mitigar la contaminación y reducir el ruido6,7, además de garantizar el bienestar general de los residentes, especialmente en crisis5,8. A medida que un árbol envejece, desempeña un papel cada vez más importante en la conservación de la biodiversidad, incluidos los árboles con cavidades o huecos denominados "árboles de porte hueco" o "árboles de hábitat"9,10. Además de proporcionar beneficios significativos a las aves11, los mamíferos (p. ej., ardillas rojas), musgos, líquenes, hongos12, insectos saproxílicos13 y murciélagos en áreas marginales14, los árboles viejos aseguran la diversidad del ecosistema en regiones de difícil acceso15,16.

El hábitat en el que crece un árbol afecta su longevidad. En áreas con espacio de plantación limitado y presiones antropogénicas (compactación del suelo, salinidad, daños mecánicos), los árboles de las calles urbanas pueden exhibir características de etapas de vida avanzadas antes que los árboles que crecen en parques urbanos o bosques urbanos17. Las difíciles condiciones del hábitat también son motivo de signos de envejecimiento prematuro de los árboles (incluidos huecos y cavidades). La descomposición del tronco, en forma de cavidad, es una característica típica de los árboles viejos18,19, pero pocos árboles de la calle alcanzan esta edad20,21. Como los árboles que bordean las calles están expuestos a condiciones más extremas que los árboles ubicados a lo largo de las aceras en los parques urbanos22,23, existe un mayor riesgo de que desarrollen caries debido a su ubicación sensible.

Las ubicaciones a lo largo de senderos peatonales con distintos grados de cobertura y ocupación de árboles6 reducen el nivel de seguridad percibido por los residentes urbanos24. El potencial de falla se aplica, en algún nivel, a todos los árboles25,26 y depende de varios factores, incluida la salud del árbol27, la presencia de descomposición28,29,30,31,32 y el historial de mantenimiento33,34,35. Un mantenimiento inadecuado, como una poda intensa, puede provocar no sólo una disminución de la capacidad de la copa de los árboles, sino también la exposición a infecciones fúngicas, muerte regresiva y un mayor riesgo de fracaso en árboles maduros35,36,37,38.

Como los propietarios de tierras, incluidas las autoridades locales, son responsables de la seguridad de los usuarios, los gestores de carreteras se enfrentan al problema de la gestión de riesgos en zonas especialmente vulnerables al borde de las carreteras39,40. Los problemas importantes asociados con el mantenimiento y la gestión de los árboles urbanos cubren los costos de reparación y seguridad de los residentes relacionados con la infraestructura y los activos dañados o los riesgos para la vida y la salud humana causados ​​por los árboles de las calles41,42,43. La compensación puede representar un porcentaje significativo del gasto anual en mantenimiento de los árboles41. Para evitar roturas por fallas de resistencia o daños causados ​​por descomposición, los municipios utilizan diversas técnicas para detectar defectos estructurales en los árboles40,43.

La evaluación del riesgo de los árboles apoya el proceso de correcta gestión del arbolado urbano. La evaluación de riesgos de árboles cubre la identificación, análisis y evaluación del riesgo de (1) potencial de falla (la probabilidad de que todo o parte del árbol falle), (2) probabilidad de impacto (la probabilidad de que un objeto o persona esté presente o sea golpeado) , (3) las consecuencias del fracaso (es decir, lesiones personales, daños a la propiedad o interrupción de servicios/actividades)44,45,46,47. Un arbolista experimentado suele utilizar métodos de evaluación visual como prueba fiable del potencial de peligro para los árboles8,48,49. Los métodos de evaluación de árboles de riesgo más utilizados son: ISA Tree Risk Assessment Qualification (TRAQ)50, ISA/M&C51, ISA/BMP46,51, Quantified Tree Risk Assessment (QTRA)52; “Amenazas para los árboles: Sistema de evaluación y tratamiento de riesgos” (AMENAZAS)53; Evaluación visual de árboles (VTA)44, “Una guía para identificar, evaluar y gestionar árboles peligrosos en sitios recreativos desarrollados del norte de las Montañas Rocosas y el oeste entre montañas” y la “Guía para el manejo de árboles peligrosos” promovida por el USDA54,55, difieren en términos de cómo ponderan cada factor de riesgo subyacente y los defectos de los árboles; y cómo se combinan los distintos componentes en una determinación final del riesgo51,57. La capacitación disponible para los arbolistas influye en el método de evaluación elegido y, si bien TRAQ se aplica comúnmente en América del Norte58, QTRA se utiliza en el Reino Unido, Australia y Nueva Zelanda56,60.

Sin embargo, estos métodos a menudo no logran convencer a los tomadores de decisiones privados y gubernamentales del fracaso de los árboles bajos, especialmente cuando los troncos tienen un hueco16. Tres pruebas técnicas avanzadas comúnmente utilizadas apoyan el proceso de decisión de remoción de árboles: el taladro de registro de resistencia37,61 y la tomografía sónica (SoT)57,58 se utilizan para evaluar la pudrición del tallo y una prueba de extracción59,60 para analizar el sistema de raíces y mediciones cuantitativas de evaluación del riesgo de los árboles (es decir, la ocupación prevista del sitio, el tamaño de un árbol o una parte del árbol). Sin embargo, la decisión sobre la salud del árbol depende del juicio del evaluador25,52. Hay evidencia que sugiere que dependiendo de los antecedentes del evaluador de árboles (es decir, si tiene hijos61, si el árbol representa una amenaza directa para los peatones o si el evaluador ha completado una capacitación especializada en medición de la salud de los árboles y tiene credenciales de la industria)62 el riesgo la percepción puede diferir. El riesgo percibido por el evaluador puede no correlacionarse con la salud del árbol45,63. Las percepciones subjetivas de las personas suelen jugar un papel decisivo a la hora de decidir si se debe eliminar un árbol con signos visibles de caries y/o infestación por hongos, más que la evidencia científica o las recomendaciones de expertos7.

Los huecos, cavidades y hongos en troncos o ramas a menudo generan preocupación sobre posibles riesgos de seguridad para el público y la infraestructura (ramas que caen; árboles arrancados de raíz o derribados por el viento)64,65,66. Además, la descomposición de los árboles en pie es un importante problema de seguridad67, ya que el tronco, las ramas o las raíces pueden debilitarse, aumentando el riesgo de falla estructural. Por lo tanto, los árboles huecos son particularmente vulnerables a la eliminación en paisajes urbanos68,69. En términos estéticos, generalmente se aceptan árboles con características de envejecimiento7,70. Sin embargo, las medidas preventivas municipales para la seguridad de peatones y vehículos a menudo significan que los árboles viejos se reemplazan por otros más jóvenes, especialmente a lo largo de las aceras71.

Sin embargo, hay pruebas de que incluso un árbol seguro puede ser casi completamente hueco72. Un hueco más grande no es una razón automática para la tala. El riesgo de rotura de ramas es similar en los árboles huecos que en los que no los tienen.72. El desarrollo de la descomposición depende de la influencia de tres factores que afectan la interacción entre el huésped (árbol) y el hongo de descomposición: la carga de esporas del hongo, el medio ambiente (condiciones de crecimiento microbiano) y la susceptibilidad de los tejidos, que son influenciado por la vitalidad del árbol, entre otros factores73. Las decisiones de gestión adecuadas deben distinguir entre pudrición peligrosa y pudrición sin implicaciones para la seguridad, especialmente para árboles urbanos valiosos.

Aunque varios investigadores han publicado resultados sobre las propiedades de los materiales (por ejemplo, resistencia a la compresión y módulo de Young), hay muy pocos análisis para verificar el uso de SoT en árboles huecos en áreas urbanas. Es importante saber si los árboles huecos plantados a lo largo de senderos a través de parques y a lo largo de calles son tan peligrosos como el riesgo percibido y si la presencia de caries y/u hongos que causan temores relacionados con riesgos potenciales para la seguridad deben considerarse como razones para la remoción de árboles. decisiones. Por tanto, el principal objetivo de este estudio es aumentar el conocimiento sobre el riesgo que suponen los árboles huecos en las calles. Además, los resultados llenarán un vacío de investigación sobre la presencia de árboles huecos en contextos urbanos ubicados a lo largo de senderos a través de parques y senderos a lo largo de calles como lugares de posibles períodos de alta ocupación.

El proyecto de investigación presentado aquí se estableció para mejorar la gestión y protección de árboles urbanos con huecos u hongos fructíferos en Zakopane, Polonia. Se llevó a cabo para ayudar a las autoridades a eliminar árboles potencialmente peligrosos ubicados a lo largo de senderos principales en parques seleccionados y a lo largo de senderos seleccionados en calles principales. La inspección de árboles de 2021 consistió en una evaluación visual de los árboles respaldada por un estudio tomográfico sónico de las especies de árboles urbanos más comunes en Zakopane. La evaluación de riesgos se realizó como un estudio de caso. El municipio de Zakopane financió el estudio como parte del seguimiento y evaluación periódicos de los árboles. Por lo tanto, el alcance del estudio (senderos a través de parques y senderos a lo largo de calles) se determinó a petición del municipio de Zakopane.

Los árboles seleccionados para el estudio se encontraban entre los árboles de mayor riesgo: árboles que crecían a lo largo de senderos a través de dos parques y senderos a lo largo de calles principales seleccionadas en el centro de Zakopane, Polonia. Para el estudio se seleccionaron las calles más utilizadas y los senderos del parque alineados con árboles. Como la investigación se centró en los árboles de las calles urbanas, el objetivo (probabilidad de impacto) se ha determinado como constante. La tasa de ocupación, la zona objetivo en relación con el árbol o la parte del árbol y las consecuencias, considerando el objetivo, el tamaño de la parte, la distancia de caída y la protección del objetivo, fueron la base para determinar el riesgo de daño.

La ubicación exacta de los árboles estudiados se puede ver en la Fig. 1. Los ejemplos elegidos de árboles estudiados se ilustran en la Fig. 2. Los datos se recopilaron en la primavera y el verano de 2021. La base de datos contenía 326 árboles. De estos árboles se seleccionaron 317 individuos para un análisis completo. La muestra incluyó 23 especies de árboles, 234 árboles que crecían a lo largo de las calles, 83 a lo largo de los senderos y 171 con huecos visibles.

Ubicación de todos los árboles estudiados (Fuente: Elaboración propia).

Vistas de los árboles estudiados (Fuente: Marzena Suchocka).

El término “árboles que crecen a lo largo de las aceras” cubre los árboles ubicados a lo largo de las aceras junto a las carreteras74. En estas localidades existe una mayor antropopresión por parte del tránsito vehicular sobre el sistema radicular de los árboles. El término “árboles que crecen a lo largo de senderos” cubre solo los árboles ubicados a lo largo de los senderos en los parques74. En la Tabla 1 se muestra una lista detallada de las especies de árboles incluidas en el estudio.

Nuestra investigación cubrió observaciones de estudios de campo y mediciones no invasivas de árboles sin recolectar material vegetal. Por lo tanto, de conformidad con la Declaración de Política de la UICN sobre Investigación de Especies en Riesgo de Extinción y la Convención sobre el Comercio de Especies Amenazadas de Fauna y Flora Silvestres, no se necesitaban permisos.

La evaluación de los árboles se llevó a cabo en cooperación con la ciudad como parte de las actividades de mantenimiento de árboles de la ciudad. Cada árbol fue evaluado según la clasificación visual de Roloff (2015) y con base en la vitalidad de las porciones distales de la copa75. La clasificación de Roloff, como evaluación visual de la vitalidad del árbol, se utilizó al evaluar la estructura de la copa sobre el suelo (estado visible y fisiológico de la arquitectura de las ramas). La clasificación de Roloff tiene como objetivo determinar/evaluar el vigor y la vitalidad de los árboles utilizando las hojas, es decir, la transparencia de la copa, por patrón de ramificación75. Los árboles se clasificaron en cuatro grupos: R0' Exploración' Árboles en fase de crecimiento intenso de los brotes, R1' Degeneración': Árboles con un crecimiento de los brotes ligeramente retrasado, R2' Estancamiento': Árboles con un crecimiento de los brotes visiblemente retrasado, R3' Resignación': Árboles sin posibilidad de regeneración y sin retorno a la segunda clase.

Teniendo en cuenta la disponibilidad e idoneidad de las necesidades del estudio76, los métodos seleccionados incluyeron una combinación de VTA, ISA/BMP y TRAQ77,78. Primero decidimos utilizar el enfoque VTA e ISA/BMP y buscar defectos notables mientras examinamos la vitalidad general del árbol. Posteriormente se llevó a cabo un examen más exhaustivo de los defectos25. Considerando el número total de árboles en nuestra muestra de estudio y la posibilidad de realizar cálculos, aplicamos cuatro clases de riesgo adaptadas del sistema TRAQ46 y utilizamos la metodología VTA e ISA BMP. Los árboles estudiados se clasificaron en las siguientes clases: bajo (A), moderado (B), alto (C) y extremo (D)49. La decisión sobre en qué nivel de riesgo colocar un árbol dependía del conocimiento experto y de la experiencia de los evaluadores61.

Cada árbol se examinó mediante tomografía sónica (SoT) a dos alturas: aproximadamente 30 cm y 200 cm desde el nivel del suelo. Se creó un mapa digital de densidad de la madera (tomograma) de los tallos de los árboles vivos (Ver: “Apéndice 2”). Después de ingresar datos adicionales, se determinó la resistencia a la rotura mecánica del árbol en el nivel SoT. Se establecieron los siguientes umbrales para la resistencia a la fractura: resistencia a la fractura (151% y más), resistencia a la fractura moderada (101-150%) y resistencia sin fractura (0-100%). El resultado de la tomografía puede no ser confiable debido a daños y defectos en la estructura del árbol (troncos fusionados, grietas por heladas y corteza incluida). Cada resultado de la prueba se verificó mediante inspección visual y aquellos con resultados poco confiables fueron excluidos de investigaciones adicionales61.

Las principales preguntas de la investigación fueron: ¿Son los árboles huecos de las calles más susceptibles a fallar el tronco? ¿Las cavidades en un tronco afectan la vitalidad de los árboles evaluada visualmente? ¿Hay especies de árboles que suponen un mayor riesgo al estar huecos? ¿Es la descomposición medida por SoT un indicador fiable a la hora de comprobar la integridad estructural de un árbol?

Se utilizaron los siguientes métodos estadísticos para analizar los datos: correlación de rangos de Spearman, prueba U de Mann-Whitney, prueba H de Kruskal-Wallis, prueba de comparación múltiple de Dunn, comparación por pares de proporciones con corrección de Holm, prueba exacta de Fisher, prueba de independencia de chi-cuadrado y regresión lineal ponderada. Se utilizaron pruebas no paramétricas debido al pequeño tamaño de la muestra.

Para los análisis estadísticos se formaron clases de vitalidad de árboles y clases de riesgo TRAQ. Las clases de riesgo se dividieron en tres grupos: A (riesgo bajo), B (riesgo moderado), C + D (riesgo alto y riesgo extremo). Hubo una muestra baja del grupo D; por lo tanto, para obtener datos más equilibrados (A—136, B—113, C—59, D—9), fusionamos los grupos C y D para realizar la prueba de Fisher. Considerando el potencial de períodos de alta ocupación en nuestra área de estudio [dependiendo de una variedad de factores (es decir, hora del día, día de la semana, clima, etc.)], esas clases potencialmente plantean las consecuencias más graves y comparten algunas similitudes. siendo las dos clases de mayor riesgo. La vitalidad del árbol se dividió en los siguientes grupos: 0 + 0/1: mejor vitalidad, 1 + /2: vitalidad moderada y 2 + 2/3 + 3: vitalidad más débil. Los análisis se realizaron utilizando el programa R versión 4.1.179.

El primer cálculo se realizó para todo el conjunto de datos. El estudio utilizó dos métodos de clasificación visual de árboles: la clasificación de riesgo de árboles y de Roloff. Los resultados de los dos métodos se correlacionaron mediante el coeficiente de correlación de Spearman de 0,46 y la prueba de independencia de chi-cuadrado (Tabla 2), con un valor de p < 0,0001. La Tabla 2 muestra que la clase de riesgo A (bajo) se asocia principalmente con la mejor clase de vitalidad del árbol según la clasificación de Roloff (0, 1 y 1/2). Sólo el 4% de estos árboles se encuentran en las etapas 2-3. La clase B (riesgo moderado) se observa con mayor frecuencia (55% de los árboles de clase B) en árboles con vitalidad de copa entre 1 y 2. Sólo el 10% de los árboles de alto y extremo riesgo (C y D) se encontraron entre los árboles con mejor vitalidad (clases 1 y 2 de Roloff).

No se encontró una relación estadísticamente significativa entre la clase de riesgo de los árboles/clase de Roloff y los huecos de los árboles o los resultados de SoT; ver Tablas 3 y 4. El único indicador de vitalidad de los árboles relacionado significativamente con la presencia de caries es la tomografía sónica (Tabla 4). Aunque la muestra de árboles que presentan un riesgo moderado a alto según SoT es muy pequeña (17 y 5 árboles, respectivamente), la mayoría (15 y 4, correspondientes al 88% y 80%, respectivamente) presentaron cavidades. Vale la pena señalar que estos árboles representan sólo una pequeña fracción de los 171 árboles con huecos visibles (2,3% y 8,8%, respectivamente). Finalmente, como se ve en la Fig. 3, los resultados de SoT no estaban relacionados con las clases de riesgo de los árboles ni con las clases de Roloff.

(Fuente: Elaborado por los Autores).

La relación entre el tamaño de los árboles (ancho de copa, circunferencia), ubicación de los árboles (vías a lo largo de las calles, senderos principales en el parque) y los resultados de la tomografía. Se agregó la línea de regresión ponderada para cada especie. No se trazó la línea para Larix decidua porque la dependencia no era significativa.

Los árboles que contenían cavidades o que representaban un riesgo de moderado a alto eran más comunes en los senderos del parque que en las calles (Tablas 3 y 4). En la Tabla 4 se puede encontrar una probabilidad de descomposición de árboles que representan un riesgo alto o moderado para el SoT por especie.

La recopilación de datos sobre árboles en Zakopane estuvo limitada por la cantidad de árboles de cada especie que crecen en el área de estudio. Como se muestra en la Tabla 1, la mayoría de las 23 especies estuvieron representadas por uno a tres especímenes. Se realizó un análisis más detallado de más de 20 muestras de cuatro especies (Acer pseudoplatanus L., Fagus sylvatica L., Fraxinus excelsior L., Larix decidua Mill.). Estas especies representaron el 83% de todos los árboles estudiados. Sus ejemplos se ilustran en la Fig. 2. Las diferencias entre los árboles de muestra de las cuatro especies se muestran en la Tabla 5.

Las especies seleccionadas diferían en la circunferencia promedio (medida a una altura de 1,3 m) y el ancho de la copa. Según la distribución de datos determinada por el análisis de la prueba H de Kruskal-Wallis, F. sylvatica tuvo la mayor circunferencia del tronco y ancho de la copa. Las otras especies no difirieron en el ancho de la copa en contraste con la distribución de su circunferencia. F. excelsior tenía una circunferencia de tallo promedio grande, A. pseudoplatanus tenía una circunferencia mediana y L. decidua tenía una circunferencia pequeña. Además, las cuatro especies diferían en la distribución de sus sitios. F. sylvatica es la única especie en la que la mayoría (dos tercios) de sus árboles crecen a lo largo de los caminos principales de los parques urbanos seleccionados, mientras que los de las otras especies crecen principalmente a lo largo de los caminos del centro de Zakopane.

La vitalidad y las cavidades de los árboles, que son el foco principal de este estudio, variaron significativamente en términos de características entre las especies seleccionadas. Como se muestra en la Tabla 5, las muestras de cuatro especies de árboles diferían en términos de su condición estimada por la clasificación de Roloff. La proporción más significativa de árboles en condición alta (0 − 0/1) se encontró en F. sylvatica y la más baja en F. excelsior (2–3). Los árboles en condiciones moderadas dominaron las muestras de A. pseudoplatanus y L. decidua (1 − 1/2). Los árboles también diferían numéricamente en la proporción de aquellos clasificados como de riesgo moderado o alto en la tomografía sónica. Más del 10% de ellos pertenecían a las especies F. sylvatica y A. pseudoplatanus, y menos del 5% pertenecían a las especies L. decidua y F. excelsior. No se encontró relación entre especies y clases de riesgo.

Finalmente, la proporción de árboles huecos varió entre los cuatro grupos, encontrándose la proporción más alta en F. sylvatica (74%). En el resto de especies, los árboles huecos representaron hasta el 45%.

Al igual que con el análisis de datos completo, no se encontraron relaciones estadísticamente significativas entre la clase de riesgo del árbol o la clase Roloff del árbol y la aparición de cavidades en los árboles o los resultados del análisis tomográfico de los troncos de los árboles para las cuatro especies de árboles individuales. Los resultados de dos evaluaciones, clasificación en clases de riesgo y clases de Roloff, se correlacionaron entre sí para tres de las cuatro especies estudiadas: F. sylvatica (valor de p < 0,0001 tanto para la prueba exacta de Fisher como para la correlación de Spearman), F. excelsior (p valor < 0,0001) y A. pseudoplatanus (valor p < 0,05). Los valores del coeficiente de correlación de Spearman oscilaron entre 0,40 y 0,53.

Dado que sólo se observó que la tomografía sónica indicaba una proporción mínima de árboles con riesgo moderado o alto, no se puede realizar ningún análisis estadísticamente significativo de sus características para especies individuales. Sin embargo, los tamaños (circunferencia vs ancho de copa) de los árboles de mayor riesgo en comparación con los otros árboles se muestran en la Fig. 3. Se agregaron líneas de regresión ponderadas para cada especie para facilitar la interpretación de los datos (no se utilizó regresión lineal ordinal debido a la heterocedasticidad de los datos (no se trazó ninguna línea para L. decidua porque la relación entre las circunferencias de los árboles no fue significativa). Como se puede observar, no parece existir un esquema específico para el tamaño de los árboles peligrosos. No están agrupados según el tamaño de la circunferencia ni el ancho de la corona. De manera similar, no se encontró correlación entre el tamaño de los árboles y la aparición de cavidades en ninguna de las muestras de árboles.

De las especies de árboles estudiadas, F. sylvatica es la más común en los senderos del parque (Tabla 4, Fig. 2). También es la única especie con una proporción significativamente mayor de árboles ahuecados en los parques (40 de 49). En los bordes de las carreteras (13 de 23), las especies presentaron huecos, confirmado por la prueba de Fisher con p = 0,046. En A. pseudoplatanus el porcentaje de árboles con huecos es mayor en los senderos del parque (5 de 11) que en las calles (8 de 34). Sin embargo, la diferencia no es estadísticamente significativa. Para F. sylvatica, los árboles en los parques eran en promedio más grandes que los árboles a lo largo de las carreteras. Se observó lo contrario en los árboles de A. pseudoplatanus.

Según la prueba U de Mann-Whitney, las diferencias entre las circunferencias medias y los anchos de copa de las dos especies examinadas fueron significativas con un valor de p <0,05. Para F. sylvatica, los árboles en los parques eran en promedio más grandes que los árboles a lo largo de las carreteras. Se observó lo contrario en los árboles de A. pseudoplatanus.

Nuestra investigación se centró en árboles urbanos con cavidades en el tronco que crecen a lo largo de caminos peatonales y están sujetos a una estrecha vigilancia por parte de los funcionarios de la ciudad, como resultado de la presión pública impulsada por preocupaciones de seguridad frente a otros árboles urbanos. Aunque no se estudiaron todos los árboles a lo largo de las aceras en Zakopane, debido al limitado presupuesto del proyecto, el estudio incluyó árboles en los lugares potencialmente de mayor riesgo. Además, debido a las limitaciones de la tomografía, algunos de los árboles estudiados no pudieron ser examinados porque la estructura del tronco no proporcionaba un resultado diagnóstico fiable.

Los árboles estudiados crecen en un hábitat más duro, junto a pasarelas peatonales, que otros árboles urbanos80. La arquitectura de la copa, que se considera un indicador valioso del estado de la copa y de los cambios durante el ciclo de vida del árbol75, también puede estar parcialmente determinada por las condiciones del sitio81,87. La aparición prematura de rasgos generalmente asociados a la edad podría detectarse mediante la clasificación de Roloff82,83. Las fases de vitalidad 2 y 3 de Roloff son típicas de árboles envejecidos, incluida la senescencia prematura. El envejecimiento prematuro (cavidades y cuerpos fructíferos de hongos) puede aumentar la tendencia a eliminar árboles de los paisajes urbanos16. Los árboles seleccionados para el estudio pueden considerarse maduros y senescentes, incluidos árboles de edad prematura, por ejemplo, hayas con circunferencias de tronco que oscilan entre 100 y 287 cm o fresnos con circunferencias de tronco que oscilan entre 90 y 329 cm. Debido a que las limitaciones anteriores llevan a que las decisiones sobre la eliminación de árboles de la calle por razones de seguridad se tomen de manera demasiado superficial, era fundamental verificar si las cavidades y/o los cuerpos fructíferos de los hongos presentaban un mayor riesgo de fracturas del tronco.

Se estudiaron 23 especies de árboles, teniendo la mayoría muy pocos representantes. Por lo tanto, se seleccionaron las cuatro especies más abundantes para un análisis detallado: A. pseudoplatanus, F. sylvatica, F. excelsior y L. decidua. Estas especies variaron en tamaño promedio y se midieron según la circunferencia del árbol y el ancho de la copa. Los árboles también diferían en las puntuaciones promedio de SoT, así como en su propensión a tener un riesgo moderado o alto. Las especies seleccionadas también diferían en sus puntuaciones de vitalidad según la clasificación de Roloff y la proporción de árboles huecos.

Los resultados del estudio confirman que las clases de vitalidad y riesgo de los árboles de Roloff están estrechamente relacionadas. Además, la correlación entre los resultados de los dos enfoques es consistente, independientemente de las especies de árboles. Este resultado puede explicarse por el hecho de que las ramas muertas pueden dar lugar a una clase de riesgo más alta, un signo típico, especialmente para árboles más viejos21 o aquellos bajo estrés de hábitat80. En ambos casos un árbol se clasificaría en la clase Roloff alta.

Por otro lado, no se encontró correlación entre los riesgos asociados con la rotura del tallo (exploración SoT) y el vigor. Los clasificados como peligrosos por SoT pueden ocurrir entre árboles de todas las clases Roloff o de riesgo. Cabe señalar que los resultados de la tomografía determinan la probabilidad de falla del tronco del árbol. Por tanto, se centran en la resistencia mecánica del tronco (factor de seguridad). La estática y la vitalidad son dos cosas diferentes: incluso un árbol resistente puede romperse. En un estudio realizado por Terho y Hallaksela67, el 14% de los árboles urbanos grandes y viejos que habían caído y representaban un peligro potencial tenían una copa vigorosa y equilibrada y un alto valor recreativo30.

A diferencia del método SoT, se puede utilizar la experiencia para examinar el riesgo general de los árboles. El riesgo de que un árbol caiga o se rompa puede afectar cualquier parte: las raíces, el cuello de la raíz, el tronco, el cuello de la copa o la copa77. Por lo tanto, la experiencia es fundamental para el proceso de toma de decisiones sobre la evaluación de riesgos. Según Koeser y Smiley61, los profesionales experimentados tienen calificaciones de riesgo más bajas y es menos probable que recomienden la tala de árboles como medida de mitigación de riesgos. Sin embargo, el hecho de que algunos árboles que entran en el grupo de alto riesgo según SoT sean clasificados por los profesionales como alto (clases de Roloff 0-1) muestra una incapacidad para determinar el grado de pérdida de resistencia a la fractura del tallo mediante inspección visual y indica la necesidad del uso de herramientas objetivas como SoT. Los beneficios para la toma de decisiones de estar respaldado por información técnica30 son esenciales tanto para cumplir con la obligación de seguridad vial del propietario como para cortar árboles urbanos que son valiosos para los residentes urbanos basándose en suposiciones subjetivas16.

Los árboles que contienen cavidades representaron más de la mitad (54%) de todos los árboles encuestados. Sin embargo, sólo una pequeña proporción fue clasificada como peligrosa por el método SoT, alrededor del 2% en el nivel de riesgo moderado y el 9% en el nivel de alto riesgo. Dicho esto, dado que se encontró que 19 de 22 (86%) árboles peligrosos tenían caries, se puede concluir que la aparición de caries aumenta el riesgo de falla del tronco. Sin embargo, dado que la mayoría de los árboles huecos pertenecen al grupo de bajo riesgo, según el SoT, la aparición de caries no puede considerarse un indicador principal del estado del tronco del árbol. Por lo tanto, sólo puede utilizarse como indicación para aplicar el SoT o un método similar.

Algunos investigadores confirman que uno de los dos tipos más comunes de falla de los árboles son las fracturas, es decir, la descomposición y los huecos que provocan la rotura de ramas y tallos28,30,31,32,44,84. Sin embargo, no sólo la presencia de cavidades sino también la excentricidad de la parte dañada impacta la pérdida de resistencia y la estabilidad del árbol85. Nuestro estudio aporta evidencia de que, estadísticamente, los huecos en los troncos no tienen un efecto adverso sobre la vitalidad de los árboles. Aunque investigaciones anteriores demostraron que un mantenimiento inadecuado, como una poda intensa, puede provocar exposición a infecciones fúngicas y un mayor riesgo de fracaso en árboles maduros36,37,86, la presencia de cavidades/huecos no debe percibirse como una sentencia de muerte para el árbol. La decisión final sobre la tala de árboles debe considerarse profundamente y respaldarse mediante el análisis SoT.

La aparición de una cavidad puede indicar que el árbol no tiene suficiente madera sana para permanecer en pie. Sin embargo, la mayoría de los árboles huecos no son peligrosos35,87,91. Dos hechos pueden explicar esto. En primer lugar, las caries encontradas pueden diferir según la etapa de su desarrollo. En segundo lugar, el abundante crecimiento de madera enrollada a ambos lados de la cavidad puede compensar la debilidad causada por la podredumbre. Esta madera de reacción suele ser más fuerte que la madera de tallo normal18,75,77. Nuestros resultados confirman estudios anteriores: en general, los árboles con tallos podridos presentan un riesgo de bajo a moderado y solo una parte requiere medidas de mitigación. Sin embargo, los árboles huecos corren el riesgo de fallar las ramas y deben evitarse mediante una gestión de riesgos adecuada16,72. Wessolly72 ha descubierto que muchos árboles de copa completa con diámetros de tronco superiores a 1 m tienen sólo de 5 a 10 cm de espesor de pared y, sin embargo, han resistido todas las tormentas severas durante décadas72. Encontramos uno de los resultados más altos, 3869%, de resistencia del tallo en F. excelsior. El árbol No. 51 tiene un diámetro de tallo (DAP) de 66 cm y es 24% hueco (Ver: “Apéndices 1, 2”). Nuestros resultados muestran que los árboles maduros y envejecidos huecos de menos de 1 m de diámetro confirman la resistencia a la fractura del tronco. Las pruebas, especialmente SoT, pueden confirmar el nivel de riesgo, pero este problema debe esperar que las caries sean más comunes en árboles de clases de mayor riesgo. Wolf descubrió que las caries eran más investigadas.

Uno podría ser más común en árboles con poco vigor y signos visibles de depredación por pájaros carpinteros que en árboles con mucho vigor88. Por el contrario, la presente investigación indica que la presencia de una cavidad en el árbol no se correlaciona con un vigor deficiente del árbol88,92. Zajączkowska et al. demuestra que incluso un árbol casi hueco puede permanecer en pie durante más de 700 años y proporcionar una capacidad fotosintética eficiente92. Ninguna de las clasificaciones de clases de riesgo de los árboles estudiados se correlacionó con la presencia de cavidades. El análisis de las especies de árboles individuales mostró que, si bien las caries se observaron con mayor frecuencia en F. sylvatica, los árboles de esta especie también se encontraban con mayor frecuencia en las mejores condiciones, según la clasificación de Roloff.

También se podría esperar que los árboles con cavidades y un alto riesgo de rotura del tronco estuvieran asociados con los árboles más grandes, ya que el tamaño del árbol debería indicar la esperanza de vida del árbol. Sin embargo, el presente estudio no encontró tal asociación para especies individuales. Sin embargo, se encontró una diferencia significativa en la frecuencia de aparición de cavidades entre las cuatro especies seleccionadas. Además, había muchos más árboles huecos en la muestra de F. sylvatica en comparación con las demás. Este aumento en el número puede estar relacionado con el tamaño promedio de los árboles de F. sylvatica, tanto en ancho de tallo como de copa, que excede a los árboles de las otras tres especies.

Desafortunadamente, el muestreo de cada especie no fue equilibrado debido a limitaciones naturales en su ubicación: senderos del parque versus caminos (Tabla 1). Las únicas dos especies que superaron el 20% en los parques fueron F. sylvatica (67%) y A. pseudoplatanus (24%). En ambos casos, la proporción de árboles con cavidades fue mayor en los parques que en las calles. Dado que las muestras de árboles de las dos especies anteriores contenían principalmente árboles de parques, en todos los datos se observó un exceso de árboles huecos a lo largo de los senderos de los parques.

Nos hemos centrado en el posible riesgo que puede suponer la presencia de huecos/cavidades o hongos en relación con la vitalidad del árbol y la fractura del tronco. La cuestión de la ocupación objetivo y las tasas de riesgo en relación con la probabilidad de impacto podría estudiarse en profundidad como el siguiente paso de nuestra investigación.

Además, se encontraron árboles de riesgo alto o moderado con mayor frecuencia en el parque que en las calles. La mayor proporción de fresnos huecos y hayas a lo largo de los senderos del parque podría deberse a la menor aceptación del riesgo por parte de los administradores. Esto podría dar lugar a que la tala de árboles con cavidades que crecen a lo largo de las carreteras se considere peligrosa, lo que provocaría una pérdida de biodiversidad16,18. Estos resultados parecen oponerse a los resultados de Klein et al.28, indicando que los arbolistas perciben más a menudo los árboles como un peligro para la seguridad de los peatones que para el tráfico vehicular. Curiosamente, cuando se les pidió que calificaran las consecuencias de la falla para ramas de varios diámetros, la mayoría de los arbolistas seleccionaron de “significativas” a “graves” para tallos iguales o superiores a 29,2 cm cuando el objetivo era un peatón y para objetivos vehiculares, este umbral era de 69,2 cm65. Por lo tanto, la inspección técnica debe incluirse en el proceso de manejo sostenible para complementar el monitoreo de árboles en cavidades.

Además, los fresnos de nuestro estudio se distinguieron estadísticamente de las especies estudiadas por su menor vitalidad (clases altas de Roloff), pero no por su clase de alto riesgo. Dentro de cada uno, hubo una diferencia estadísticamente significativa en la resistencia a la rotura del tronco con casi el 50% de árboles huecos (media 1242%). El vigor debilitado puede explicarse por la respuesta a las condiciones difíciles del sitio como especie con baja tolerancia al estrés3,22,23. Debido a que las condiciones de las carreteras urbanas se caracterizan por suelos compactados, pH elevado y concentraciones de metales pesados80, es probable que las raíces de los árboles cerca de las carreteras también resulten dañadas. Hightshoe89 y Costello y Jones90 consideran que la ceniza es razonablemente tolerante a la pérdida de raíces. Read93 hace referencia a su tolerancia intermedia o incluso intolerancia a la poda. Además, el vigor del fresno europeo puede verse debilitado por la muerte regresiva del fresno. Los árboles infestados parecen más susceptibles a otros patógenos secundarios, como Armillaria ssp., especialmente en condiciones urbanas desfavorables62,63. En nuestro estudio, el factor de malas condiciones del sitio podría ser la causa del estado debilitado de una de las especies estudiadas.

Con base en el material disponible, llegamos a la conclusión de que la experiencia en evaluación del riesgo de los árboles es fundamental a la hora de decidir la eliminación de árboles urbanos. Sin embargo, sólo los métodos basados ​​en la tomografía pueden proporcionar datos fiables sobre el riesgo de los árboles, porque en la mayoría de los casos los huecos, las cavidades y los cuerpos fructíferos no son indicativos de las clases de riesgo. Descubrimos que el tamaño de los árboles en entornos urbanos no afecta la cantidad de árboles huecos (en general o dentro de especies individuales), pero que solo una pequeña cantidad de árboles con cavidades o cuerpos fructíferos fúngicos representan un riesgo.

Se necesitan estudios más detallados sobre el vacío y la descomposición de diferentes especies de árboles. Nuestro próximo objetivo es analizar los efectos de la salud del sistema radicular de los árboles callejeros con respecto a las cavidades y cuerpos fructíferos. El daño a las raíces asociado con la instalación de caminos y pavimentos puede provocar pudrición cuesta arriba y aumentar el riesgo de daño al tronco, especialmente en los niveles más bajos. Por lo tanto, es esencial determinar si la mala condición del sistema radicular está asociada con huecos/cavidades y si la pudrición en las partes inferiores de los troncos de los árboles de la calle se traduce en que los árboles se vuelvan de mayor riesgo según lo determinado por la tomografía.

Los conjuntos de datos generados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

La versión original en línea de este artículo fue revisada: en la versión original de este artículo, el nombre de la autora Magdalena Wojnowska-Heciak estaba indexado incorrectamente. El artículo original ha sido corregido.

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Estos autores contribuyeron igualmente: Marzena Suchocka, Magdalena Wojnowska-Heciak y Paweł Jankowski.

Departamento de Arquitectura Paisajista, Instituto de Ingeniería Ambiental, Universidad de Ciencias de la Vida de Varsovia - SGGW, Nowoursynowska St. 159, 02-776, Varsovia, Polonia

Marzena Suchocka, Magdalena Wojnowska-Heciak y Agata Milanowska

Departamento de Sistemas de Información Informática, Instituto de Tecnología de la Información, Universidad de Ciencias de la Vida de Varsovia - SGGW, Nowoursynowska St. 166, 02-776, Varsovia, Polonia

Paweł Jankowski

Fundación de Infraestructura Verde, St. Windmills 3E, 21-400, Lukow, Polonia

Jacek Mojski

Tu mundo, ul. Okrzei 39, 21-400, Łuków, Polonia

Jacek Mojski

Departamento de Arquitectura Paisajista, Universidad Tecnológica de Pomerania Occidental, Universidad Papa Pablo VI. 3a, 71-459, Szczecin, Polonia

Cubo de Marcin

Instituto de Tecnología y Ciencias de la Vida - Instituto Nacional de Investigaciones, Al. Hrabska 3, 05-090, Falenty, Raszyn, Polonia

Hazem M. Kalaji

Departamento de Fisiología Vegetal, Instituto de Biología, Varsovia, Universidad de Ciencias de la Vida - SGGW, Varsovia, Polonia

Hazem M. Kalaji

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MS, AM concibió los experimentos, MS y AM realizaron las mediciones, MW-H., MS, PJ escribieron el manuscrito principal, MS, MW-H., PJ preparó figuras y tablas, MS, PJ y MK, JM, HMK, MW-H. analizó los resultados. Todos los autores revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Magdalena Wojnowska-Heciak.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Suchocka, M., Wojnowska-Heciak, M., Jankowski, P. et al. Características de peligro potencial de árboles con huecos, cavidades y cuerpos fructíferos que crecen a lo largo de rutas peatonales. Representante científico 12, 21417 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-25946-0

Descargar cita

Recibido: 03 de agosto de 2022

Aceptado: 07 de diciembre de 2022

Publicado: 10 de diciembre de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-25946-0

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